什么是锅炉的沸腾管束

什么是锅炉的沸腾管束
什么是锅炉的沸腾管束

什么是锅炉的沸腾管束
摘要：锅炉是由“锅”和“炉”两部分组成的.锅是容纳水和蒸汽的受压部件,包括锅筒、受热面、联箱和管道等.其中进行着水的加热,汽化及汽水分离等过程.炉位于锅炉本体前方,是燃料燃烧的场所,它包括燃烧设备和炉膛.
关键词：锅炉 受热面 燃烧系统 炉膛
一、锅是容纳水和蒸汽的受压部件,包括锅筒、受热面、联箱和管道等.其中进行着水的加热,汽化及汽水分离等过程.
1、锅筒
它的作用是汇集,贮存、净化蒸汽和补充给水.在水管锅炉中,通常有1~2个锅筒,上锅筒称为汽鼓(汽包),下面的称为水鼓或泥鼓.上锅筒内部有均匀给水的配水槽,汽水分离装置和连续排污装置.热水锅炉锅筒内部装配管及隔板等.上锅筒外部装有主汽阀,副汽阀,安全阀,空气阀,水位计,排污管以及压力表等连接管.底部装有定期排污装置.上下锅筒之间用许多上升管和下降管 (管束)连接.
锅壳式锅炉的锅筒,除起水管锅炉上下锅筒的作用外,还要在其中布置烟管,有的还设有燃烧室的炉膛等受热面,同时锅筒又是受热面的一部分.
管板为平板形状,开有许多管孔,通过胀接或焊接方式连接烟管.管板上没有安装烟管的部分,是承压薄弱环节,通常用角板斜拉撑或圆斜拉撑来加强.拉撑焊在筒节与管板之间.
当前新发展一种凸形封头管板和管群连接,进一步减少管板厚度和水流状况,改善了受力情况.
2、水冷壁受热面
水冷壁是布置在炉膛四周的辐射受热面.由锅炉钢管组成,是水管锅炉的主要受热面.辐射受热面吸收火焰辐射热并遮挡炉墙,因而对炉墙起到了保护作用；同时,由于吸热较多,能降低炉膛温度,还有防止燃烧煤层结焦的作用.
水冷壁的上部与上锅间直接连接或先经过上集箱再与上锅筒连接.上锅筒的炉水经下降管进人下锅筒和下集箱,经过水冷壁吸热,形成汽水混合物,并上升到上锅筒,组成一个封闭的自然循环.现在大多数电站锅炉的水冷壁管的两侧焊有翼片(又称鳍片).其目的是更多的接受炉膛辐射热量,同时也增大了对炉墙的遮挡面积.
3、联箱
它是汇集炉管排列联接的主要元件,有分配供水和引出的作用,按其所在位置有上集箱和下集箱或进口集箱和出口集箱之分.
上集箱位于炉管上部,汇集上升管束的水汽混合物,通过导管引人上锅筒.有些上集箱安装在炉墙外部,在与炉管相对的位置开有成排手孔,以便清扫炉管内部.
下集箱位于炉管的下部,与下锅筒连接供水、分配给上升炉管.位于炉排两侧的下集箱,具有防止炉排两侧炉墙烧坏或挂焦作用,称防焦箱.下集箱有排污管,端部还开有手孔,以便检查清扫集箱内部.除锅炉本体集箱外,在省煤器,过热器等部件上也有各自相应的集箱.
集箱一般由较大直径的无缝钢管和两个端盖焊接而成.近年来有些制造厂将管端旋压收口,取代焊接端盖,结构更加合理.
4、对流管束受热面
对流管束又称对流排管,位于上下锅筒之间,是水管锅炉的主要受热面.为了充分吸收热量,通常将对流管束中间,用隔陷墙组成来回或转弯的烟道,增加烟气流程,并以较高的烟速横向冲刷管束.通常被烟气先冲刷的管束,由于烟气温度高传热较多,管内汽水混合物的密度小,成为上升管,反之烟气温度低传热较少,成为下降管.
烟气冲刷管束,一般采用横向冲刷.因为横向冲刷,其使热效果优于纵向冲刷.同属横向冲刷时,管子错排 (或叫叉排)的传热效果优于顺排形式,但伴随传热效果的提高,烟气流动阻力也相应加大.
5、烟火管受热面
烟管是烟管锅炉和水火管组合式锅炉的主要受热面,它的作用是当炉膛燃烧产生的高温烟气从管内流过时,不断对管外的锅水加热,使其逐渐成为蒸汽（或热水）.烟管一般装在锅壳内,用焊接或胀接固定在两端管板上.因其安装数量受到锅壳的限制,加上管内容易积灰堵塞,管外容易积垢,故不适用于较大型锅炉.
螺纹烟管,它是在烟管上压出深2mm左右的螺纹状凹槽,改善烟气对管壁的放热,效果显著.这种螺纹烟管与普通烟管相比,传热效果可提高近2倍.
6、省煤器和空气预热器
省煤器和空气预热器.它们均属对流受热面.过热器除有对流过热器外,还有辐射过热器,其余的省煤器和预热器均安装锅炉尾部烟道.它们的作用,主要是进一步降低排烟温度,提高锅炉热效率.
二、炉位于锅炉本体前方,是燃料燃烧的场所,它包括燃烧设备和炉膛.
由于燃料不同和燃烧方式不同,主要有层燃炉,室燃炉,旋风炉、沸腾炉等.他们炉膛四周,都安装了水冷壁管.层燃炉为了加强燃料燃烧还有前、后拱.不同的炉型,其结构虽然不一样,但它们都有组织燃料燃烧的空间和相应的燃烧设备.
炉膛又称燃烧室,是供燃料燃烧的空间.将固体燃料放在炉排上,进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉,又称火床炉；将液体、气体或磨成粉状的固体燃料,喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉,又称火室炉；空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧,并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉,又称流化床炉；利用空气流使煤粒高速旋转,并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉.
炉膛的横截面一般为正方形或矩形.燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气,所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成.在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管,它既保护炉墙不致烧坏,又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热.
炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性.每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料.燃用特性差别较大的燃料时锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低.
三、总之,锅和炉是由传热过程联系起来的,受热面即是锅和炉的分界面.
锅炉设备中,吸热的部分称为锅,产生热量的部分称为炉.例如水冷壁、过热器、省煤器等吸热的部分可以看成是锅；而炉膛、燃烧器、燃油泵,送、引风机可以看成是炉.现代化的锅炉不像一般家庭用的锅和炉那样分得清楚.例如空气预热器既是吸热的部分,又是产生热量的部分,既可以看成是锅的部分也可以看成是炉的部分.凡是一侧有放热介质 (火焰、烟气),另一侧就有受热介质 (水,蒸汽、空气),进行着热量传递,它们之间的热交换是依靠受热面.
由锅筒、受热面及其连接管道和烟风道、燃烧设备和出渣设备、炉墙和构架 (包括平台、扶梯)等所组成的整体称为锅炉本体.
由锅炉本体,锅炉范围内的水、汽、烟、风、燃料管道及其附属设备、测量仪表,其它的锅炉附属机械等构成的整套装置称为锅炉机组.