鍋爐的結構

一、鍋爐由“鍋”和“爐”兩部分組成

（一）鍋爐的基本組成部分

1、汽鍋

包括鍋筒(tong)、管束、水(shui)(shui)(shui)冷(leng)壁、集箱、下降管。鍋爐本(ben)體中汽(qi)水(shui)(shui)(shui)系統，高溫(wen)(wen)燃燒產物煙氣(qi)通(tong)過受熱面將(jiang)熱量傳遞給汽(qi)鍋內溫(wen)(wen)度較低的水(shui)(shui)(shui)，水(shui)(shui)(shui)被加熱，沸騰汽(qi)化，生(sheng)成蒸(zheng)汽(qi)。

2、爐子

包(bao)括煤斗(dou)、爐(lu)排、爐(lu)膛、除渣板、送風裝(zhuang)置等。鍋(guo)爐(lu)本體中燃燒設備(bei)，燃燒將(jiang)燃料的化學能轉化為熱(re)能。

3、安全附件

水(shui)位計(ji)、壓力(li)表、安全(quan)閥(fa)等及(ji)鍋爐金屬鋼架及(ji)平臺樓梯。

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（二）“鍋”的組成部分

1、省煤器

位于鍋(guo)爐(lu)(lu)尾部垂直煙(yan)道，利(li)用煙(yan)氣余熱(re)加熱(re)鍋(guo)爐(lu)(lu)給水，降低排(pai)煙(yan)溫度(du)，提高鍋(guo)爐(lu)(lu)效率，節約燃料(liao)。

2、汽包

位(wei)于鍋(guo)爐頂部，是一個圓(yuan)筒形(xing)的承壓容器，其下(xia)是水(shui)(shui)，上部是汽(qi)(qi)，它接受省(sheng)煤(mei)器的來水(shui)(shui)，同時又與下(xia)降管、聯箱(xiang)、水(shui)(shui)冷(leng)壁(bi)共同組成水(shui)(shui)循環回路。水(shui)(shui)在水(shui)(shui)冷(leng)壁(bi)中吸熱而生成的汽(qi)(qi)水(shui)(shui)混(hun)合物(wu)匯集于汽(qi)(qi)包，經汽(qi)(qi)水(shui)(shui)分離后向過熱器輸送飽和蒸汽(qi)(qi)。

3、下降管

是水(shui)冷(leng)壁的供水(shui)管(guan)道，其作用是把汽(qi)包中的水(shui)引入下(xia)聯箱再分(fen)配到各個水(shui)冷(leng)壁管(guan)中。分(fen)小(xiao)直徑分(fen)散下(xia)降管(guan)和大直徑集中下(xia)降管(guan)兩種。小(xiao)直徑下(xia)降管(guan)管(guan)徑小(xiao)，對水(shui)循(xun)環不(bu)利。

4、水(shui)冷壁下聯箱

聯箱主要作(zuo)用是(shi)將(jiang)質(zhi)匯(hui)集(ji)起來，或將(jiang)工(gong)質(zhi)通過(guo)聯箱通過(guo)聯箱重新分配到(dao)其(qi)它管道中。水(shui)冷壁(bi)(bi)下(xia)聯箱是(shi)一根較粗兩(liang)端封(feng)閉的管子，其(qi)作(zuo)用是(shi)把(ba)下(xia)降管與水(shui)冷壁(bi)(bi)連接在(zai)一起，以便(bian)起到(dao)匯(hui)集(ji)、混(hun)合、再分配工(gong)質(zhi)的作(zuo)用。

5、水冷壁

位于(yu)爐(lu)(lu)膛四周，其(qi)主要任務是(shi)(shi)吸收爐(lu)(lu)內的輻射熱，使水(shui)蒸發，它是(shi)(shi)現代鍋爐(lu)(lu)的主要受熱面(mian)，同時(shi)還(huan)可以(yi)保護爐(lu)(lu)墻。

6、過熱器

其(qi)作(zuo)用是將汽包來的飽和蒸(zheng)汽加熱上(shang)成具有一定溫度的過熱蒸(zheng)汽。

7、再熱器

其作用是將汽(qi)輪機中(zhong)(zhong)做(zuo)過部(bu)分功的蒸汽(qi)再次進行加熱升溫(wen)，然后(hou)再送(song)到汽(qi)輪機中(zhong)(zhong)繼(ji)續做(zuo)功。

