第五章供熱鍋爐引言簡要敘述鍋爐的發展過程與結構型式的演變介紹幾種典型的供熱鍋爐構造型式和其基本熱工特性第一節鍋爐結構型式的演變內部增加受熱面——在鍋筒水容積空間內增設煙氣通道，使高溫煙氣能夠通過較多的受熱面把熱能傳遞給水，與此同時增加煙氣的流程，提高煙氣流速，從而提高煙氣放熱系數受熱面積小，不能充分吸收高溫煙氣熱能——熱效率低；容量有限筒體里面盛有水，筒體外側下腹部與高溫煙氣熱交換火管(煙管)——煙氣在管內流動放熱、水在管外吸熱的受熱面水管——汽水混合物在管內流動吸熱、煙氣在管外沖刷放熱的受熱面外部發展受熱面——擺脫了鍋筒尺寸的制約，在燃燒條件、傳熱效果和受熱面布置等方面得到根本性改善，金屬耗量大為下降煙（火）管鍋爐特點高溫煙氣在火筒或煙管內流動沖刷放熱（多為縱向沖刷），低溫工質——水在火筒或煙管外側吸熱、升溫和汽化缺點不適應大容量、高參數鍋爐發展需要優點——小容量鍋爐仍廣泛采用結構簡單，維修方便水容積大，能適應負荷變化水容積大，單位面積水垢沉積量少，對水質要求低缺點爐膛一般較矮小，爐膛四周被筒壁圍住，爐內溫度低，燃燒條件較差，難于燃用低質煤煙氣縱向沖刷壁面，傳熱效果差，排煙溫度很高，熱效率低鍋筒直徑大——不利于提高蒸汽壓力；增加鋼耗量；蒸發量受到限制結構剛性大、煙管排列緊密，清洗水垢困難，煙管內容易堵灰水管鍋爐特點：燃料在圓筒外面的爐膛內燃燒，高溫煙氣在管外沖刷流動放熱，汽水在管內流動而吸熱和蒸發橫水管→豎水管小容量鍋爐，采用水管鍋爐在技術經濟上不一定合理水管鍋爐對給水品質要求較高——相同蒸發量時，水管鍋爐的水容積較小，單位面積上水垢的沉積量多在本體結構和制造工藝上，水管鍋爐較復雜，金屬材料消耗量較多第二節蒸汽鍋爐按煙氣與受熱面的相對位置煙管鍋爐煙管水管組合鍋爐水管鍋爐一、煙管鍋爐共同特點——有一個大直徑的鍋筒，其內部有火筒和為數眾多的煙管按鍋筒放置方式分立式煙管鍋爐——容量較小臥式煙管鍋爐——容量較大1.立式煙管鍋爐容量小，常配置手燒爐燃煤≤0.5t／h燃油氣≤1t／h、≤1.4MW特點結構緊湊、占地小、便于安裝爐膛內置，爐溫低，適宜于較好燃料2.臥式煙管鍋爐按爐子置于鍋筒內外分內燃式、外燃式三回程鍋爐不用引風機熱負荷小(＜10MW)的鍋爐采用單爐膽布置，熱負荷大(＞10MW)的鍋爐采用雙爐膽布置熱效率在87％左右,排煙溫度為250℃；環保型燃油氣鍋爐排煙溫度和大容量工業鍋爐相同，達130～140℃。熱效率達93％國內外燃油、燃氣工業鍋爐，大多采用此種類型——整體性和密封性極好，采用微正壓燃燒(2000Pa左右)，火筒形狀與油、氣燃燒產生的形狀一致，燃燒完全，火焰充滿整個火筒，輻射換熱效果好，熱效率高二、煙水管鍋爐在臥式外燃煙管鍋爐的基礎上發展起來的一種新型鍋爐。具有兩者的優點，對水質要求和水管鍋爐相近煙管構成主要對流受熱面，水冷壁管和大鍋筒下腹壁面則為鍋爐輻射受熱面俗稱快裝鍋爐——可組裝出廠KZL4-1.3-A鍋爐DZL2-1.3-AII鍋爐三、水管鍋爐結構上沒有特大直徑的鍋筒，富有彈性的彎水管替代直煙管——節約金屬，蒸汽容量和參數提高分類按鍋筒數目——單、雙鍋筒按鍋筒放置形式——縱置式、橫置式、立置式單鍋筒縱置式水管鍋爐雙鍋筒縱置式“D型”鍋爐雙鍋筒縱置式“O型”鍋爐雙鍋筒橫置式“M型”水管鍋爐雙鍋筒橫置式沸騰爐水管鍋爐常用水管鍋爐角管式水管鍋爐立置式水管鍋爐雙鍋筒縱置式“O型”鍋爐角管式水管鍋爐無構架鍋爐只設置一個鍋筒