演示文稿工業鍋爐的分類及結構目前一頁\總數七十六頁\編于十二點工業鍋爐的分類及結構目前二頁\總數七十六頁\編于十二點第一節鍋爐分類及結構概述一、鍋爐的分類可以從不同角度對鍋爐進行分類。按用途可以分為：電站鍋爐、工業鍋爐、機車鍋爐和船舶鍋爐等。按容量可以分為：大型鍋爐，中型鍋爐，小型鍋爐。習慣上，把蒸發量大于100噸/時的鍋爐稱作大型鍋爐，把蒸發量為20噸/時至100噸/時的鍋爐稱為中型鍋爐，把蒸發量小于20噸/時的稱為小型鍋爐。按蒸汽壓力可以分為低壓鍋爐（壓力≤1.57MPa），中壓鍋爐（壓力為2.45MPa及3.82MPa），高壓鍋爐（壓力為9.81MPa）超高壓鍋爐（壓力為13.73MPa），亞臨界鍋爐（壓力為16.67MPa）和超臨界鍋爐（壓力超過22MPa，即高于臨界壓力）。按燃料種類和能源來源可以分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、原子能鍋爐、廢熱（余熱）鍋爐。按鍋爐結構可以分為鍋殼式鍋爐（火管鍋爐）、水管鍋爐、水火管鍋爐（臥式快裝鍋爐）。按燃料燃燒方式分：層燃爐、沸騰爐、室燃爐。目前三頁\總數七十六頁\編于十二點按工質流動方式可以分為自燃循環鍋爐、強制循環鍋爐、直流鍋爐等。電站鍋爐一般是壓力較高（中壓以上）、容量較大（中型以上），采用室燃方式的水管鍋爐，又可以分為許多種。工業鍋爐一般容量較小（65噸/時以下），壓力較低（2.45MPa及以下），。大都采用層燃，結構型式和燃燒設備種類繁多，主要用于工業生產用汽及采暖、生活等方面。工業鍋爐分類見表3-1。目前四頁\總數七十六頁\編于十二點分類方法鍋爐類型按鍋爐結構型式鍋殼式立式：橫水管、彎水管、直水管、橫火管；臥式內燃回火管等水管單鍋筒：縱置式、橫置式；雙鍋筒：縱置式、橫置式；縱橫鍋筒式；強制循環式；水火管臥式快裝按燃燒設備固定爐排、活動手搖爐排、鏈條爐排、拋煤機、倒轉爐排拋煤機、振動爐排、下伺爐排、往復推伺爐排、沸騰爐、半沸騰爐、室燃爐、旋風爐等按燃料種類無煙、貧、煙、劣質煙、褐煤；油、氣、木柴、甘蔗渣、稻殼、煤矸石、特種燃料、余熱等按出廠型式快裝、組裝、散裝按供熱工質蒸汽、熱水、其他工質目前五頁\總數七十六頁\編于十二點二、工業鍋爐參數系列及型號表示方法在具體介紹鍋爐結構之前，有必須介紹一下鍋爐參數系列和產品型號。鍋爐參數和容量不是隨意的，而是特定的，這一方面體現了鍋爐參數與容量相互間的適應性，即一定的參數與一定的容量相對應，參數的提高與容量的增大相一致；另一方面也體現了鍋爐附屬設備對鍋爐的適應性及鍋爐對用汽設備的適應性。我國鍋爐的參數容量已形成系列并納入了國家標準。工業蒸汽鍋爐的參數系列如3-2所示。目前六頁\總數七十六頁\編于十二點額定出力t/h額定出口蒸汽壓力（MPa）0.390.690.981.271.572.45額定出口蒸汽溫度（?C）飽和飽和飽和飽和350飽和350飽和4000.1△0.2△0.5△△1△△△2△△△△△4△△△△△6△△△△△△△△10△△△△△△△△15△△△△△△20△△△△△△△35△△△△△65△△目前七頁\總數七十六頁\編于十二點鍋爐型號燃燒方式額定蒸發量或額定供熱量介質出口壓力過熱蒸汽溫度或出/回水溫度燃料種類設計次序目前八頁\總數七十六頁\編于十二點表中所列額定出力系指鍋爐燃用設計燃料時，在設計參數下的鉻牌蒸發量。在額定出力及額定出口蒸汽壓力之下，鍋爐出口過熱蒸汽溫度的偏差應不大于±20℃。鍋爐的給水溫度分20℃、60℃、105℃三檔，由制造廠在設計時酌情取定。工業鍋爐的產品型號，必須按照標準規定的方法編制。產品型號由三部分組成，中間用短線相連。其形式如下：型號第一部分表示鍋爐型式、燃燒方式、額定蒸發量或額定供熱量。共分三段：前兩個“△”是兩個漢語拼音字母，表示鍋爐總體型式，各字母所表示具體意義見表3-3及表3-4；后一個“△”是一個漢語拼音字母，表示不同的燃燒方式，見表3—5；最后的兩個“××”是兩個阿拉伯數字，表示鍋爐額定蒸發量或額定供熱量。其中額定熱量用工程單位即以KJ/Kg表示。