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、管(guan)束、水(shui)(shui)冷壁(bi)、集箱、下(xia)降管(guan)。鍋爐(lu)本體(ti)中汽(qi)(qi)水(shui)(shui)系統(tong)，高(gao)溫(wen)燃燒(shao)產物煙氣通過受熱面將熱量傳(chuan)遞給汽(qi)(qi)鍋內(nei)溫(wen)度較低的水(shui)(shui)，水(shui)(shui)被加熱，沸騰(teng)汽(qi)(qi)化，生成蒸汽(qi)(qi)。

2、爐子

包括煤(mei)斗、爐(lu)排、爐(lu)膛、除渣板(ban)、送風裝(zhuang)置等(deng)。鍋爐(lu)本體中(zhong)燃燒設備，燃燒將燃料的化(hua)學(xue)能轉化(hua)為熱能。

3、安全附件

水位(wei)計、壓力表、安全(quan)閥等及鍋(guo)爐金(jin)屬鋼(gang)架及平臺(tai)樓梯。

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（二）“鍋”的組成部分

1、省煤器

位于鍋爐尾部垂直煙道(dao)，利用煙氣余熱(re)加(jia)熱(re)鍋爐給水，降低排煙溫度，提高鍋爐效(xiao)率(lv)，節約燃(ran)料(liao)。

2、汽包

位于鍋爐頂部(bu)，是一個圓筒(tong)形的(de)承壓容器(qi)(qi)，其(qi)下是水(shui)(shui)，上(shang)部(bu)是汽(qi)，它接受(shou)省煤器(qi)(qi)的(de)來(lai)水(shui)(shui)，同(tong)時又與下降(jiang)管、聯箱(xiang)、水(shui)(shui)冷(leng)(leng)壁共同(tong)組成水(shui)(shui)循環回路。水(shui)(shui)在水(shui)(shui)冷(leng)(leng)壁中吸熱(re)而生成的(de)汽(qi)水(shui)(shui)混合(he)物匯集(ji)于汽(qi)包，經汽(qi)水(shui)(shui)分(fen)離后向過熱(re)器(qi)(qi)輸送飽(bao)和蒸汽(qi)。

3、下降管

是(shi)(shi)水冷壁的供水管(guan)道，其(qi)作用(yong)是(shi)(shi)把(ba)汽(qi)包中(zhong)的水引入下聯箱再分配到各個水冷壁管(guan)中(zhong)。分小直徑分散下降管(guan)和大(da)直徑集中(zhong)下降管(guan)兩種。小直徑下降管(guan)管(guan)徑小，對水循環不利。

4、水冷壁下聯箱

聯箱(xiang)主要作(zuo)用(yong)是將質(zhi)匯集起(qi)來，或將工質(zhi)通過聯箱(xiang)通過聯箱(xiang)重新分(fen)配到其(qi)(qi)它(ta)管道中。水(shui)冷壁下(xia)聯箱(xiang)是一(yi)根較(jiao)粗兩端封閉的(de)管子，其(qi)(qi)作(zuo)用(yong)是把下(xia)降(jiang)管與(yu)水(shui)冷壁連接在一(yi)起(qi)，以便起(qi)到匯集、混合、再分(fen)配工質(zhi)的(de)作(zuo)用(yong)。

5、水冷壁

位于爐(lu)膛四周(zhou)，其主要任務是吸收爐(lu)內的輻射(she)熱，使水蒸(zheng)發，它(ta)是現代鍋爐(lu)的主要受熱面，同(tong)時還可以保護爐(lu)墻。

6、過熱器

其作用(yong)是將(jiang)汽(qi)(qi)包來的飽和蒸(zheng)汽(qi)(qi)加熱(re)(re)上成具有一定(ding)溫度的過(guo)熱(re)(re)蒸(zheng)汽(qi)(qi)。