，利用管路系統作為整臺鍋爐的骨架（兼作鍋爐的下降管和上下集箱之用，并完成一定程度的汽水分離），由其承受鍋爐的全部負荷第五節輔助受熱面汽鍋爐子輔助受熱面鍋爐本體蒸汽過熱器省煤器空氣預熱器尾部受熱面煙氣側的腐蝕一、蒸汽過熱器把飽和蒸汽加熱成一定溫度的過熱蒸汽的裝置按布置位置和傳熱方式對流式、半輻射式、輻射式供熱鍋爐過熱器一般布置在850~950℃的煙道中為改善金屬材料的工作條件，過熱器不應布置在煙溫很高區域應保持合理的傳熱溫差二、省煤器利用鍋爐尾部煙氣預熱鍋爐給水的熱交換設備有效降低鍋爐排煙溫度，提高熱效率，節約燃料，因此而得名分類按制造材料——鑄鐵省煤器、鋼管省煤器按給水預熱程度不同——沸騰式、非沸騰式節省金屬當需降低數值相同的尾部排煙溫度時，所需省煤器（價格低）受熱面僅約為蒸發受熱面（價格高）的一半省煤器中平均水溫至少比汽鍋中飽和水溫度低幾十度——較大的傳熱溫差省煤器中水是強制流動，采用帶鰭片鑄鐵管和小直徑鋼管——傳熱系數大逆流布置鑄鐵省煤器鑄鐵抗腐蝕及耐磨性較強鑄鐵性脆用于工作壓力≤1.6MPa的低壓鍋爐；非沸騰式省煤器出口水溫較相應壓力下飽和溫度低30℃以上安裝組合簡圖煙速8～11m／s省煤器中水速0.3～1m／s保護鑄鐵省煤器措施為使鑄鐵省煤器在鍋爐起動、停止運行和低負荷運行過程中，不致得不到很好的冷卻而被損壞，應采取措施：旁路煙道再循環管循環管至給水箱安全閥附件及管路鋼管省煤器承壓能力強，鍋爐工作壓力≥2.4MPa必須采用可以是沸騰和非沸騰式三、空氣預熱器利用鍋爐尾部煙氣加熱空氣的換熱設備當鍋爐給水溫度較高而使省煤器作用受到限制，能有效降低排煙溫度，減小排煙損失改善燃料的燃燒過程管子根數及管距取決于煙氣流速煙速流速10～14m／s設計煙氣流速盡可能調整到空氣流速的2倍左右—即空氣流速為5～7m／s四、尾部受熱面煙氣側的腐蝕低溫腐蝕氧腐蝕——水蒸氣在受熱面上冷凝酸腐蝕——硫酸蒸氣的凝結液與金屬接觸主要發生于空預器的冷空氣入口段；如給水溫度低，省煤器中也會發生腐蝕條件——金屬壁溫低于煙氣露點溫度低溫受熱面腐蝕的根本原因——煙氣中存在SO3氣體水蒸氣的露點溫度不高，硫酸蒸氣露點溫度可達150℃左右預防措施燃料脫硫，控制燃燒以減少產生SO3

，使用添加劑吸收或中和煙氣中SO3，提高金屬壁溫提高壁溫，即提高排煙溫度，要求壁溫比酸露點高出10℃左右（不經濟）→壁溫不低于煙氣中水蒸氣露點空預器進風口置于爐頂，提高金屬壁溫以減少腐蝕將空預器最底下一節（即空氣第一通道）分開制作，便于腐蝕后修補或更新第六節鍋爐安全附件為保證鍋爐的正常運行，鍋爐上必須裝置一些附件鍋爐三大安全附件壓力表、安全閥、水位表一、壓力表用以測量和顯示鍋爐汽水系統工作壓力的儀表彈簧管式壓力表當彈簧彎管內受到被測量介質作用時，其橫截面有膨脹成圓形的趨勢作用在外凸表面的總壓力比作用在內彎表面的總壓力大迫使彈簧彎管力圖伸直，借助于拉桿、扇形齒輪、小齒輪的傳動，使指針偏轉一個角度，在刻度盤上指示出壓力大小壓力表壓力表量程應根據工作壓力選用，表盤最大刻度范圍最好為鍋爐工作壓力的2倍壓力表應有存水彎管——以防高溫蒸汽或熱水直接進入彈簧管，影響壓力表測量的準確性二、安全閥能自動將鍋爐工作壓力控制在允許工作壓力以下運行的安全附件當鍋爐壓力超過允許工作壓力時，安全閥自動開啟，迅速泄放出足夠多的蒸汽，直至降到允許工作壓力時自動關閉杠桿式安全閥彈簧式安全閥全升式安全閥微啟式安全閥安全閥選取