目前九頁\總數七十六頁\編于十二點表3－3鍋殼鍋爐總體形式代號目前十頁\總數七十六頁\編于十二點表3－4水管鍋爐總體形式代號注：單鍋筒立式DL目前十一頁\總數七十六頁\編于十二點表3－5燃燒設備代號注：倒轉爐排及拋煤機D；半沸騰爐B；旋風爐X；目前十二頁\總數七十六頁\編于十二點燃料種類代號燃料種類代號Ⅰ類石煤、煤矸石SⅠ褐煤HⅡ類石煤、煤矸石SⅡ貧煤PⅢ類石煤、煤矸石SⅢ木柴MⅠ類無煙煤WⅠ稻糠DⅡ類無煙煤WⅡ甘蔗渣GⅢ類無煙煤WⅢ油YⅠ類煙煤AⅠ氣QⅡ類煙煤AⅡ油母頁巖YMⅢ類煙煤AⅢ表3-6燃料種類代號目前十三頁\總數七十六頁\編于十二點目前十四頁\總數七十六頁\編于十二點表3-5鍋爐燃燒方式代號型號的第二部分表示介質參數，共分兩段，中間兩段。中間以斜線相隔開。第一段用阿拉伯數字表示介質出口壓力（以工程單位表示即MPa）；第二段用阿拉伯數字表示過熱蒸汽溫度或出水溫度，蒸汽溫度為飽和溫度時，型號的第二部分無斜線和第二段。因飽和溫度取決于壓力，型號中的介質壓力即間接表示了飽和溫度。型號的第三部分表示燃料種類和設計次序。共分兩段，前面一個“△”是一個漢語拼音字母及相應的羅馬數字，表示燃料種類，見表3-6；第二優以阿拉伯數字表示設計次序，如鍋爐系原型設計則無第二段。目前十五頁\總數七十六頁\編于十二點為便于理解和掌握，對上述鍋爐型號表示方法舉例說明如下：

WNG1-7-AⅡ表示臥式內燃固定爐排鍋殼式鍋爐，額定蒸發量為1噸/時，蒸汽壓力為0.69MPa，蒸汽溫度為飽和溫度，燃用Ⅱ類煙煤，原形設計。

SZS10-16/350-YQ2表示雙鍋筒縱置式室燃水管鍋爐，額定蒸發量10噸/時，蒸汽壓力為1.57MPa，過熱蒸汽溫度為350?C，燃油燃氣并用，以油為主，系第二次設計的產品。

QXW360-7/95/70-AⅡ表示強制循環往復爐排熱水鍋爐，額定供熱量為4.186MW，出水壓力為0.69MPa，出水溫度為95?C，回水溫度為70?C，燃用Ⅱ類煙煤，原型設計。不難看出，鍋爐型號給出了鍋爐的概貌，在了解鍋爐的基本概念和知識的基礎上，熟練掌握鍋爐型號的表示方法是十分有益的。目前十六頁\總數七十六頁\編于十二點三、鍋爐結構形式的發展鍋爐結構形式的發展是與工業生產的需要及科學技術的進步緊密聯系的。早期的工業鍋爐出現于18世紀后期的英國，由于產業革命，蒸汽開始在工業上得到應用，因而出現了生產蒸汽的鍋爐的設備。這種鍋爐是圓筒形的，結構簡單，十分笨重，蒸汽量很小，蒸汽參數和蒸發效率都很低。隨著工業生產的發展，要求增大鍋爐蒸發量，提高蒸汽壓力和溫度，提高鍋爐效率，降低金屬消耗量，鍋爐的結構形式也相應不斷發展。如圖3-1所示，鍋爐結構型式的發展是沿著兩個方向進行的。圖3-1鍋爐型式發展簡況目前十七頁\總數七十六頁\編于十二點12345678910111213141516目前十八頁\總數七十六頁\編于十二點1-圓筒型鍋爐；2-火管鍋爐；3-水管鍋爐；4-單火管鍋爐；5-雙火管鍋爐；6-煙管鍋爐；7-煙火管鍋爐；8-立式煙火管鍋爐；9-立式彎水管鍋爐；10-水筒鍋爐；11-整聯箱橫水管鍋爐；12-分聯箱橫水管鍋爐；13-直水管鍋爐；14-三鍋筒彎水管鍋爐；15雙鍋筒彎水管鍋爐；16-單鍋筒彎水管鍋爐目前十九頁\總數七十六頁\編于十二點一個方向是在圓筒形鍋爐基礎上，在圓筒內部增加受熱面，先后出現了單火筒鍋爐（柯尼希鍋爐）、雙火筒鍋爐（蘭開夏鍋爐）及各種煙火管鍋爐。根據圓筒體放置位置的不同，這類鍋爐雙有立式和臥式之分。我國目前把這類火管鍋爐稱作鍋殼式鍋爐。其基本特點是在大圓筒（鍋殼）之內裝設小圓筒、管子或其他形狀的殼體，并把大圓筒與小圓筒、管子等之間完全隔絕，形成夾套，夾套之中容水，而小圓筒、管子等充作燃燒室和煙道容納火陷或煙氣。目前二十頁\總數七十六頁\編于十二點由于燃燒系統和汽水系統被限制在一個鍋殼內，因而這種鍋爐的蒸發量、蒸汽參數都受限制,燃燒效果和傳熱效果差，鍋爐效率很低。從安全角度看,燃燒系統布置在鍋殼內，使鍋殼及內部構件直接受熱，工作條件變差；鍋殼的承載能力被各種開孔嚴重減弱，形狀和結構趨于復雜。