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1、锅炉的分类及结构第一节第一节 锅炉分类及结构概述锅炉分类及结构概述一、锅炉的分类一、锅炉的分类可以从不同角度对锅炉进行分类。可以从不同角度对锅炉进行分类。按用途可以分为：电站锅炉、工业锅炉、机车锅炉和船舶锅炉按用途可以分为：电站锅炉、工业锅炉、机车锅炉和船舶锅炉等。等。按容量可以分为：大型锅炉，中型锅炉，小型锅炉。习惯上，按容量可以分为：大型锅炉，中型锅炉，小型锅炉。习惯上，把蒸发量大于把蒸发量大于100100吨吨/时的锅炉称作大型锅炉，把蒸发量为时的锅炉称作大型锅炉，把蒸发量为2020吨吨/时至时至100100吨吨/时的锅炉称为中型锅炉，把蒸发量小于时的锅炉称为中型锅炉，把蒸发量小于2020
2、吨吨/时的称为小型锅炉。时的称为小型锅炉。按蒸汽压力可以分为低压锅炉（压力按蒸汽压力可以分为低压锅炉（压力1.57MPa1.57MPa），中压锅炉），中压锅炉（压力为（压力为2.45MPa2.45MPa及及3.82MPa3.82MPa），高压锅炉（压力为），高压锅炉（压力为9.81MPa9.81MPa）超高压锅炉（压力为）超高压锅炉（压力为13.73MPa13.73MPa），亚临界锅炉），亚临界锅炉（压力为（压力为16.67MPa16.67MPa）和超临界锅炉（压力超过）和超临界锅炉（压力超过22MPa22MPa，即，即高于临界压力）。高于临界压力）。按燃料种类和能源来源可以分为燃煤锅炉、燃油
3、锅炉、燃气锅按燃料种类和能源来源可以分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、原子能锅炉、废热（余热）锅炉。炉、原子能锅炉、废热（余热）锅炉。按锅炉结构可以分为锅壳式锅炉（火管锅炉）、水管锅炉、水按锅炉结构可以分为锅壳式锅炉（火管锅炉）、水管锅炉、水火管锅炉（卧式快装锅炉）。火管锅炉（卧式快装锅炉）。按燃料燃烧方式分：层燃炉、沸腾炉、室燃炉。按燃料燃烧方式分：层燃炉、沸腾炉、室燃炉。按工质流动方式可以分为自燃循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉等。电站锅炉一般是压力较高（中压以上）、容量较大（中型以上），采用室燃方式的水管锅炉，又可以分为许多种。工业锅炉一般容量较小（65吨/时以下），压力较低（2.45M
4、Pa及以下），。大都采用层燃，结构型式和燃烧设备种类繁多，主要用于工业生产用汽及采暖、生活等方面。工业锅炉分类见表3-1。分类方法分类方法锅炉类型锅炉类型按锅炉结构型按锅炉结构型式式锅壳式锅壳式立式：横水管、弯水管、直水管、横火管；卧立式：横水管、弯水管、直水管、横火管；卧式内燃回火管等式内燃回火管等水管水管单锅筒：纵置式、横置式；双锅筒：纵置式、单锅筒：纵置式、横置式；双锅筒：纵置式、横置式；纵横锅筒式；强制循环式；横置式；纵横锅筒式；强制循环式；水火管水火管卧式快装卧式快装按燃烧设备按燃烧设备固定炉排、活动手摇炉排、链条炉排、抛煤机、倒转炉固定炉排、活动手摇炉排、链条炉排、抛煤机、倒转炉排
