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(bao)括(kuo)鍋(guo)筒、管(guan)束、水冷壁、集箱、下降(jiang)管(guan)。鍋(guo)爐(lu)本(ben)體中(zhong)汽(qi)(qi)水系統，高溫燃燒(shao)產物煙(yan)氣通過受熱面將熱量傳遞給汽(qi)(qi)鍋(guo)內溫度較(jiao)低的水，水被加熱，沸騰汽(qi)(qi)化，生(sheng)成蒸汽(qi)(qi)。

2、爐子

包括煤斗、爐排、爐膛、除渣板、送(song)風裝置等。鍋(guo)爐本體中(zhong)燃燒設備(bei)，燃燒將燃料(liao)的(de)化(hua)學能(neng)轉化(hua)為熱(re)能(neng)。

3、安全附件

水位計(ji)、壓力表、安全(quan)閥(fa)等及鍋爐金屬鋼架及平臺樓梯(ti)。

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（二）“鍋”的組成部分

1、省煤器

位于鍋爐尾(wei)部垂直煙道，利用煙氣余(yu)熱(re)加熱(re)鍋爐給(gei)水，降低排煙溫(wen)度(du)，提(ti)高鍋爐效率，節約燃料。

2、汽包

位于鍋爐頂部(bu)，是(shi)一個圓筒形的(de)承壓容器(qi)(qi)，其下(xia)是(shi)水(shui)(shui)，上部(bu)是(shi)汽(qi)(qi)，它(ta)接受省(sheng)煤器(qi)(qi)的(de)來水(shui)(shui)，同時又與下(xia)降管、聯箱、水(shui)(shui)冷壁共同組成水(shui)(shui)循(xun)環回路。水(shui)(shui)在水(shui)(shui)冷壁中(zhong)吸熱(re)(re)而(er)生(sheng)成的(de)汽(qi)(qi)水(shui)(shui)混合物匯集于汽(qi)(qi)包，經汽(qi)(qi)水(shui)(shui)分離(li)后向過熱(re)(re)器(qi)(qi)輸送飽和(he)蒸汽(qi)(qi)。

3、下降管

是水(shui)(shui)冷壁(bi)的供水(shui)(shui)管道，其作用是把汽包(bao)中的水(shui)(shui)引入下聯箱再分配(pei)到各個水(shui)(shui)冷壁(bi)管中。分小直徑(jing)分散下降(jiang)管和大直徑(jing)集中下降(jiang)管兩種。小直徑(jing)下降(jiang)管管徑(jing)小，對水(shui)(shui)循環不利。

4、水冷壁下聯箱

聯箱(xiang)主(zhu)要作(zuo)用是將(jiang)質匯(hui)集起(qi)來(lai)，或(huo)將(jiang)工(gong)質通(tong)過聯箱(xiang)通(tong)過聯箱(xiang)重新分(fen)配到其它管道中。水(shui)冷壁(bi)下(xia)聯箱(xiang)是一根較粗(cu)兩端封閉的管子，其作(zuo)用是把下(xia)降管與水(shui)冷壁(bi)連接在一起(qi)，以便起(qi)到匯(hui)集、混合、再分(fen)配工(gong)質的作(zuo)用。

5、水冷壁

位于爐(lu)(lu)膛四周，其(qi)主要(yao)任務是吸收(shou)爐(lu)(lu)內(nei)的(de)輻射熱，使水蒸發，它(ta)是現(xian)代鍋爐(lu)(lu)的(de)主要(yao)受熱面，同時還可以保(bao)護爐(lu)(lu)墻。

6、過熱器

其作用(yong)是將汽包來(lai)的飽(bao)和蒸汽加熱上成具有(you)一定(ding)溫度(du)的過(guo)熱蒸汽。

7、再熱器

其作用是將汽輪(lun)機中(zhong)做過部分功的蒸汽再(zai)次進行(xing)加熱升溫，然后再(zai)送到汽輪(lun)機中(zhong)繼(ji)續(xu)做功。