加上這類鍋爐水容量較大，儲熱較多，一旦破壞釋放能量大，因而，這類鍋爐安全性能較差，事故的破壞性較大。但對這類鍋爐對負荷變動的適應能力較好，對水質的要求較低，維護檢修較方便，煙風阻力較小，一船采用自然通風。因而在一些小型工業部門、交通運輸及生活采暖部門中，目前還廣泛使用這種鍋爐。當然，現代鍋殼鍋爐的具體結構、材料、制造質量、工作性能等，都遠非始鍋殼鍋爐所能比較的了。目前二十一頁\總數七十六頁\編于十二點另一個方向是在圓筒外部增加受熱面積。即突破鍋殼筒體的限制，在鍋筒之外設置燃燒室和受熱面，形成并發展“水管鍋爐”。沿著這個方向，人們先后造出了水筒鍋爐、直水管鍋爐、彎水管鍋爐。目前常見的是雙鍋筒彎水管鍋爐及單鍋筒彎水管鍋爐。水管鍋爐，特別是彎水管鍋爐的出現，是鍋爐發展史上的一次飛躍。它在結構上為增大鍋爐蒸發量，提高蒸汽參數提供了可能，因為在鍋筒外邊可以設置足夠大的爐膛，布置足夠多的受熱面。而管式受熱成直徑較小，可以承受更高的壓力，彎水管彈性較好，可以承受熱脹冷縮。燃燒技術、傳熱技術、冶金技術、制造工藝、水理技術及熱工控制技術的進步，使提高鍋爐量、參數的可能迅速變為現實，并使鍋爐的經濟性、安全可靠性相應提出來高。水管鍋爐的汽水系統由管子、集箱和鍋筒組成，其系統遠比鍋殼式鍋爐復雜，但其元件結構卻很筒單。其鍋筒不直接受熱,工作條件較鍋殼鍋爐的筒體優越。直接受熱的管子即使爆炸，其危害性也遠較筒體爆炸為小。目前二十二頁\總數七十六頁\編于十二點現代的高參數大容量鍋爐全部是水管鍋爐。在60年代中期，我國出現了同時具備水管鍋爐及殼式鍋爐結構特點的水火管鍋爐——臥式快裝鍋爐。20多年來，這種鍋爐在我國發展很快，目前成為國內數量最大的一種鍋爐，但其結構性能有待進一步完善。綜上所述，鍋殼式鍋爐的結構特點為：1．“鍋”和“爐”都被包在一個殼體——鍋殼中。2．爐膛矮小，水冷程度大（整個金屬爐膛浸泡于水中），燃燒條件差，必須燒優質燃料。3．受熱面少，蒸發量低，常裝水管或煙火管以增加受熱面。4．殼體直徑較大，開孔多，形狀不規則，內部受熱部分與不受熱部分連接在一起，溫度不一致,熱膨冷縮程度不同，對安全工作不利。5．系統比較簡單，一般沒有磚砌爐墻及尾部受熱面，便于運輸安裝、運行管理及檢查維護。6．對水質要求較低。目前二十三頁\總數七十六頁\編于十二點水管鍋爐的結構特點為：1、爐膛置于筒體之外，“爐”不受“鍋”的限制，體積可大可小，可以滿足燃燒及增加蒸發量的要求。2、以容納水汽的管子置于爐膛、煙道中作主要受熱面，鍋筒一般不受熱。傳熱性能及安全性能都顯著改善。3、水的預熱、汽化（沸騰）及蒸汽過熱在不同的受熱面中完成。4、汽水系統、燃燒系統及輔助系統比較復雜，但一個個受壓部件的結構卻比較簡單。5、由于水的預熱、汽化及蒸汽過都是在管內完成的，管子結垢堵塞難于清除，因而對水質要求較高。對運行操作管理的水平也要求較高。6、水火管鍋爐的結構特點界于以上二者之間，或者說它兼有水管鍋爐及鍋殼式鍋爐的基本結構特點。目前二十四頁\總數七十六頁\編于十二點第二節鍋殼式鍋爐鍋殼式鍋爐有立式和臥式兩種。一、立式鍋殼鍋爐立式鍋殼式鍋爐的圓筒形鍋殼是立置的，其燃燒室（爐膽）和火管（或水管）都在鍋殼內，結構緊湊，整裝出廠，運輸安裝方便。占地面積小，便于使用管理。其蒸發量一般在1噸/時以下，蒸汽壓力一般在1.27MPa以下。全部是手燒固定爐排，燃燒空間小，水冷程度大，排煙溫度有時高達600~700?C，熱效率低，約為50~60%。立式鍋殼爐下部鍋殼與爐膽相連接的部位，叫下腳圈，即盛水夾套的底部。該部位受力情況比較復雜；容易沉積水渣，嚴重時會影向爐膽下部的正常熱傳；外部接近地面，易受腐蝕。因而下腳圈是立式鍋殼鍋爐的一個結構薄弱環節，最易產生各種事故。目前二十五頁\總數七十六頁\編于十二點（一）立式鍋殼鍋爐的結構立式橫水管鍋爐是結構最簡單的一種鍋爐，立式多橫火管鍋爐是歷史較長、有代表性的一種鍋爐。我國目前已不再生產這兩種鍋爐，但目前生產的立式鍋殼鍋爐基本上是由它們演變而來的。因此，我們以它們為例，說明立式鍋殼鍋爐的結構。