5、抛煤机、振动炉排、下伺炉排、往复推伺炉排、沸腾排抛煤机、振动炉排、下伺炉排、往复推伺炉排、沸腾炉、半沸腾炉、室燃炉、旋风炉等炉、半沸腾炉、室燃炉、旋风炉等按燃料种类按燃料种类无烟、贫、烟、劣质烟、褐煤；油、气、木柴、甘蔗渣、无烟、贫、烟、劣质烟、褐煤；油、气、木柴、甘蔗渣、稻壳、煤矸石、特种燃料、余热等稻壳、煤矸石、特种燃料、余热等按出厂型式按出厂型式快装、组装、散装快装、组装、散装按供热工质按供热工质蒸汽、热水、其他工质蒸汽、热水、其他工质二、工业锅炉参数系列及型号表示方法二、工业锅炉参数系列及型号表示方法在具体介绍锅炉结构之前，有必须介绍一下锅炉参数系列和产品型号。锅炉参数和容量不是随意的
6、，而是特定的，这一方面体现了锅炉参数与容量相互间的适应性，即一定的参数与一定的容量相对应，参数的提高与容量的增大相一致；另一方面也体现了锅炉附属设备对锅炉的适应性及锅炉对用汽设备的适应性。我国锅炉的参数容量已形成系列并纳入了国家标准。工业蒸汽锅炉的参数系列如3-2所示。额定额定额定额定出力出力出力出力t/ht/h额定出口蒸汽压力（额定出口蒸汽压力（额定出口蒸汽压力（额定出口蒸汽压力（MPaMPa）0.390.390.690.690.980.981.271.271.571.572.452.45额定出口蒸汽温度（额定出口蒸汽温度（额定出口蒸汽温度（额定出口蒸汽温度（CC）饱和饱和饱和饱和饱和饱和饱
7、和饱和饱和饱和饱和饱和饱和饱和饱和饱和350350饱和饱和饱和饱和350350饱和饱和饱和饱和4004000.10.10.20.20.50.51 12 24 46 610101515202035356565锅锅炉炉型型号号燃燃烧烧方方式式额额定定蒸蒸发发量量或或额额定定供供热热量量介介质质出出口口压压力力过过热热蒸蒸汽汽温温度度或或出出/回回水水温温度度燃燃料料种种类类设设计计次次序序表中所列额定出力系指锅炉燃用设计燃料时，在设计参数下表中所列额定出力系指锅炉燃用设计燃料时，在设计参数下的铬牌蒸发量。的铬牌蒸发量。在额定出力及额定出口蒸汽压力之下，锅炉出口过热蒸汽温在额定出力及额定出口蒸汽压力
8、之下，锅炉出口过热蒸汽温度的偏差应不大于度的偏差应不大于2020。锅炉的给水温度分锅炉的给水温度分2020、6060、105105三档，由制造厂在三档，由制造厂在设计时酌情取定。设计时酌情取定。工业锅炉的产品型号，必须按照标准规定的方法编制。产品工业锅炉的产品型号，必须按照标准规定的方法编制。产品型号由三部分组成，中间用短线相连。其形式如下：型号由三部分组成，中间用短线相连。其形式如下：型号第一部分表示锅炉型式、燃烧方式、额定蒸发量或额定型号第一部分表示锅炉型式、燃烧方式、额定蒸发量或额定供热量。共分三段：前两个供热量。共分三段：前两个“”是两个汉语拼音字母，表是两个汉语拼音字母，表示锅炉总体
9、型式，各字母所表示具体意义见表示锅炉总体型式，各字母所表示具体意义见表3-33-3及表及表3-43-4；后一个；后一个“”是一个汉语拼音字母，表示不同的燃烧方式，是一个汉语拼音字母，表示不同的燃烧方式，见表见表3535；最后的两个；最后的两个“”“”是两个阿拉伯数字，表示锅是两个阿拉伯数字，表示锅炉额定蒸发量或额定供热量。其中额定热量用工程单位即以炉额定蒸发量或额定供热量。其中额定热量用工程单位即以KJ/KgKJ/Kg表示。表示。表表33锅壳锅炉总体形式代号锅壳锅炉总体形式代号表表34水管锅炉总体形式代号水管锅炉总体形式代号注：单锅筒立式注：单锅筒立式DL表表35燃烧设备代号燃烧设备代号注：倒