（三）“爐”的組成部分

1、爐膛

是由爐墻和水冷壁轉成的(de)供(gong)燃料燃燒的(de)，燃料在該空間內呈懸浮狀燃燒，釋(shi)放出大量的(de)熱量。

2、燃燒器

位于(yu)爐(lu)(lu)膛四角或墻壁上，其作用是把燃料和(he)空氣(qi)以一定速(su)度噴入爐(lu)(lu)內，使其在爐(lu)(lu)內能進行(xing)良好的混合以保證燃料及時著火和(he)迅速(su)完(wan)全地燃燒(shao)。分直流燃燒(shao)器和(he)旋流燃燒(shao)器兩種基本類型。

3、空氣預熱器

是煙(yan)氣(qi)與(yu)空(kong)氣(qi)之間進行熱(re)量交(jiao)換的(de)換熱(re)器，屬于燃燒系(xi)統。空(kong)氣(qi)預熱(re)器通常布置在鍋爐尾(wei)部煙(yan)道中，利用(yong)煙(yan)氣(qi)的(de)余(yu)熱(re)加熱(re)室溫下的(de)空(kong)氣(qi)，使空(kong)氣(qi)升溫到燃料燃燒需要的(de)溫度然后送入爐膛。

4、煙風道

是(shi)由爐(lu)墻(qiang)、部(bu)分受熱(re)面管(guan)道及包墻(qiang)管(guan)等組成的管(guan)道，用以引導煙(yan)氣的流(liu)動(dong)，并經各個(ge)受熱(re)面進行熱(re)量(liang)交換，分為水平(ping)煙(yan)道和尾(wei)部(bu)煙(yan)道。輔助設(she)備(bei)(bei)輔助設(she)備(bei)(bei)包括通風(feng)設(she)備(bei)(bei)（送、引風(feng)機）、燃料運輸設(she)備(bei)(bei)、制(zhi)粉系統、除灰渣(zha)及除塵設(she)備(bei)(bei)、脫硫(liu)設(she)備(bei)(bei)等。

二、其它構件

1、鍋筒

它的作用是匯集，貯存、凈化蒸汽和補充給水。在水管鍋爐中，通常有(you)一至兩個鍋(guo)(guo)(guo)(guo)筒(tong)(tong)(tong)，上鍋(guo)(guo)(guo)(guo)筒(tong)(tong)(tong)稱為汽(qi)(qi)(qi)鼓(gu)（汽(qi)(qi)(qi)包(bao)），下面的(de)稱為水(shui)鼓(gu)或(huo)泥鼓(gu)。上鍋(guo)(guo)(guo)(guo)筒(tong)(tong)(tong)內部(bu)有(you)均勻給水(shui)的(de)配水(shui)槽，汽(qi)(qi)(qi)水(shui)分離裝(zhuang)置和連續(xu)排污裝(zhuang)置。熱水(shui)鍋(guo)(guo)(guo)(guo)爐(lu)鍋(guo)(guo)(guo)(guo)筒(tong)(tong)(tong)內部(bu)裝(zhuang)配管(guan)及隔板等。上鍋(guo)(guo)(guo)(guo)筒(tong)(tong)(tong)外部(bu)裝(zhuang)有(you)主汽(qi)(qi)(qi)閥，副汽(qi)(qi)(qi)閥，安(an)全(quan)閥，空氣閥，水(shui)位計，排污管(guan)以(yi)及壓力表等連接管(guan)。

上鍋筒的一端封頭或頂部有人孔門。下鍋筒的一(yi)端(duan)封頭上開有人孔，底部(bu)(bu)裝有定期排(pai)污(wu)裝置(zhi)。上下鍋筒之(zhi)間(jian)用許多上升管(guan)和(he)下降管(guan) （管(guan)束）連接，整個部(bu)(bu)件呈彈性結構。

上鍋(guo)筒(tong)直徑(jing)稍大于下鍋(guo)筒(tong)直徑(jing)，二鍋(guo)筒(tong)之(zhi)間連接(jie)對(dui)流(liu)(liu)管束(shu)。對(dui)流(liu)(liu)管束(shu)由(you)外徑(jing)51毫米的無縫(feng)鋼管組成，順(shun)列(lie)布置于對(dui)流(liu)(liu)煙(yan)道中，對(dui)流(liu)(liu)煙(yan)道沿縱向由(you)耐火墻分為(wei)兩半(ban)區，煙(yan)氣沿對(dui)流(liu)(liu)煙(yan)道呈U形流(liu)(liu)動。鍋(guo)爐的受(shou)熱(re)(re)面(mian)(mian)(mian)：從放熱(re)(re)介(jie)質吸熱(re)(re)，將熱(re)(re)量傳遞給(gei)受(shou)熱(re)(re)介(jie)質的固體表面(mian)(mian)(mian)。根據傳熱(re)(re)過程特(te)點分為(wei)輻射受(shou)熱(re)(re)面(mian)(mian)(mian)、 對(dui)流(liu)(liu)受(shou)熱(re)(re)面(mian)(mian)(mian)、沸騰層內埋管受(shou)熱(re)(re)面(mian)(mian)(mian)。