立式橫水管鍋爐由鍋殼、爐膽、橫水管和沖天管等主要部件組成，見圖3-2。鍋殼是一個帶有凸形封頭或平封頭的圓筒體。鍋殼上開有人孔、手孔、進水孔、出汽孔及附件儀表連接孔等必要的門孔，封頭中央的開孔連接沖天管，鍋殼下部則開孔連接爐門圈，是一個被開孔減弱的容納汽水承受內壓殼體。爐膽是一個錐形殼體，頂部為凸形或平形爐膽頂，爐膽頂中央連接沖天管，爐膽下部也開孔與爐門圈相連，爐門圈是燃料的進口，是一段承受外壓的圓筒殼，爐膽則是承受外壓的燃燒室，爐排即布置在爐膽下部。目前二十六頁\總數七十六頁\編于十二點圖3-2立式橫水管鍋爐1-安全閥座2-總汽閥座3-封頭4-沖天管（含鑄鐵夾套）5-人孔6-鍋殼7-爐膽頂8-橫水管9-爐膽10-爐門11-下腳圈12-手孔348911125127610目前二十七頁\總數七十六頁\編于十二點橫水管系無縫鋼管，交叉橫置在爐膽上部，其作用是增加受熱面，促進水循環流動和增加爐膽承載能力。橫水管有1~4根，因容量而異。直徑不越過250毫米。鍋殼對應橫水管的部位，開有手孔供清理泥渣之用。沖天管自爐膽頂穿過鍋殼頂，上伸與煙囪連接，是煙氣的流出通道，其在鍋殼內部分也是承外壓圓筒。沖天管下部周圍受水冷卻，上部在鍋殼內部分則周圍接觸蒸汽，冷卻情況不佳，為了避免煙氣加熱變形和腐蝕，沖天管內部襯有鑄鐵套管，下伸至水面之內。下腳圈的結構主要有U形和S形兩種，本爐采用U形下腳圈，分別與爐膽及鍋殼焊接在一起。在鍋殼下部靠近下腳圈處，開有手孔，一般為三個至四個，沿圓周均布，供清除下腳泥渣之用。不難看出，這種鍋爐煙氣流程很短，燃燒產物在爐內停留時間很短，來不及充分燃燒和傳熱，排煙溫度高，熱效率低。立式多橫火管鍋爐即所謂考克蘭鍋爐，主要由鍋殼、管板、火管、爐膽等部件組成，如圖3-3所示。目前二十八頁\總數七十六頁\編于十二點圖3-3立式多橫火管鍋爐1-封頭2-鍋殼3-拉撐4-后管板5-火管6-后煙箱7-喉管8-手孔9-下腳圈10-爐門11-爐膽12-前煙箱13-前管板14-煙囪15-人孔12331341278104569111415目前二十九頁\總數七十六頁\編于十二點鍋殼是一個不規則的圓筒體，中段兩側沿軸向各被平截去一部分筒殼，連接以平板形成所謂管板，鍋殼上部連接有半球形封頭。鍋殼上開設有各種必要的門孔。爐膽是半球形殼體，爐膽上連接有爐門圈和喉管，是兩段承受外壓的圓筒，分別為燃料進口和煙氣流出通道。爐膽下部布置有爐排。整個爐膽也是一個承受外壓的燃燒室。管板上布滿開孔，火管脹接也或焊接在兩塊管板之間。火管是承受外壓的無縫鋼管，煙氣由其內部流通。下腳圈為U形。值得注意的是，管板上部與鍋殼相連處，有兩塊月形平板，為了增強該平板對內壓的承載能力，在平板與圓筒體之間焊以三角的拉撐板。這種鍋爐的煙氣流程較長：煙氣由爐膽經喉管進入后煙箱，通過火管到前煙箱，再由煙囪排出。傳熱效果較好，在立式鍋爐中熱效率較高。同時它的水容量較大，易于操作。但這種鍋爐結構形狀復雜，加工困難，比較笨重，管間水垢不易清除，脹管容易泄漏,因而也是淘汰產品。目前三十頁\總數七十六頁\編于十二點(二)目前常見的立式鍋殼式鍋爐1、立式彎水管鍋爐它的結構如圖3-4所示，它由鍋殼、爐膽、彎水管等主要部件組成。鍋殼為圓筒殼，頂部焊接有凸形封頭。下部通過U形下腳圈與爐膽相連。爐膽是一個小的圓筒殼，頂部焊接有凸形爐膽頂。彎水管分兩組，分別沿周向布置在爐膽內部及鍋殼外部。爐膽內部的彎水管，上部連接在爐膽頂上，下部連接在爐膽上；鍋殼外部的彎水管，上下兩端都連接在鍋殼上，周圍被環形煙道所包圍。爐排在爐膽下部，高溫煙氣傳熱給爐膽壁及內部彎水管后，經喉管進入鍋殼之外的環形煙道，分兩路各經半圓路徑，橫向沖刷外部彎水管，然后合流入煙囪。目前三十一頁\總數七十六頁\編于十二點圖3-4立式彎水管鍋爐1-鍋殼；2-；爐膽；3-爐排；4-彎水管；5-外部彎水管；12345目前三十二頁\總數七十六頁\編于十二點這種鍋爐結構簡單緊湊，易于制造；受熱面多，傳熱情況較好；水循環可靠。整個鍋爐的彈性較好，熱應力較小。但爐膽內彎水管的布置縮小了燃燒室容積。增加了水冷程度，使燃燒條件惡化，所以這種鍋爐只能燒優質燃料。