10、转炉排及抛煤机注：倒转炉排及抛煤机D；半沸腾炉；半沸腾炉B；旋风炉；旋风炉X；燃料种类燃料种类代号代号燃料种燃料种类类代号代号类石煤、煤矸石类石煤、煤矸石S S褐煤褐煤H H类石煤、煤矸石类石煤、煤矸石S S 贫煤贫煤P P类石煤、煤矸石类石煤、煤矸石S S 木柴木柴MM类无烟煤类无烟煤WW稻糠稻糠DD类无烟煤类无烟煤WW 甘蔗渣甘蔗渣GG类无烟煤类无烟煤WW 油油Y Y类烟煤类烟煤A A气气QQ类烟煤类烟煤A A 油母页油母页岩岩YMYM类烟煤类烟煤A A 表表3-6燃燃料料种种类类代代号号表表3-53-5锅炉燃烧方式代号锅炉燃烧方式代号型号的第二部分表示介质参数，共分两段，中间两段。型号的
11、第二部分表示介质参数，共分两段，中间两段。中间以斜线相隔开。第一段用阿拉伯数字表示介质出中间以斜线相隔开。第一段用阿拉伯数字表示介质出口压力（以工程单位表示即口压力（以工程单位表示即MPaMPa）；第二段用阿拉伯）；第二段用阿拉伯数字表示过热蒸汽温度或出水温度，蒸汽温度为饱和数字表示过热蒸汽温度或出水温度，蒸汽温度为饱和温度时，型号的第二部分无斜线和第二段。因饱和温温度时，型号的第二部分无斜线和第二段。因饱和温度取决于压力，型号中的介质压力即间接表示了饱和度取决于压力，型号中的介质压力即间接表示了饱和温度。温度。型号的第三部分表示燃料种类和设计次序。共分两段，型号的第三部分表示燃料种类和设计次
12、序。共分两段，前面一个前面一个“”是一个汉语拼音字母及相应的罗马数是一个汉语拼音字母及相应的罗马数字，表示燃料种类，见表字，表示燃料种类，见表3-63-6；第二优以阿拉伯数字表；第二优以阿拉伯数字表示设计次序，如锅炉系原型设计则无第二段。示设计次序，如锅炉系原型设计则无第二段。为便于理解和掌握，对上述锅炉型号表示方法举例说明如下：为便于理解和掌握，对上述锅炉型号表示方法举例说明如下：WNG1-7-A WNG1-7-A表示卧式内燃固定炉排锅壳式锅炉，额定蒸发量为表示卧式内燃固定炉排锅壳式锅炉，额定蒸发量为1 1吨吨/时，时，蒸汽压力为蒸汽压力为0.69MPa0.69MPa，蒸汽温度为饱和温度，燃
13、用，蒸汽温度为饱和温度，燃用类烟煤，类烟煤，原形设计。原形设计。SZS10-16/350-YQ2 SZS10-16/350-YQ2表示双锅筒纵置式室燃水管锅炉，额定蒸发量表示双锅筒纵置式室燃水管锅炉，额定蒸发量1010吨吨/时，蒸汽时，蒸汽压力为压力为 1.57MPa 1.57MPa，过热蒸汽温度为，过热蒸汽温度为350C350C，燃油燃气并用，燃油燃气并用，以油为主，系第二次设计的产品。以油为主，系第二次设计的产品。QXW360-7/95/70-A QXW360-7/95/70-A 表示强制循环往复炉排热水锅炉，额定供热量为表示强制循环往复炉排热水锅炉，额定供热量为4.186MW4.186M
14、W，出水压力为出水压力为 0.69MPa 0.69MPa，出水温度为，出水温度为95 C 95 C，回水温度为，回水温度为 70 C 70 C，燃用，燃用类烟煤，原型设计。类烟煤，原型设计。不难看出，锅炉型号给出了锅炉的概貌，在了解锅炉的基本不难看出，锅炉型号给出了锅炉的概貌，在了解锅炉的基本概念和知识的基础上，熟练掌握锅炉型号的表示方法是十分概念和知识的基础上，熟练掌握锅炉型号的表示方法是十分有益的。有益的。三、锅炉结构形式的发展三、锅炉结构形式的发展锅炉结构形式的发展是与工业生产的需要及科学技术锅炉结构形式的发展是与工业生产的需要及科学技术的进步紧密联系的。早期的工业锅炉出现于的进步紧密联