（三）“爐”的組成部分

1、爐膛

是由爐墻(qiang)和水冷壁轉成(cheng)的供燃料燃燒的，燃料在(zai)該空間內(nei)呈(cheng)懸浮(fu)狀燃燒，釋放出大量的熱量。

2、燃燒器

位于爐膛四角或墻壁上，其作用是把(ba)燃料和(he)空氣以(yi)一(yi)定(ding)速度噴入爐內，使其在爐內能進(jin)行良好的混合以(yi)保證燃料及(ji)時著火和(he)迅速完全(quan)地燃燒。分直流燃燒器和(he)旋流燃燒器兩種基本類型(xing)。

3、空氣預熱器

是煙(yan)氣與(yu)空(kong)(kong)氣之(zhi)間(jian)進行熱(re)量交換的(de)換熱(re)器，屬于燃(ran)燒系統(tong)。空(kong)(kong)氣預熱(re)器通常(chang)布(bu)置(zhi)在(zai)鍋爐尾(wei)部煙(yan)道中，利用(yong)煙(yan)氣的(de)余(yu)熱(re)加(jia)熱(re)室溫下的(de)空(kong)(kong)氣，使空(kong)(kong)氣升溫到燃(ran)料(liao)燃(ran)燒需要的(de)溫度然后送(song)入爐膛。

4、煙風道

是由(you)爐(lu)墻、部分(fen)受熱面管(guan)(guan)道(dao)(dao)及(ji)包墻管(guan)(guan)等(deng)組成的(de)管(guan)(guan)道(dao)(dao)，用以(yi)引導煙(yan)氣的(de)流動(dong)，并經各個受熱面進行熱量交換，分(fen)為水平(ping)煙(yan)道(dao)(dao)和尾部煙(yan)道(dao)(dao)。輔助(zhu)設(she)(she)(she)備(bei)輔助(zhu)設(she)(she)(she)備(bei)包括通風(feng)(feng)設(she)(she)(she)備(bei)（送、引風(feng)(feng)機）、燃料(liao)運輸設(she)(she)(she)備(bei)、制(zhi)粉系統、除灰渣及(ji)除塵(chen)設(she)(she)(she)備(bei)、脫(tuo)硫設(she)(she)(she)備(bei)等(deng)。

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(tong)常有一(yi)至(zhi)兩(liang)個鍋(guo)(guo)筒(tong)(tong)，上(shang)鍋(guo)(guo)筒(tong)(tong)稱為汽鼓（汽包），下面的稱為水(shui)鼓或泥鼓。上(shang)鍋(guo)(guo)筒(tong)(tong)內部有均勻給(gei)水(shui)的配水(shui)槽，汽水(shui)分離裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置和連續排污裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)置。熱水(shui)鍋(guo)(guo)爐鍋(guo)(guo)筒(tong)(tong)內部裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)配管及(ji)(ji)隔板(ban)等(deng)(deng)。上(shang)鍋(guo)(guo)筒(tong)(tong)外部裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)有主汽閥，副汽閥，安全(quan)閥，空氣閥，水(shui)位計，排污管以(yi)及(ji)(ji)壓力表等(deng)(deng)連接管。

上鍋筒的一端封頭或頂部有人孔門。下(xia)(xia)鍋(guo)筒(tong)(tong)的一端封頭上(shang)(shang)(shang)開有人孔，底部裝有定期排污裝置(zhi)。上(shang)(shang)(shang)下(xia)(xia)鍋(guo)筒(tong)(tong)之(zhi)間用許多(duo)上(shang)(shang)(shang)升管(guan)和下(xia)(xia)降(jiang)管(guan) （管(guan)束(shu)）連接，整個(ge)部件(jian)呈(cheng)彈性結(jie)構。

上鍋(guo)筒直徑稍大于下鍋(guo)筒直徑，二鍋(guo)筒之間連接對(dui)(dui)流(liu)管(guan)束。對(dui)(dui)流(liu)管(guan)束由(you)(you)外徑51毫米的無(wu)縫鋼管(guan)組成，順列布置于對(dui)(dui)流(liu)煙(yan)道中，對(dui)(dui)流(liu)煙(yan)道沿縱向(xiang)由(you)(you)耐火墻分(fen)為兩(liang)半區，煙(yan)氣沿對(dui)(dui)流(liu)煙(yan)道呈U形流(liu)動。鍋(guo)爐的受(shou)熱(re)面(mian)：從(cong)放熱(re)介質(zhi)(zhi)吸熱(re)，將熱(re)量傳(chuan)遞給受(shou)熱(re)介質(zhi)(zhi)的固(gu)體表面(mian)。根(gen)據傳(chuan)熱(re)過程(cheng)特點分(fen)為輻射受(shou)熱(re)面(mian)、 對(dui)(dui)流(liu)受(shou)熱(re)面(mian)、沸騰層內埋(mai)管(guan)受(shou)熱(re)面(mian)。