7、再熱器

其作用是(shi)將汽(qi)輪機中做過部分功的蒸(zheng)汽(qi)再次進行加熱升溫，然后(hou)再送(song)到汽(qi)輪機中繼續做功。

（三）“爐”的組成部分

1、爐膛

是由爐墻和水冷壁轉(zhuan)成的供(gong)燃料燃燒的，燃料在該空間內呈懸浮(fu)狀燃燒，釋放出(chu)大量(liang)的熱量(liang)。

2、燃燒器

位(wei)于爐(lu)膛四角或墻壁(bi)上，其(qi)(qi)作(zuo)用是把(ba)燃料和空氣以一定速度(du)噴入爐(lu)內(nei)，使其(qi)(qi)在爐(lu)內(nei)能進行良好的混合以保證燃料及時(shi)著火和迅速完全地(di)燃燒。分直(zhi)流燃燒器(qi)和旋流燃燒器(qi)兩種基本(ben)類型。

3、空氣預熱器

是(shi)煙氣(qi)與空(kong)氣(qi)之間(jian)進行熱量交(jiao)換的(de)換熱器，屬于燃(ran)燒系統。空(kong)氣(qi)預熱器通常布置(zhi)在鍋爐(lu)尾部煙道中，利用煙氣(qi)的(de)余熱加熱室溫(wen)下的(de)空(kong)氣(qi)，使空(kong)氣(qi)升溫(wen)到燃(ran)料燃(ran)燒需(xu)要的(de)溫(wen)度(du)然后(hou)送入爐(lu)膛。

4、煙風道

是由爐(lu)墻(qiang)、部(bu)分受熱面管道(dao)及包(bao)(bao)墻(qiang)管等組成的管道(dao)，用(yong)以引導煙氣的流(liu)動，并經各個受熱面進行熱量交(jiao)換，分為水平煙道(dao)和尾部(bu)煙道(dao)。輔助設(she)(she)備(bei)輔助設(she)(she)備(bei)包(bao)(bao)括通(tong)風設(she)(she)備(bei)（送、引風機）、燃料運輸設(she)(she)備(bei)、制(zhi)粉系統、除(chu)灰渣及除(chu)塵設(she)(she)備(bei)、脫硫(liu)設(she)(she)備(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(yi)至兩個鍋筒(tong)，上(shang)(shang)鍋筒(tong)稱為汽(qi)鼓（汽(qi)包），下面的(de)稱為水(shui)(shui)鼓或(huo)泥(ni)鼓。上(shang)(shang)鍋筒(tong)內部有(you)均勻給水(shui)(shui)的(de)配(pei)水(shui)(shui)槽，汽(qi)水(shui)(shui)分離裝(zhuang)置和(he)連續排(pai)污裝(zhuang)置。熱水(shui)(shui)鍋爐鍋筒(tong)內部裝(zhuang)配(pei)管及隔板等(deng)。上(shang)(shang)鍋筒(tong)外部裝(zhuang)有(you)主汽(qi)閥，副(fu)汽(qi)閥，安全(quan)閥，空氣(qi)閥，水(shui)(shui)位計，排(pai)污管以及壓力表等(deng)連接(jie)管。

上鍋筒的一端封頭或頂部有人孔門。下(xia)鍋筒(tong)的一端封頭上開(kai)有(you)人孔(kong)，底部裝有(you)定(ding)期排污(wu)裝置(zhi)。上下(xia)鍋筒(tong)之間用許(xu)多上升管(guan)和下(xia)降管(guan) （管(guan)束）連接，整個部件(jian)呈彈(dan)性(xing)結構。

上鍋筒(tong)(tong)直(zhi)徑(jing)(jing)稍(shao)大于下鍋筒(tong)(tong)直(zhi)徑(jing)(jing)，二鍋筒(tong)(tong)之間連接(jie)對(dui)流(liu)管束。對(dui)流(liu)管束由外(wai)徑(jing)(jing)51毫米(mi)的無(wu)縫鋼管組成，順(shun)列布(bu)置(zhi)于對(dui)流(liu)煙(yan)道中，對(dui)流(liu)煙(yan)道沿縱向由耐火墻分為兩半區，煙(yan)氣(qi)沿對(dui)流(liu)煙(yan)道呈U形流(liu)動。鍋爐的受熱(re)面：從(cong)放熱(re)介質(zhi)吸(xi)熱(re)，將熱(re)量傳遞給受熱(re)介質(zhi)的固體(ti)表(biao)面。根據傳熱(re)過程特點分為輻射受熱(re)面、 對(dui)流(liu)受熱(re)面、沸騰(teng)層內埋管受熱(re)面。