15、系的。早期的工业锅炉出现于1818世纪世纪后期的英国，由于产业革命，蒸汽开始在工业上得到后期的英国，由于产业革命，蒸汽开始在工业上得到应用，因而出现了生产蒸汽的锅炉的设备。这种锅炉应用，因而出现了生产蒸汽的锅炉的设备。这种锅炉是圆筒形的，结构简单，十分笨重，蒸汽量很小，蒸是圆筒形的，结构简单，十分笨重，蒸汽量很小，蒸汽参数和蒸发效率都很低。随着工业生产的发展，要汽参数和蒸发效率都很低。随着工业生产的发展，要求增大锅炉蒸发量，提高蒸汽压力和温度，提高锅炉求增大锅炉蒸发量，提高蒸汽压力和温度，提高锅炉效率，降低金属消耗量，锅炉的结构形式也相应不断效率，降低金属消耗量，锅炉的结构形式也相应不断发展。
16、发展。如图如图3-13-1所示，锅炉结构型式的发展是沿着两个方向所示，锅炉结构型式的发展是沿着两个方向进行的。进行的。图图3-1 3-1 锅炉型式发展简况锅炉型式发展简况123456789101112131415161-圆筒型锅炉；2-火管锅炉；3-水管锅炉；4-单火管锅炉；5-双火管锅炉；6-烟管锅炉；7-烟火管锅炉；8-立式烟火管锅炉；9-立式弯水管锅炉；10-水筒锅炉；11-整联箱横水管锅炉；12-分联箱横水管锅炉；13-直水管锅炉；14-三锅筒弯水管锅炉；15双锅筒弯水管锅炉；16-单锅筒弯水管锅炉一个方向是在圆筒形锅炉基础上，在圆筒内部增加受热面，先后出现了单火筒锅炉（柯尼希锅炉）、
17、双火筒锅炉（兰开夏锅炉）及各种烟火管锅炉。根据圆筒体放置位置的不同，这类 锅炉双有立式和卧式之分。我国目前把这类火管锅炉称作锅壳式锅炉。其基本特点是在大圆筒（锅壳）之内装设小圆筒、管子或其他形状的壳体，并把大圆筒与小圆筒、管子等之间完全隔绝，形成夹套，夹套之中容水，而小圆筒、管子等充作燃烧室和烟道容纳火陷或烟气。由于燃烧系统和汽水系统被限制在一个锅壳内，因由于燃烧系统和汽水系统被限制在一个锅壳内，因而这种锅炉的蒸发量、蒸汽参数都受限制而这种锅炉的蒸发量、蒸汽参数都受限制,燃烧效果燃烧效果和传热效果差，锅炉效率很低。从安全角度看和传热效果差，锅炉效率很低。从安全角度看,燃烧燃烧系统布置在锅壳内，
18、使锅壳及内部构件直接受热，系统布置在锅壳内，使锅壳及内部构件直接受热，工作条件变差；锅壳的承载能力被各种开孔严重减工作条件变差；锅壳的承载能力被各种开孔严重减弱，形状和结构趋于复杂。加上这类锅炉水容量较弱，形状和结构趋于复杂。加上这类锅炉水容量较大，储热较多，一旦破坏释放能量大，因而，这类大，储热较多，一旦破坏释放能量大，因而，这类锅炉安全性能较差，事故的破坏性较大。锅炉安全性能较差，事故的破坏性较大。但对这类锅炉对负荷变动的适应能力较好，对水质但对这类锅炉对负荷变动的适应能力较好，对水质的要求较低，维护检修较方便，烟风阻力较小，一的要求较低，维护检修较方便，烟风阻力较小，一船采用自然通风。因