爐膽內彎水管的水平段易于沉渣結垢、在水質差時，可能造成彎水管堵堵塞損壞事故。目前三十三頁\總數七十六頁\編于十二點2、立式直水管鍋爐立式直水管爐由鍋殼、爐膽、上下管板，直水管等主要部件組成，如圖3-5所示。鍋殼分上下兩部分，中間以直水管相連通。上鍋殼頂上有凸形封頭，下鍋殼下部以U形下腳圈和爐膽連在一起。爐膽是一個短圓筒殼，頂部為凸形爐膽頂。上下鍋殼相對的端部是兩塊平管板，直水管連接于平管板上。直水管中心部位是一根直徑粗大的下降管，下降管與周圍的直水管構成循環回路。煙氣由爐膽經喉管進入直水管區。直水管設有折煙墻，煙氣只能繞中部下降管沿圓周方向橫向沖刷直水管，最后經煙囪排出。這種鍋爐水循環安全可靠，熱效率較高，清垢方便，但在直水管區容易積灰。目前三十四頁\總數七十六頁\編于十二點圖3-5立式直水管鍋爐1-煙氣出口管（喉管）2-下降管3-直水管4-擋煙隔墻板5-鍋殼6-檢查孔7-半圓形爐膽8-爐排9-水位表接口10手孔11-前煙墻12-后煙墻13-爐門14-底腳角鐵箍4568111412379131210目前三十五頁\總數七十六頁\編于十二點二、臥式鍋殼鍋爐臥式鍋殼鍋爐是平置的，具有結構簡單，操作方便，水位氣壓較穩定，對水質要求不高等特點，出力較立式鍋殼鍋爐為大，但也較立式鍋殼鍋爐笨重。其蒸發量一般不超過4噸/時，蒸汽壓力不超過1.27MPa。目前國內有代表性的臥式鍋殼鍋爐是臥式內燃回火管鍋爐。這是取代臥式火筒式鍋爐而發展起來的一種新型鍋爐。這種鍋爐主要由鍋殼、爐膽、前后管板、煙火管等主要部件組成。爐膽有兩種，一種和鍋殼等長，爐膽后部沒有煙管；一種長度短于鍋殼，爐膽后部有短煙管。兩種爐膽的兩側面，都設有和鍋殼等長的煙管組。前后管板連接在鍋殼兩端。目前三十六頁\總數七十六頁\編于十二點圖3-6所示為爐膽與鍋殼等長度的臥式內燃回火管鍋爐。爐膽帶有膨脹補償結構。目前常用的是波浪形爐膽及平直段圓筒與環形段交替連接的爐膽，可自行吸收大部分熱膨脹。兩管板與鍋殼之間都連有加強拉撐。拉撐裝于管板上部無管區。爐排平置于爐膽前部，有固定爐排和鏈條爐排兩種。目前廣泛采用的是鏈條爐排。煙氣行程為三回程，即由爐膽（及短煙管）至后煙箱，折入兩側煙管返回到前部煙箱，再入兩組上部煙管至鍋殼后部排入煙囪。目前三十七頁\總數七十六頁\編于十二點圖3-6臥式內燃回火管鍋爐1-鏈條爐排2-煙火管3-鍋殼4-爐膽5-后煙箱6-前煙箱7-煤斗1234567目前三十八頁\總數七十六頁\編于十二點這種鍋爐結構緊湊，整裝或組裝出廠，運輸安裝方便，比起火筒鍋爐來，熱效率顯著提高，鋼材消耗量大大下降。缺點是結構剛性較大，鍋殼、爐膽和煙管之間因熱膨脹不同而產生熱應力，有時造成煙管端部脹口泄漏；煙管外結水垢時不易清除；煙管及煙箱中易積灰。目前三十九頁\總數七十六頁\編于十二點第三節小型水管鍋爐一、水管鍋爐的主要部件水管鍋爐結構型式和系統布置的種類繁多，但各種水管鍋爐所包含的主要部件大體相同：即汽水系統主要包括鍋筒（汽包）、集箱、水冷壁、對流管束、省煤器、過熱器等部件；燃燒系統主要包括燃燒器、爐膛和煙道、空氣預熱器等部件。此外，容量稍大一些的水管鍋爐，在爐膛和煙道旁邊都設置有鋼制構架（柱、梁和框架），用于支承和吊掛汽水系統各部件及燃燒設備，布置樓梯平臺。這里只介紹汽水系統的主要部件及空氣預熱器。（二）鍋筒鍋筒是水管鍋爐的心臟，是鍋爐中最重要的一個部件。目前的水管鍋爐多是雙鍋筒及單鍋筒的。雙鍋筒鍋爐的鍋筒分上下兩個，上鍋筒也叫“汽包”或“汽鼓”，里面容納汽水混合物，下鍋筒也叫“水包”或“泥包”，里邊全部容納水。單鍋筒鍋爐的鍋筒一般布置在鍋爐上部，相當于雙鍋筒鍋爐的“汽包”。目前四十頁\總數七十六頁\編于十二點1、鍋筒（上鍋筒）的功用水管鍋爐中的受熱面都是水管，水管中容納的水汽量有限，鍋筒則是水汽系統中容積最大的部件，它可以容納一定的水量，使鍋爐維持一定的水位，減少鍋爐水位和汽壓的波動；鍋筒上連接著很多蒸發受熱面管子，構成循環回路，水在這些管子中一邊循環流動一邊汽化，鍋筒則是循環流動的起始點和結束點；進入蒸發受熱面的水吸熱后，部分變成蒸汽，流回鍋筒的是汽水混合物，這些汽水混合物在鍋筒中進入行汽水分離，蒸汽部分經分離后進入導汽管，水則繼續進入蒸發受熱面循環流動，所以鍋筒是水與蒸汽的明確分界點。