2、水冷壁受熱面

水(shui)(shui)冷壁是布置在爐(lu)(lu)膛四(si)周的輻射受熱(re)(re)面。在工業鍋爐(lu)(lu)中一般用(yong)朽φ51×3～φ63.5×3.5mm的鍋爐(lu)(lu)鋼管制成(cheng)，是水(shui)(shui)管鍋爐(lu)(lu)的主要受熱(re)(re)面。輻射受熱(re)(re)面吸(xi)收火焰(yan)輻射熱(re)(re)并(bing)遮擋爐(lu)(lu)墻，因而對爐(lu)(lu)墻起到了保護(hu)作(zuo)用(yong)；同時，由(you)于(yu)吸(xi)熱(re)(re)較多，能降(jiang)低(di)爐(lu)(lu)膛溫(wen)度，還有防止燃燒煤(mei)層結(jie)焦的作(zuo)用(yong)。

水(shui)冷壁(bi)的上(shang)(shang)部與上(shang)(shang)鍋簡(jian)直(zhi)接(jie)連接(jie)或先經過上(shang)(shang)集箱再與上(shang)(shang)鍋筒連接(jie)。上(shang)(shang)鍋筒的爐水(shui)經下降管迸人下鍋筒和下集箱，經過水(shui)冷壁(bi)吸熱，形成汽水(shui)混合物，并上(shang)(shang)升到上(shang)(shang)鍋筒，組成一個閉合的自然循環。

過(guo)去有些快(kuai)裝(zhuang)鍋爐的(de)水冷壁管的(de)兩側(ce)焊(han)有翼片（又(you)稱鰭片）。其目的(de)是更(geng)多的(de)接受爐膛輻射熱量，同時也增(zeng)大了對爐墻的(de)遮擋面積(ji)。因其加工較難和(he)導熱不良，容易產生(sheng)裂(lie)紋，嚴重時會(hui)撕裂(lie)水冷壁管，故(gu)已較少采用(yong)，而逐漸被(bei)異形鋼(gang)管取代。

3、集箱

它是匯集(ji)爐管排列聯接的主(zhu)要元件，有分配供(gong)水和引出(chu)的作用，按其所在位置有上集(ji)箱和下集(ji)箱或進口(kou)集(ji)箱和出(chu)口(kou)集(ji)箱之(zhi)分。

上集(ji)箱(xiang)位(wei)于爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)上部(bu)，匯集(ji)上升管(guan)(guan)束(shu)的水汽混(hun)合(he)物，通過導管(guan)(guan)引人上鍋筒。有(you)些上集(ji)箱(xiang)安裝在爐(lu)(lu)(lu)墻外(wai)部(bu)，在與(yu)爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(guan)相對的位(wei)置開有(you)成排(pai)手孔，以便清掃爐(lu)(lu)(lu)管(guan)(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(de)下集(ji)箱，具有(you)防止爐排兩側(ce)爐墻燒壞或掛焦的(de)作用，稱為防焦箱。下集(ji)箱有(you)排污管，端部還開有(you)手孔，以便檢查清掃(sao)集(ji)箱內部。除(chu)鍋爐本體集箱外(wai)，在(zai)省煤器，過熱器等部件上也有各自(zi)相應的集箱。

集箱(xiang)一般(ban)由較大直徑的無縫鋼管和兩個(ge)端蓋(gai)焊(han)接而成。近(jin)年來有些(xie)制造廠(chang)將管端旋壓(ya)收(shou)口，取代焊(han)接端蓋(gai)，結構更加合理。