19、而在一些小型工业部门、交通船采用自然通风。因而在一些小型工业部门、交通运输及生活采暖部门中，目前还广泛使用这种锅炉。运输及生活采暖部门中，目前还广泛使用这种锅炉。当然，现代锅壳锅炉的具体结构、材料、制造质量、当然，现代锅壳锅炉的具体结构、材料、制造质量、工作性能等，都远非始锅壳锅炉所能比较的了。工作性能等，都远非始锅壳锅炉所能比较的了。另一个方向是在圆筒外部增加受热面积。即突破锅壳筒体的另一个方向是在圆筒外部增加受热面积。即突破锅壳筒体的限制，在锅筒之外设置燃烧室和受热面，形成并发展限制，在锅筒之外设置燃烧室和受热面，形成并发展“水管水管锅炉锅炉”。沿着这个方向，人们先后造出了水筒锅炉、直水管
20、。沿着这个方向，人们先后造出了水筒锅炉、直水管锅炉、弯水管锅炉。目前常见的是双锅筒弯水管锅炉及单锅锅炉、弯水管锅炉。目前常见的是双锅筒弯水管锅炉及单锅筒弯水管锅炉。筒弯水管锅炉。水管锅炉，特别是弯水管锅炉的出现，是锅炉发展史上的一水管锅炉，特别是弯水管锅炉的出现，是锅炉发展史上的一次飞跃。它在结构上为增大锅炉蒸发量，提高蒸汽参数提供次飞跃。它在结构上为增大锅炉蒸发量，提高蒸汽参数提供了可能，因为在锅筒外边可以设置足够大的炉膛，布置足够了可能，因为在锅筒外边可以设置足够大的炉膛，布置足够多的受热面。而管式受热成直径较小，可以承受更高的压力，多的受热面。而管式受热成直径较小，可以承受更高的压力，弯
21、水管弹性较好，可以承受热胀冷缩。燃烧技术、传热技术、弯水管弹性较好，可以承受热胀冷缩。燃烧技术、传热技术、冶金技术、制造工艺、水理技术及热工控制技术的进步，使冶金技术、制造工艺、水理技术及热工控制技术的进步，使提高锅炉量、参数的可能迅速变为现实，并使锅炉的经济性、提高锅炉量、参数的可能迅速变为现实，并使锅炉的经济性、安全可靠性相应提出来高。安全可靠性相应提出来高。水管锅炉的汽水系统由管子、集箱和锅筒组成，其系统远比水管锅炉的汽水系统由管子、集箱和锅筒组成，其系统远比锅壳式锅炉复杂，但其元件结构却很筒单。其锅筒不直接受锅壳式锅炉复杂，但其元件结构却很筒单。其锅筒不直接受热热,工作条件较锅壳锅炉的
22、筒体优越。直接受热的管子即使工作条件较锅壳锅炉的筒体优越。直接受热的管子即使爆炸，其危害性也远较筒体爆炸为小。爆炸，其危害性也远较筒体爆炸为小。现代的高参数大容量锅炉全部是水管锅炉。现代的高参数大容量锅炉全部是水管锅炉。在在6060年代中期，我国出现了同时具备水管锅炉及壳式锅炉结年代中期，我国出现了同时具备水管锅炉及壳式锅炉结构特点的水火管锅炉构特点的水火管锅炉卧式快装锅炉。卧式快装锅炉。2020多年来，这种锅多年来，这种锅炉在我国发展很快，目前成为国内数量最大的一种锅炉，但炉在我国发展很快，目前成为国内数量最大的一种锅炉，但其结构性能有待进一步完善。其结构性能有待进一步完善。综上所述，锅壳式
23、锅炉的结构特点为：综上所述，锅壳式锅炉的结构特点为：1 1“锅锅”和和“炉炉”都被包在一个壳体都被包在一个壳体锅壳中。锅壳中。2 2炉膛矮小，水冷程度大（整个金属炉膛浸泡于水中），炉膛矮小，水冷程度大（整个金属炉膛浸泡于水中），燃烧条件差，必须烧优质燃料。燃烧条件差，必须烧优质燃料。3 3受热面少，蒸发量低，常装水管或烟火管以增加受热面。受热面少，蒸发量低，常装水管或烟火管以增加受热面。4 4壳体直径较大，开孔多，形状不规则，内部受热部分与壳体直径较大，开孔多，形状不规则，内部受热部分与不受热部分连接在一起，温度不一致不受热部分连接在一起，温度不一致,热膨冷缩程度不同，热膨冷缩程度不同，对安全
