第7章鍋爐各種受熱面的作用及結(jié)構(gòu)=西安交通大學(xué)-鍋爐原理

1、第第7章章 鍋爐各種受熱面的作用及結(jié)構(gòu)鍋爐各種受熱面的作用及結(jié)構(gòu)7.1 水冷壁、凝渣管和對(duì)流管束水冷壁、凝渣管和對(duì)流管束 也稱蒸發(fā)受熱面。也稱蒸發(fā)受熱面。7.1.1 爐膛水冷壁爐膛水冷壁1. 水冷壁的作用水冷壁的作用（1）吸收火焰熱量。主要通過輻射。）吸收火焰熱量。主要通過輻射。（2）保護(hù)爐墻。）保護(hù)爐墻。 還起懸吊爐墻、防止?fàn)t壁結(jié)渣等。還起懸吊爐墻、防止?fàn)t壁結(jié)渣等。 2. 水冷壁分類：光管式和膜式。水冷壁分類：光管式和膜式。圖圖7-1 水冷壁管的型式水冷壁管的型式1管子；管子；2耐火層；耐火層；3絕熱層；絕熱層；4護(hù)板；護(hù)板；5一扁鋼；一扁鋼；6鰭片管；鰭片管；7特制銷釘；特制銷釘；8一耐火

2、水泥；一耐火水泥；9耐火材料耐火材料(a) 光管；光管；(b) 鰭片管焊成的膜式水冷壁；鰭片管焊成的膜式水冷壁；(c) 用扁鋼焊成的膜式水冷壁；用扁鋼焊成的膜式水冷壁；(d) 涂有耐火水泥的銷釘管水冷壁；涂有耐火水泥的銷釘管水冷壁；(e) 涂有耐火水泥的銷釘管膜式水冷壁涂有耐火水泥的銷釘管膜式水冷壁光管式水冷壁優(yōu)點(diǎn)：制造、安裝簡(jiǎn)單。光管式水冷壁優(yōu)點(diǎn)：制造、安裝簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：保護(hù)爐墻的作用小，爐膛漏風(fēng)嚴(yán)重。缺點(diǎn)：保護(hù)爐墻的作用小，爐膛漏風(fēng)嚴(yán)重。60s以前及現(xiàn)在的小型鍋爐上應(yīng)用普遍。以前及現(xiàn)在的小型鍋爐上應(yīng)用普遍?，F(xiàn)廣泛采用膜式水冷壁?，F(xiàn)廣泛采用膜式水冷壁。膜式水冷壁優(yōu)點(diǎn)：爐膛漏風(fēng)小，可用輕型膜式水

3、冷壁優(yōu)點(diǎn)：爐膛漏風(fēng)小，可用輕型爐墻。也可采用微正壓燃燒，提高鍋爐效爐墻。也可采用微正壓燃燒，提高鍋爐效率。廠內(nèi)組裝，縮短安裝周期，保證質(zhì)量。率。廠內(nèi)組裝，縮短安裝周期，保證質(zhì)量。鋼管加扁鋼工藝制造的膜式水冷壁膜式水冷壁3. 直流鍋爐水冷壁直流鍋爐水冷壁設(shè)計(jì)難度較大。不像自然循環(huán)鍋爐總是垂設(shè)計(jì)難度較大。不像自然循環(huán)鍋爐總是垂直上升管屏，可布置成各種型式。直上升管屏，可布置成各種型式。 圖圖7-2 直流鍋爐的水冷壁系統(tǒng)直流鍋爐的水冷壁系統(tǒng) (a)水平環(huán)繞上升式；水平環(huán)繞上升式；(b)一次上升式；（一次上升式；（c）多次上升式；（）多次上升式；（d）“U”型下降上升型下降上升式；式； (e)“”型上

4、升下降式；型上升下降式； (f)多次上升下降式；多次上升下降式；(g)水平曲折上升式水平曲折上升式 選擇類型時(shí)須考慮：選擇類型時(shí)須考慮：壁溫低并均勻壁溫低并均勻確保最低質(zhì)量流速并均勻確保最低質(zhì)量流速并均勻金屬耗量金屬耗量流動(dòng)阻力流動(dòng)阻力主要一次垂直上升或螺旋管圈，主要一次垂直上升或螺旋管圈，700MW為界為界4. 衛(wèi)燃帶衛(wèi)燃帶作用：保持高溫，確保迅速著火、穩(wěn)定燃燒。作用：保持高溫，確保迅速著火、穩(wěn)定燃燒。 圖圖7-6 衛(wèi)燃帶的構(gòu)造衛(wèi)燃帶的構(gòu)造1水冷壁管；水冷壁管；2銷釘；銷釘；3鉻礦砂耐火可塑料鉻礦砂耐火可塑料5. 爐頂、折煙角及冷灰斗爐頂、折煙角及冷灰斗大容量鍋爐平爐項(xiàng)，由頂棚管過熱器組成。