2、水冷壁受熱面

水冷(leng)壁是布置(zhi)在爐(lu)(lu)膛(tang)四周的輻(fu)射受熱(re)(re)面(mian)。在工(gong)業鍋爐(lu)(lu)中一般(ban)用朽φ51×3～φ63.5×3.5mm的鍋爐(lu)(lu)鋼管制成，是水管鍋爐(lu)(lu)的主要受熱(re)(re)面(mian)。輻(fu)射受熱(re)(re)面(mian)吸收(shou)火焰輻(fu)射熱(re)(re)并遮擋爐(lu)(lu)墻，因而對(dui)爐(lu)(lu)墻起到了保護作用；同時，由(you)于吸熱(re)(re)較多，能降低(di)爐(lu)(lu)膛(tang)溫度，還有防止燃燒(shao)煤層結(jie)焦的作用。

水(shui)(shui)(shui)冷壁的上(shang)部與上(shang)鍋(guo)(guo)簡直接連接或先經過(guo)上(shang)集箱再與上(shang)鍋(guo)(guo)筒(tong)(tong)(tong)連接。上(shang)鍋(guo)(guo)筒(tong)(tong)(tong)的爐水(shui)(shui)(shui)經下(xia)降管迸人下(xia)鍋(guo)(guo)筒(tong)(tong)(tong)和(he)下(xia)集箱，經過(guo)水(shui)(shui)(shui)冷壁吸熱，形成汽水(shui)(shui)(shui)混(hun)合物，并上(shang)升到(dao)上(shang)鍋(guo)(guo)筒(tong)(tong)(tong)，組成一個閉合的自然(ran)循環。

過去有(you)些快(kuai)裝(zhuang)鍋爐(lu)(lu)的(de)水(shui)冷壁(bi)管的(de)兩側焊有(you)翼片(pian)（又稱(cheng)鰭片(pian)）。其目的(de)是更(geng)多的(de)接受(shou)爐(lu)(lu)膛(tang)輻(fu)射(she)熱(re)(re)量，同(tong)時(shi)也增大了(le)對爐(lu)(lu)墻(qiang)的(de)遮擋面積。因其加工較難和導(dao)熱(re)(re)不(bu)良(liang)，容(rong)易產(chan)生裂(lie)紋，嚴重時(shi)會撕裂(lie)水(shui)冷壁(bi)管，故已較少采用，而逐漸被異(yi)形鋼管取代。

3、集箱

它是匯集爐管排列(lie)聯接的主要(yao)元件，有(you)分(fen)配(pei)供(gong)水(shui)和引出的作(zuo)用，按其(qi)所(suo)在位置(zhi)有(you)上集箱(xiang)(xiang)和下集箱(xiang)(xiang)或進口(kou)集箱(xiang)(xiang)和出口(kou)集箱(xiang)(xiang)之分(fen)。

上集(ji)(ji)箱位于(yu)爐(lu)管(guan)上部(bu)，匯集(ji)(ji)上升管(guan)束的水(shui)汽混(hun)合(he)物，通過導管(guan)引人上鍋筒。有(you)些上集(ji)(ji)箱安(an)裝在爐(lu)墻(qiang)外(wai)部(bu)，在與爐(lu)管(guan)相對的位置開有(you)成排手(shou)孔，以便清掃爐(lu)管(guan)內部(bu)。

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(ce)的下集箱(xiang)，具有防止爐(lu)排兩側(ce)爐(lu)墻燒壞(huai)或掛焦的作用(yong)，稱為防焦箱(xiang)。下集箱(xiang)有排污管，端部還開有手孔(kong)，以便(bian)檢查(cha)清掃集箱(xiang)內部。除鍋爐本體集箱外，在省煤器，過熱器等(deng)部(bu)件上也有各自相應的集箱。

集(ji)箱一般由較大直徑(jing)的無縫(feng)鋼管(guan)和兩(liang)個端(duan)蓋焊(han)接而成。近年來有些制造(zao)廠將管(guan)端(duan)旋(xuan)壓收口，取代焊(han)接端(duan)蓋，結構更加(jia)合理。