2、鍋筒的結構現代水管鍋爐的鍋筒一般是卷焊結構，由鋼板卷制焊接成的圓筒體，兩端焊上沖壓成型的凸形封頭。鍋筒直徑小的有數百毫米，大的可達2米左右。鍋筒外部連接各種受熱面管子，內部則裝設有各種內件、主要是配水裝置、汽水分離裝置、排污裝置等。鍋爐的主要安全附件—安全閥、壓力表、水位表等，也都裝設在鍋筒外部。目前四十一頁\總數七十六頁\編于十二點（二）水冷壁在水管鍋爐的爐膛內，貼墻布置的單排并列水管，叫水冷壁。水冷壁布置在爐膛四周，把火焰與爐墻隔開，由于水冷壁管子內的水汽不繼流動，吸收火焰大量輻射熱，從而冷卻了爐墻,使爐墻的溫度不致太高。現代水管鍋爐的水冷壁，冷卻爐墻的作用是次要的，作為蒸發受熱面使水吸收輻射熱汽化的作用是主要的，因而也叫輻射蒸發受熱面。水冷壁的形狀因爐膛形狀而異，假想把爐膛的爐墻拆除，則水冷壁就是由鋼管組成的包圍火炬的籠子。水冷壁管子上端或者直接連在鍋筒上，或者通過集箱連接到鍋爐上；水冷壁下端連接到下集箱上，下集箱與鍋筒間連接有下降管以構成循環回路，從而使水在水冷壁系統內不斷循環流動。根據相鄰的單排并列水冷壁管間的關系，可把水冷壁分成光管水冷壁與鰭片管水冷壁兩種，如圖3-7所示。光管水冷壁相鄰的管子間有一定間隙，互不接觸，水焰可以通過管間間隙，輻射到爐墻上一部分；鰭片管水冷壁也叫膜式水冷壁，相鄰的管間由鰭片相連在一起，使水冷壁管形成一個連續的金屬壁膜，完全隔開了火炬與爐墻的接觸，增加了爐膛的密封性能。小型鍋爐的鰭片是在相鄰兩根水冷壁管間焊上一塊扁鋼條形成的。目前四十二頁\總數七十六頁\編于十二點光管水冷壁圖3-7水冷壁結構目前四十三頁\總數七十六頁\編于十二點光管加扁鋼扎制鰭片管燒熔焊焊接鰭片管其他目前四十四頁\總數七十六頁\編于十二點（三）對流管束對流管束是布置在爐膛出口之外對流煙道中的管群。從爐膛流出的高溫煙氣經過煙道時，在管束外橫向沖刷管束，主要以對流換熱的方式將熱量傳給管束，使管束內的水不斷汽化，因而對流管束是對流蒸發受熱面。和單排貼墻布置的水冷壁不同，對流管束是以密集管束的形式布置在煙道空間里，管束兩端，分別焊接或脹接到上下鍋筒上，水在管束內受熱不同的管子中循環流動。對流管束是低壓水管鍋爐的主要受熱面之一。隨著蒸汽壓力的提高，水汽化時吸收的汽化潛熱減少，生產同樣蒸汽需要的蒸發受熱面減少，可以少要或不要對流管束，僅用水冷壁即可滿足生產蒸汽的需要，因而中壓以上鍋爐沒有對流管束。目前四十五頁\總數七十六頁\編于十二點（四）省煤器顧名思義，省煤器是鍋爐中為節省燃料而布置在尾部煙道中的輔助受熱面。由水泵打入鍋爐的水，首先進入省煤器，省煤器外部受煙氣加熱，煙氣流過省煤器外部時不斷降溫，水流經省煤器內部時不斷升溫，最終結果是用煙氣的余熱提高了水溫，而使排放到煙囪中的煙氣溫度降低，從而提高鍋爐的經濟性。由省煤器出來的水由管道送入鍋筒。常用的省煤器有鑄鐵式省煤器和鋼管省煤器兩種。鑄鐵式省煤器由帶肋片的鑄鐵直管連接以彎頭組成，見圖3-8。肋片有圓形及方形的兩種，有強化傳熱的作用。用鑄鐵材料作省煤器，可以耐腐蝕、耐磨損，而腐蝕磨損是低壓水管鍋爐省煤器經常遇到的問題。但鑄鐵性脆，不能承受振動或沖擊，省煤器中的水如果受熱過多，產生蒸汽，出現汽水兩相狀態，就極有可能產生水擊，使省煤器強烈振動并導致損壞。因而對鑄鐵省煤器來說，使水在其中受熱升溫是可以的，但不能升溫到飽和溫度。必須與飽和溫度有一段溫差（低于飽和溫度40℃），明確地與飽和狀態分開，以免在省煤器中產生水擊，所以鑄鐵式省煤器也叫可分式省煤器。目前四十六頁\總數七十六頁\編于十二點圖3-8鑄鐵式省煤器目前四十七頁\總數七十六頁\編于十二點與此相反，鋼管省煤器叫不可分式省煤器，鋼管不怕承受沖擊，水可以在其中汽化，不必嚴格把鋼管省煤器與飽和狀態及蒸發系統分開。鋼管省煤器由蛇形管束組成，見圖3-9。鋼管省煤器可以承受較高壓力和振動，但耐腐蝕、磨損的性能較差。