5、大容量鍋爐平爐項(xiàng)，由頂棚管過熱器組成。折焰（煙）角作用：折焰（煙）角作用：提高煙氣充滿度，避免渦流與死角，提高煙氣充滿度，避免渦流與死角，提高爐膛輻射受熱面的利用程度，改善屏式過熱器及對(duì)流提高爐膛輻射受熱面的利用程度，改善屏式過熱器及對(duì)流過熱器的沖刷條件，防止煙氣短路。過熱器的沖刷條件，防止煙氣短路。 增加水平連接煙道長(zhǎng)增加水平連接煙道長(zhǎng)度，在不增加鍋爐深度下，可布置更多的對(duì)流受熱面。度，在不增加鍋爐深度下，可布置更多的對(duì)流受熱面。圖圖7-7 折焰角結(jié)構(gòu)示意圖折焰角結(jié)構(gòu)示意圖 (a)用于燃煤爐；用于燃煤爐；(b)用于燃油然氣爐；用于燃油然氣爐； (c)HG-4101001型鍋爐所用結(jié)構(gòu)型鍋爐所

6、用結(jié)構(gòu)1上升管；上升管； 2集箱；集箱； 3連接管；連接管；4三叉管；三叉管； 5節(jié)流小孔；節(jié)流小孔； 6剛性梁剛性梁冷灰斗作用：冷灰斗作用：熔化狀態(tài)的灰渣下落時(shí)，斗狀水冷壁的強(qiáng)烈吸熱，熔化狀態(tài)的灰渣下落時(shí)，斗狀水冷壁的強(qiáng)烈吸熱，被迅速冷卻成為固態(tài)而落入灰斗，定期排出爐外。被迅速冷卻成為固態(tài)而落入灰斗，定期排出爐外。圖圖7-4 螺旋冷灰斗的結(jié)構(gòu)螺旋冷灰斗的結(jié)構(gòu)7.1.2 凝渣管凝渣管防止結(jié)渣，須增加橫向節(jié)距。防止結(jié)渣，須增加橫向節(jié)距。兩種辦法兩種辦法:(a) p9.8MPa時(shí)，后墻時(shí)，后墻水冷壁的上集管就布置水冷壁的上集管就布置在折焰角處，通過一排在折焰角處，通過一排較粗節(jié)距較大的管子穿較粗節(jié)

7、距較大的管子穿過爐膛出口。過爐膛出口。 (b) p1m/s，任何，任何2m/s圖圖7-41 省煤器防磨措施省煤器防磨措施a)彎頭部位加裝防磨板；彎頭部位加裝防磨板；b)彎頭和爐墻之間的防磨阻流彎頭和爐墻之間的防磨阻流板；板； c)、d)彎頭和直段部位彎頭和直段部位加裝半圓形防磨罩；加裝半圓形防磨罩； e)前幾前幾排直管正面焊上圓鋼條；排直管正面焊上圓鋼條；f)直接焊角鋼形的防磨罩直接焊角鋼形的防磨罩圖圖7-42 帶擴(kuò)展表面的省煤器受熱面帶擴(kuò)展表面的省煤器受熱面 (a)焊接鰭片管式省煤器；焊接鰭片管式省煤器；(b)軋制鰭片管式省煤器；軋制鰭片管式省煤器；(c) 膜式省煤器；膜式省煤器；（d）肋片

8、管式省煤器）肋片管式省煤器強(qiáng)化受熱面強(qiáng)化受熱面7.3.2 空氣預(yù)熱器的作用及結(jié)構(gòu)空氣預(yù)熱器的作用及結(jié)構(gòu)1. 空氣預(yù)熱器的作用空氣預(yù)熱器的作用（1）降低排煙溫度，提高鍋爐效率。）降低排煙溫度，提高鍋爐效率。（2）改善著火和燃燒，進(jìn)一步提高效率。）改善著火和燃燒，進(jìn)一步提高效率。（3）熱空氣提高理論燃燒溫度，強(qiáng)化輻）熱空氣提高理論燃燒溫度，強(qiáng)化輻射傳熱，進(jìn)一步提高熱效率。射傳熱，進(jìn)一步提高熱效率。（4）作為制粉系統(tǒng)的干燥劑和輸粉介質(zhì)。）作為制粉系統(tǒng)的干燥劑和輸粉介質(zhì)。 2. 分類分類間壁導(dǎo)熱式，再生式。間壁導(dǎo)熱式，再生式。間壁導(dǎo)熱式有管式和板式。間壁導(dǎo)熱式有管式和板式。再生式有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)和風(fēng)罩轉(zhuǎn)兩種再