4、對流管束受熱面

對(dui)流管(guan)(guan)(guan)束(shu)又稱(cheng)對(dui)流排管(guan)(guan)(guan)，位于上(shang)下(xia)鍋(guo)(guo)筒(tong)之(zhi)間，一(yi)般由φ51×3mm的(de)鍋(guo)(guo)爐鋼管(guan)(guan)(guan)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)，是水管(guan)(guan)(guan)鍋(guo)(guo)爐的(de)主要受(shou)熱(re)(re)面。為(wei)了充分吸收熱(re)(re)量，通常將對(dui)流管(guan)(guan)(guan)束(shu)中(zhong)間，用(yong)隔陷(xian)墻(qiang)組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)來回(hui)或(huo)轉彎(wan)的(de)煙(yan)(yan)道，增(zeng)加煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)流程，并以(yi)較(jiao)高的(de)煙(yan)(yan)速橫向沖刷管(guan)(guan)(guan)束(shu)。通常被煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)先沖刷的(de)管(guan)(guan)(guan)束(shu)，由于煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)溫度(du)(du)高傳熱(re)(re)較(jiao)多，管(guan)(guan)(guan)內汽(qi)水混(hun)合物的(de)密(mi)度(du)(du)小，成(cheng)(cheng)為(wei)上(shang)升管(guan)(guan)(guan)，反(fan)之(zhi)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)溫度(du)(du)低傳熱(re)(re)較(jiao)少(shao)，成(cheng)(cheng)為(wei)下(xia)降管(guan)(guan)(guan)。

煙氣沖刷(shua)管束，一般采用橫(heng)向沖刷(shua)。因為橫(heng)向沖刷(shua)，其使熱效果優于縱向沖刷(shua)。同屬橫(heng)向沖刷(shua)時，管子錯排(pai) “或叫叉排(pai)”的傳(chuan)熱效果又(you)優于順排(pai)形式，但(dan)伴隨傳(chuan)熱效果的提高，煙氣流動阻(zu)力也相應加大。

5、煙火管受熱面

煙(yan)(yan)管(guan)是(shi)煙(yan)(yan)管(guan)鍋爐(lu)和水火管(guan)組合式鍋爐(lu)的(de)主要受熱(re)面，它的(de)作用是(shi)當爐(lu)膛燃燒(shao)產生(sheng)的(de)高溫煙(yan)(yan)氣(qi)從管(guan)內(nei)流過時，不斷對管(guan)外的(de)鍋水加(jia)熱(re)，使(shi)其逐漸成為蒸汽（或熱(re)水）。煙(yan)(yan)管(guan)一般裝(zhuang)在鍋殼內(nei)，用焊接或脹接固(gu)定在兩(liang)端管(guan)板上。因其安裝(zhuang)數量受到(dao)鍋殼的(de)限制，加(jia)上管(guan)內(nei)容(rong)易積灰堵塞，管(guan)外容(rong)易積垢，故不適用于較大(da)型鍋爐(lu)。但(dan)近年來，亦在研究大(da)型水火管(guan)鍋爐(lu)，并取得(de)了(le)一些進展。

近(jin)幾年來推(tui)廣應用一種(zhong)新型(xing)煙管：即螺(luo)紋(wen)(wen)煙管，它(ta)是(shi)在(zai)煙管上壓出深2mm左(zuo)右(you)的(de)螺(luo)紋(wen)(wen)狀凹槽，改善煙氣對管壁(bi)的(de)放熱(re)，效果顯著。這種(zhong)螺(luo)紋(wen)(wen)煙管與普通煙管相比(bi)，傳(chuan)熱(re)效果可提高近(jin)兩倍。

6、過熱器

省(sheng)煤器(qi)(qi)和(he)空氣預(yu)(yu)熱(re)器(qi)(qi)。它(ta)們均(jun)屬對流受熱(re)面。過(guo)熱(re)器(qi)(qi)除有對流過(guo)熱(re)器(qi)(qi)外，還有輻射過(guo)熱(re)器(qi)(qi)，其余的(de)省(sheng)煤器(qi)(qi)和(he)預(yu)(yu)熱(re)器(qi)(qi)均(jun)安(an)裝鍋爐(lu)尾部(bu)煙道。它(ta)們的(de)作(zuo)用(yong)，主要是進一步降低排煙溫(wen)度，提高鍋爐(lu)熱(re)效(xiao)率。