在中高壓鍋爐上一般用鋼管省煤器。目前四十八頁\總數七十六頁\編于十二點圖3-9鋼管省煤器1-截止閥；2-逆止閥；3-給水調節閥；4-集箱；5-省煤器12345去鍋筒目前四十九頁\總數七十六頁\編于十二點（五）過熱器工業用小型水管鍋爐中，僅有一部分設置過熱器，即當生產工業要求使用過熱蒸汽時，應采用帶過熱器的水管鍋爐。過熱器的作用是將導出汽包的飽和蒸汽繼續加熱，使之具有一定的過熱度，即超過飽和溫度一定值，以滿足生產工藝需要。小型水管鍋爐的過熱器一般布置在爐膛出口的高溫煙道內，過熱器兩端分別連接在過熱器進口及出口集箱上，進口集箱以管道與鍋爐鍋筒相連，出口集箱以管道與鍋爐分汽缸或主汽閥相連。過熱器與鋼管省煤器的結構相似，由蛇形管束組成，根據蛇形管束布置方式，可把過熱器分作垂直式（立式）和水平式（臥式）兩種，見圖3-10。過熱器與其他受熱面顯著不同之處是它內部流通和加熱的全部是蒸汽，而不是水或汽水混合物，由于蒸汽的溫度較高且對流換熱能力較低，因而過熱器鋼材的工作溫度較高，必要時采用合金鋼制造。目前五十頁\總數七十六頁\編于十二點目前五十一頁\總數七十六頁\編于十二點圖3—10過熱器放置方式a)立式過熱器b)臥式過熱器目前五十二頁\總數七十六頁\編于十二點（六）集箱集箱也叫聯箱，它不是一個獨立的部件，而是水冷壁、省煤器、過熱器等部件的組成部分，即分別有水冷壁集箱，省煤器集箱，過熱器集箱等。集箱的作用是：匯集或者分配水汽工質；減少工質的輸送連接管道；減少鍋筒的開孔數從而有利于提高鍋筒的安全性能。集箱實際上就是連接很多受熱面管子的粗直徑管子，它由無縫鋼管加工而成，兩端焊接封頭（端蓋），箱體上開很多管孔，用以焊接或脹接管子。省煤器及過熱器管子的兩端都連接到集箱上，水冷壁管的下端連接到集箱上，上端可以連接到集箱上，再由集箱引出少數管子（汽水引出管）接到鍋筒；也可以將水冷壁管上端直接接到鍋筒上。在水管鍋爐的受壓元件中，集箱的重要性僅次于鍋筒，是安全監督檢查的重點。目前五十三頁\總數七十六頁\編于十二點（七）空氣預熱器空氣預熱器是煙氣與空氣之間進行熱量交換的換熱器，屬于燃燒系統。空氣預熱器通常布置在鍋爐尾部煙道中，利用煙氣的余熱加熱室溫下的空氣，使空氣升溫到燃料燃燒需要的溫度然后送入爐膛。空氣預熱器的作用之一是降低排煙溫度，減少排煙熱損失q2；作用二是保證燃料及時著火，穩定和完善燃燒，提高燃燒效率，總的效果是提高鍋爐的熱效率。經驗數據表明，供入鍋爐爐膛的空氣預熱升溫100℃，大約可節約燃料5%。不同燃料，不同燃燒方式，對預熱空氣溫度的要求也不同。層燃爐燃燒有的可以直接供入室溫下的空氣，有的采用溫度不超過200℃的預熱空氣，即不是所有層燃爐都有空氣預熱器，燒無煙煤及劣質煙煤時才需要采用空氣預熱器。室燃時，各種煤的燃燒都需要預熱空氣，有時甚至要求將空氣預熱到400℃的高溫。目前常見的空氣預熱器有管式和回轉式兩種。目前五十四頁\總數七十六頁\編于十二點管式空氣預熱是最常見的預熱器，可用于各種鍋爐。小型水管鍋爐采用的預熱器幾乎全部是管式空氣預熱器。其結構如圖3-11所示。即由許多直的有縫薄鋼管兩端連接到管板上，組成“管箱”，再由若干管箱組合起來構成整個預熱器。運行時，煙氣一般由上至下從管內流過，空氣由管外橫向掠過管束，二者通過管壁進行換熱。回轉式空氣預熱器是一種邊轉動邊換熱的間斷換熱器，僅用于大型鍋爐。目前五十五頁\總數七十六頁\編于十二點圖3-11管式空氣預熱器目前五十六頁\總數七十六頁\編于十二點目前五十七頁\總數七十六頁\編于十二點二、常見的小型水管鍋爐（一）雙橫鍋筒彎水管鍋爐（K型鍋爐）這種鍋爐主要由上下鍋筒、水冷壁、集箱、下降管、對流管束等部件組成（圖3-12）其蒸發量分2噸/時、4噸/時兩種，是結構最簡單、容量最小的水管鍋爐。上下鍋筒橫置于爐膛后部，兩鍋筒中心不在一條豎直線上，上鍋筒略向前傾，兩鍋筒之間脹接有對流管束。對流管束由外徑51毫米的無縫鋼管彎制而成，順排布置，管間設置折煙墻，使煙氣通過管束時呈“Z”形流動。水冷壁沿爐膛前墻和頂棚布置。水冷壁下部集箱布置于前墻外側下部。