9、生式有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)和風(fēng)罩轉(zhuǎn)兩種。3. 管式空氣預(yù)熱器管式空氣預(yù)熱器薄壁鋼管裝在上、下及中間管板上形薄壁鋼管裝在上、下及中間管板上形成的管箱。成的管箱。圖圖7-44 管式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)示意圖管式空氣預(yù)熱器結(jié)構(gòu)示意圖1煙管管束；煙管管束；2管板；管板；3冷空氣入口；冷空氣入口；4熱空氣出口；熱空氣出口；5煙氣入口；煙氣入口；6膨脹節(jié)；膨脹節(jié)；7空氣連通罩；空氣連通罩；8煙氣出口煙氣出口 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；制造容易；工作可靠；優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；制造容易；工作可靠；維修工作量少；嚴(yán)密性好（不腐不磨）。維修工作量少；嚴(yán)密性好（不腐不磨）。缺點(diǎn)：體積大；鋼耗多；易腐易磨。缺點(diǎn)：體積大；鋼耗多；易腐易磨。注意：注意：

10、可立式可臥式。多立?？闪⑹娇膳P式。多立?？諝饬魉俸蜔煔饬魉俦戎敌韬侠恚ㄓ赏ǖ揽諝饬魉俸蜔煔饬魉俦戎敌韬侠恚ㄓ赏ǖ罃?shù)目和進(jìn)風(fēng)方式調(diào)節(jié)）。數(shù)目和進(jìn)風(fēng)方式調(diào)節(jié)）。 圖圖7.45 空氣預(yù)熱空氣預(yù)熱器典型流程布置器典型流程布置a)單通道單面進(jìn)風(fēng)單通道單面進(jìn)風(fēng) b)多通道單面進(jìn)風(fēng)多通道單面進(jìn)風(fēng) c)單通道雙面進(jìn)風(fēng)單通道雙面進(jìn)風(fēng) d)、e)多通道雙面多通道雙面進(jìn)風(fēng)進(jìn)風(fēng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)選擇主要設(shè)計(jì)參數(shù)選擇管徑和節(jié)距：管徑和節(jié)距：常錯(cuò)列，常錯(cuò)列，40mml.5mm有縫鋼有縫鋼管管。節(jié)距為。節(jié)距為煙空氣速度及其比值：煙空氣速度及其比值：煙氣和空氣流動(dòng)方向交叉不大于煙氣和空氣流動(dòng)方向交叉不大于4次。次。一級(jí)空氣預(yù)熱器可

11、以加熱空氣溫度達(dá)一級(jí)空氣預(yù)熱器可以加熱空氣溫度達(dá)280-300 。若需更高，應(yīng)雙級(jí)。若需更高，應(yīng)雙級(jí)。第二級(jí)進(jìn)口煙溫不超過第二級(jí)進(jìn)口煙溫不超過500-550 ?；剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的優(yōu)缺點(diǎn)：回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的優(yōu)缺點(diǎn)：漏風(fēng)系數(shù)大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需傳動(dòng)裝置，消漏風(fēng)系數(shù)大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需傳動(dòng)裝置，消耗電能。耗電能。受熱面兩面受熱，傳熱系數(shù)高，單位體積受熱面兩面受熱，傳熱系數(shù)高，單位體積內(nèi)受熱面大，外形尺寸小，重量輕，不怕內(nèi)受熱面大，外形尺寸小，重量輕，不怕腐蝕。腐蝕。圖圖7-49 受熱面轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器受熱面轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器1轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子；2中心軸；中心軸；3環(huán)形齒帶；環(huán)形齒帶；4主動(dòng)小齒輪；主動(dòng)小齒輪；5一進(jìn)口煙道；一進(jìn)口煙道；6一出一出口煙道；口煙道；7一進(jìn)口風(fēng)道；一進(jìn)口風(fēng)道；8一出口風(fēng)道；一出口風(fēng)道；9一扇形倉(cāng)格；一扇形倉(cāng)格；10一密封區(qū)一密封區(qū)(過渡區(qū)過渡區(qū))；11一密封裝置一密封裝置圖圖7-50 三分倉(cāng)模塊式空氣預(yù)熱器三分倉(cāng)模塊式空氣預(yù)熱器外形圖外形圖 圖圖7-51 三分倉(cāng)模塊式空氣預(yù)熱器分解圖三分倉(cāng)模塊式空氣預(yù)熱器分解圖 圖圖7-53 風(fēng)罩