2、水冷壁受熱面

水冷壁是布(bu)置在爐(lu)(lu)(lu)膛四周的(de)(de)輻射(she)受熱(re)(re)面(mian)(mian)。在工業(ye)鍋爐(lu)(lu)(lu)中一般用朽φ51×3～φ63.5×3.5mm的(de)(de)鍋爐(lu)(lu)(lu)鋼(gang)管(guan)制成，是水管(guan)鍋爐(lu)(lu)(lu)的(de)(de)主要受熱(re)(re)面(mian)(mian)。輻射(she)受熱(re)(re)面(mian)(mian)吸收(shou)火焰(yan)輻射(she)熱(re)(re)并(bing)遮擋爐(lu)(lu)(lu)墻，因(yin)而對爐(lu)(lu)(lu)墻起到(dao)了(le)保(bao)護作用；同時(shi)，由(you)于吸熱(re)(re)較(jiao)多，能降低爐(lu)(lu)(lu)膛溫度，還(huan)有(you)防止燃燒煤層結焦的(de)(de)作用。

水(shui)冷壁的(de)(de)上(shang)(shang)部(bu)與(yu)(yu)上(shang)(shang)鍋(guo)簡直接連接或(huo)先經(jing)過上(shang)(shang)集箱(xiang)再與(yu)(yu)上(shang)(shang)鍋(guo)筒連接。上(shang)(shang)鍋(guo)筒的(de)(de)爐水(shui)經(jing)下降(jiang)管(guan)迸人(ren)下鍋(guo)筒和下集箱(xiang)，經(jing)過水(shui)冷壁吸熱，形(xing)成汽水(shui)混合物，并上(shang)(shang)升到上(shang)(shang)鍋(guo)筒，組成一個(ge)閉合的(de)(de)自(zi)然循環。

過去有(you)些快(kuai)裝鍋爐的(de)水(shui)冷壁(bi)管的(de)兩側焊有(you)翼(yi)片(pian)（又稱鰭片(pian)）。其目的(de)是更多的(de)接受爐膛輻射熱(re)量，同時也增(zeng)大了對爐墻的(de)遮擋面積。因其加工(gong)較難和導(dao)熱(re)不良，容易產生裂(lie)紋(wen)，嚴重時會(hui)撕裂(lie)水(shui)冷壁(bi)管，故已較少采(cai)用，而(er)逐漸被異形鋼管取代。

3、集箱

它是匯集爐管(guan)排列聯接的(de)主(zhu)要元件，有(you)分配供水和(he)引出(chu)的(de)作(zuo)用，按其所在位(wei)置(zhi)有(you)上集箱和(he)下集箱或(huo)進口集箱和(he)出(chu)口集箱之分。

上(shang)(shang)(shang)集箱位于爐管(guan)上(shang)(shang)(shang)部，匯集上(shang)(shang)(shang)升管(guan)束(shu)的水(shui)汽混合物(wu)，通過(guo)導管(guan)引人上(shang)(shang)(shang)鍋(guo)筒。有(you)些上(shang)(shang)(shang)集箱安裝在爐墻外部，在與爐管(guan)相對的位置開有(you)成(cheng)排手孔，以便清掃爐管(guan)內部。

下集箱位于爐管的下部，與下鍋筒連接供水、分配給上升爐管。位于爐排兩側的下(xia)集箱(xiang)，具有防止爐(lu)排兩(liang)側爐(lu)墻燒壞或掛(gua)焦(jiao)的作用，稱為防焦(jiao)箱(xiang)。下(xia)集箱(xiang)有排污(wu)管，端部還開有手孔，以(yi)便檢查清掃集箱(xiang)內部。除鍋爐(lu)本體(ti)集箱(xiang)外，在省煤器，過熱器等部件(jian)上(shang)也有各自相應的集箱(xiang)。

集箱一般由較大直徑的無縫鋼管(guan)和兩(liang)個端蓋(gai)焊(han)接而(er)成。近年來有些制造廠將管(guan)端旋壓(ya)收口，取代焊(han)接端蓋(gai)，結構更加合理。