兩根下降管自上鍋筒兩端部引出，經側墻外側連接到水冷壁下集箱上。水冷壁管上端直接引入上鍋筒。采用固定爐排或手搖活動爐排的層燃燃燒方式。這種鍋爐采用彎水管作水冷壁及對流管束，便于脹縮，整體結構彈性較好；有足夠的爐膛容積，適于燃用多種燃料。但采用工人加煤，勞動強度大；爐膛中布置受熱面少，尾部煙道沒有省煤器，排煙溫度高，效率低；對流管束下部易積灰等。近年來，針對這些問題，不少單位對這種鍋爐進行了技術改造。目前五十八頁\總數七十六頁\編于十二點圖3-12雙橫鍋筒彎水管鍋爐（K型）1-水冷壁2-爐墻3-下降管4-集箱5-爐排6-上鍋筒7-對流管束8-隔火墻9-下鍋筒123456789目前五十九頁\總數七十六頁\編于十二點（二）雙縱鍋筒彎水管鍋爐（D型鍋爐）D型布置是近年常見的一種小型水管鍋爐布置方式，它的基本特點是，雙鍋筒中心在同一豎直線上，雙鍋筒軸線與爐膛軸線平行，鍋爐的一側為爐膛及水冷壁，另一側為煙道及對流管束等受熱面，整個鍋爐呈“D”型。燃煤D型鍋爐燃燒設備可為鏈條爐排，振動爐排，往復推動爐排等。燃油鍋爐也常用D型布置。圖3-13所示為采用振動爐排的D型鍋爐。主要部件有上下鍋筒，對流管束，水冷壁系統，（水冷壁、下降管、集箱），省煤器等，有的鍋爐也有過熱器。上鍋筒直徑稍大于下鍋筒直徑，二鍋筒之間連接對流管束。對流管束由外徑51毫米的無縫鋼管組成，順列布置于對流煙道中，對流煙道沿縱向由耐火墻分為兩半區，煙氣沿對流煙道呈U形流動。爐膛四周都布置有水冷壁，各側水冷壁都配有下降管及下集箱，構成封閉的水循環系統。省煤器布置在尾部煙道中。目前六十頁\總數七十六頁\編于十二點圖3-13雙縱鍋筒彎水管鍋爐（D形）1-上鍋筒2-下鍋筒3-彎水管4-左、右側水冷壁5-爐頂水冷壁6-集箱7-爐排132456目前六十一頁\總數七十六頁\編于十二點目前六十二頁\總數七十六頁\編于十二點目前六十三頁\總數七十六頁\編于十二點898-省煤器9-吹灰器目前六十四頁\總數七十六頁\編于十二點這種鍋爐結構緊湊，整體結構彈性好，水循環可靠。采用機械化爐排，配以適當的爐拱，不但減輕了勞動強度，還可以改善燃燒，提高效率。但這種鍋爐對水質要求較高，有時燃燒調整較困難，易產生出力不足、結渣等問題。這種鍋爐的蒸發量為2噸/時～10噸/時。目前六十五頁\總數七十六頁\編于十二點（三）雙縱鍋筒彎水管鍋爐（Д.Κ.Β德文字母“德卡維”）這種鍋爐的結構如圖3-14所示。它主要由上下鍋筒、對流管束、水冷壁系統、省煤器、過熱器等部件組成，有的還配有空氣預熱器。上下鍋筒沿爐膛縱向布置，且鍋筒的縱軸線與爐膛的縱軸線在同一豎直平面內。下鍋筒布置在爐膛后部，上鍋筒比下鍋筒長一倍左右，其后端與下鍋筒對齊，前端伸至爐膛上方。對流管束布置在兩鍋筒之間的對流煙道中，中間設置有折煙墻，使煙氣呈S形流動。爐膛兩墻及后墻布置有水冷壁。過熱器布置在對流煙部前部，第二對流煙道的入口。省煤器布置在尾部煙道中。目前六十六頁\總數七十六頁\編于十二點圖3-14雙縱鍋筒彎水管鍋爐（Д.Κ.Β

）1-上鍋筒2-水冷壁3-對流管束4-機械風力拋煤機5-手搖翻轉爐排6-燃盡室7-飛灰回收裝置8-下鍋筒9-省煤器10-空氣預熱器11-旁通煙道目前六十七頁\總數七十六頁\編于十二點整個汽水系統中工質的流程是：給水經省煤器預熱后進入上鍋筒，之后分別在水冷壁系統及對流管束中進行水循環，所產生蒸汽在上鍋筒內經汽水分離后導入過熱器，經過熱器加熱為過熱蒸汽，匯集于集箱，由主蒸汽管引出。燃燒系統采用拋煤機翻轉爐排或拋煤機倒轉鏈條爐排。爐膛后墻與第一折煙墻之間的空間，是一個燃燼室，高溫煙氣中未燃燼的固態及氣態可燃質在此處進一步燃燒后，再進入對流煙道及尾部煙道。這種鍋爐結構合理，整體彈性較好，清垢檢修方便，加煤實現了機械化，減輕了勞動強度，鍋內設備較齊全，對改善汽水品質，減少腐蝕積垢有一定作用。但因采用拋煤機，其煙氣中飛灰量大，含碳量高，既降低效率，又污染環境。對煤質和煤的粒度都有較高要求。水質要求也很嚴格。目前六十八頁\總數七十六頁\編于十二點由于上鍋筒前部受煙氣加熱，當水質不良時，因水