4、對流管束受熱面

對流(liu)管(guan)(guan)(guan)束又稱對流(liu)排管(guan)(guan)(guan)，位于(yu)上下鍋筒之間，一(yi)般(ban)由φ51×3mm的(de)鍋爐(lu)鋼管(guan)(guan)(guan)組成，是(shi)水(shui)(shui)管(guan)(guan)(guan)鍋爐(lu)的(de)主要受(shou)熱面(mian)。為(wei)了充分吸收熱量，通(tong)常(chang)(chang)將對流(liu)管(guan)(guan)(guan)束中間，用隔陷墻組成來回或轉彎的(de)煙(yan)道，增加(jia)煙(yan)氣(qi)流(liu)程，并以(yi)較高(gao)的(de)煙(yan)速橫向沖刷管(guan)(guan)(guan)束。通(tong)常(chang)(chang)被煙(yan)氣(qi)先沖刷的(de)管(guan)(guan)(guan)束，由于(yu)煙(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)(du)高(gao)傳熱較多，管(guan)(guan)(guan)內汽水(shui)(shui)混(hun)合物的(de)密度(du)(du)小，成為(wei)上升(sheng)管(guan)(guan)(guan)，反之煙(yan)氣(qi)溫(wen)度(du)(du)低傳熱較少，成為(wei)下降管(guan)(guan)(guan)。

煙(yan)氣沖刷(shua)管束，一般采(cai)用橫向沖刷(shua)。因為橫向沖刷(shua)，其使熱(re)效(xiao)果(guo)優(you)于(yu)縱(zong)向沖刷(shua)。同屬橫向沖刷(shua)時，管子錯排 “或叫叉(cha)排”的傳(chuan)熱(re)效(xiao)果(guo)又(you)優(you)于(yu)順排形式，但伴(ban)隨傳(chuan)熱(re)效(xiao)果(guo)的提高，煙(yan)氣流動阻力也(ye)相(xiang)應加大。

5、煙火管受熱面

煙(yan)(yan)管(guan)(guan)是煙(yan)(yan)管(guan)(guan)鍋(guo)爐(lu)和水(shui)火(huo)管(guan)(guan)組合式鍋(guo)爐(lu)的主要受(shou)熱面(mian)，它的作用(yong)是當爐(lu)膛燃(ran)燒產生的高溫(wen)煙(yan)(yan)氣從管(guan)(guan)內流過時，不(bu)斷對管(guan)(guan)外的鍋(guo)水(shui)加熱，使其逐(zhu)漸(jian)成為蒸汽(qi)（或熱水(shui)）。煙(yan)(yan)管(guan)(guan)一(yi)般裝(zhuang)在(zai)(zai)鍋(guo)殼內，用(yong)焊接或脹接固(gu)定在(zai)(zai)兩端(duan)管(guan)(guan)板上(shang)。因其安(an)裝(zhuang)數(shu)量受(shou)到(dao)鍋(guo)殼的限制，加上(shang)管(guan)(guan)內容易積灰堵(du)塞，管(guan)(guan)外容易積垢，故不(bu)適用(yong)于(yu)較大型(xing)(xing)鍋(guo)爐(lu)。但近年來，亦在(zai)(zai)研究(jiu)大型(xing)(xing)水(shui)火(huo)管(guan)(guan)鍋(guo)爐(lu)，并取得了一(yi)些進(jin)展。

近幾年來推(tui)廣應用一種新型(xing)煙(yan)(yan)(yan)管：即螺紋煙(yan)(yan)(yan)管，它是(shi)在煙(yan)(yan)(yan)管上壓出(chu)深2mm左右的螺紋狀凹槽，改善煙(yan)(yan)(yan)氣對(dui)管壁的放熱，效果顯著。這種螺紋煙(yan)(yan)(yan)管與普通煙(yan)(yan)(yan)管相比，傳熱效果可提高近兩倍。

6、過熱器

省煤器(qi)和空氣預(yu)熱(re)器(qi)。它(ta)們(men)均(jun)(jun)屬對流(liu)受熱(re)面。過熱(re)器(qi)除有(you)對流(liu)過熱(re)器(qi)外，還(huan)有(you)輻射過熱(re)器(qi)，其余的省煤器(qi)和預(yu)熱(re)器(qi)均(jun)(jun)安(an)裝鍋(guo)爐尾部(bu)煙道。它(ta)們(men)的作用(yong)，主(zhu)要是進一步降(jiang)低(di)排煙溫度，提高(gao)鍋(guo)爐熱(re)效率。