4、對流管束受熱面

對(dui)流管(guan)束又(you)稱對(dui)流排(pai)管(guan)，位于(yu)上下鍋筒(tong)之間(jian)，一(yi)般由φ51×3mm的(de)(de)鍋爐鋼管(guan)組(zu)成，是(shi)水管(guan)鍋爐的(de)(de)主要受熱(re)(re)面。為了(le)充(chong)分吸收熱(re)(re)量，通(tong)常(chang)(chang)將對(dui)流管(guan)束中(zhong)間(jian)，用隔(ge)陷墻組(zu)成來回或轉(zhuan)彎的(de)(de)煙(yan)道，增加煙(yan)氣流程，并以(yi)較(jiao)高(gao)的(de)(de)煙(yan)速橫向沖刷管(guan)束。通(tong)常(chang)(chang)被煙(yan)氣先沖刷的(de)(de)管(guan)束，由于(yu)煙(yan)氣溫(wen)度(du)高(gao)傳熱(re)(re)較(jiao)多(duo)，管(guan)內(nei)汽水混合物的(de)(de)密(mi)度(du)小，成為上升管(guan)，反之煙(yan)氣溫(wen)度(du)低傳熱(re)(re)較(jiao)少，成為下降管(guan)。

煙氣沖(chong)刷(shua)(shua)管束(shu)，一般采用(yong)橫向(xiang)沖(chong)刷(shua)(shua)。因為橫向(xiang)沖(chong)刷(shua)(shua)，其使熱(re)效(xiao)(xiao)果(guo)優(you)于縱向(xiang)沖(chong)刷(shua)(shua)。同屬(shu)橫向(xiang)沖(chong)刷(shua)(shua)時，管子錯排 “或(huo)叫叉排”的(de)傳熱(re)效(xiao)(xiao)果(guo)又優(you)于順排形式，但伴隨傳熱(re)效(xiao)(xiao)果(guo)的(de)提高，煙氣流動阻(zu)力也相應加(jia)大。

5、煙火管受熱面

煙管(guan)是煙管(guan)鍋(guo)(guo)爐和水火(huo)管(guan)組合式鍋(guo)(guo)爐的主(zhu)要(yao)受熱(re)面，它的作用(yong)是當爐膛燃燒(shao)產生的高(gao)溫煙氣從管(guan)內(nei)流(liu)過時，不斷對管(guan)外(wai)的鍋(guo)(guo)水加(jia)熱(re)，使其逐漸成為(wei)蒸(zheng)汽（或熱(re)水）。煙管(guan)一般(ban)裝(zhuang)在(zai)鍋(guo)(guo)殼內(nei)，用(yong)焊接或脹接固(gu)定在(zai)兩端管(guan)板上。因其安(an)裝(zhuang)數量受到(dao)鍋(guo)(guo)殼的限制，加(jia)上管(guan)內(nei)容(rong)易(yi)(yi)積(ji)灰堵塞，管(guan)外(wai)容(rong)易(yi)(yi)積(ji)垢，故(gu)不適用(yong)于較大(da)型鍋(guo)(guo)爐。但(dan)近年(nian)來，亦在(zai)研(yan)究大(da)型水火(huo)管(guan)鍋(guo)(guo)爐，并取得(de)了一些進展。

近(jin)(jin)幾年來(lai)推廣應用一(yi)種新型(xing)煙(yan)管：即(ji)螺紋煙(yan)管，它是在(zai)煙(yan)管上壓出深2mm左(zuo)右的螺紋狀凹(ao)槽(cao)，改善煙(yan)氣對管壁的放熱(re)，效果(guo)顯著。這種螺紋煙(yan)管與普通煙(yan)管相比，傳熱(re)效果(guo)可提高近(jin)(jin)兩倍。

6、過熱器

省煤器(qi)和(he)空氣預熱(re)(re)(re)器(qi)。它(ta)們均屬對流受熱(re)(re)(re)面。過(guo)熱(re)(re)(re)器(qi)除有對流過(guo)熱(re)(re)(re)器(qi)外(wai)，還有輻射過(guo)熱(re)(re)(re)器(qi)，其余的省煤器(qi)和(he)預熱(re)(re)(re)器(qi)均安(an)裝(zhuang)鍋(guo)爐尾部煙(yan)道。它(ta)們的作(zuo)用，主要(yao)是進一步降低排煙(yan)溫度，提高(gao)鍋(guo)爐熱(re)(re)(re)效率。