24、工作不利。对安全工作不利。5 5系统比较简单，一般没有砖砌炉墙及尾部受热面，便于系统比较简单，一般没有砖砌炉墙及尾部受热面，便于运输安装、运行管理及检查维护。运输安装、运行管理及检查维护。6 6对水质要求较低。对水质要求较低。n n水管锅炉的结构特点为：水管锅炉的结构特点为：1 1、炉膛置于筒体之外，、炉膛置于筒体之外，“炉炉”不受不受“锅锅”的限制，体的限制，体积可大可小，可以满足燃烧及增加蒸发量的要求。积可大可小，可以满足燃烧及增加蒸发量的要求。2 2、以容纳水汽的管子置于炉膛、烟道中作主要受热面，、以容纳水汽的管子置于炉膛、烟道中作主要受热面，锅筒一般不受热。传热性能及安全性能都显著改善
25、。锅筒一般不受热。传热性能及安全性能都显著改善。3 3、水的预热、汽化（沸腾）及蒸汽过热在不同的受热、水的预热、汽化（沸腾）及蒸汽过热在不同的受热面中完成。面中完成。4 4、汽水系统、燃烧系统及辅助系统比较复杂，但一个、汽水系统、燃烧系统及辅助系统比较复杂，但一个个受压部件的结构却比较简单。个受压部件的结构却比较简单。5 5、由于水的预热、汽化及蒸汽过都是在管内完成的，、由于水的预热、汽化及蒸汽过都是在管内完成的，管子结垢堵塞难于清除，因而对水质要求较高。对管子结垢堵塞难于清除，因而对水质要求较高。对运行操作管理的水平也要求较高。运行操作管理的水平也要求较高。6 6、水火管锅炉的结构特点界于以
26、上二者之间，或者说、水火管锅炉的结构特点界于以上二者之间，或者说它兼有水管锅炉及锅壳式锅炉的基本结构特点。它兼有水管锅炉及锅壳式锅炉的基本结构特点。第二节锅壳式锅炉第二节锅壳式锅炉第二节锅壳式锅炉第二节锅壳式锅炉锅壳式锅炉有立式和卧式两种。锅壳式锅炉有立式和卧式两种。一、立式锅壳锅炉一、立式锅壳锅炉立式锅壳式锅炉的圆筒形锅壳是立置的，其燃烧室立式锅壳式锅炉的圆筒形锅壳是立置的，其燃烧室（炉胆）和火管（或水管）都在锅壳内，结构紧凑，（炉胆）和火管（或水管）都在锅壳内，结构紧凑，整装出厂，运输安装方便。占地面积小，便于使用整装出厂，运输安装方便。占地面积小，便于使用管理。其蒸发量一般在管理。其蒸发
27、量一般在1 1吨吨/时以下，蒸汽压力一般时以下，蒸汽压力一般在在1.27MPa1.27MPa以下。全部是手烧固定炉排，燃烧空间以下。全部是手烧固定炉排，燃烧空间小，水冷程度大，排烟温度有时高达小，水冷程度大，排烟温度有时高达600700C600700C，热效率低，约为，热效率低，约为5060%5060%。立式锅壳炉下部锅壳与炉胆相连接的部位，叫下脚立式锅壳炉下部锅壳与炉胆相连接的部位，叫下脚圈，即盛水夹套的底部。该部位受力情况比较复杂；圈，即盛水夹套的底部。该部位受力情况比较复杂；容易沉积水渣，严重时会影向炉胆下部的正常热传；容易沉积水渣，严重时会影向炉胆下部的正常热传；外部接近地面，易受腐蚀
28、。因而下脚圈是立式锅壳外部接近地面，易受腐蚀。因而下脚圈是立式锅壳锅炉的一个结构薄弱环节，最易产生各种事故。锅炉的一个结构薄弱环节，最易产生各种事故。（一）立式锅壳锅炉的结构（一）立式锅壳锅炉的结构立式横水管锅炉是结构最简单的一种锅炉，立式多横火管锅立式横水管锅炉是结构最简单的一种锅炉，立式多横火管锅炉是历史较长、有代表性的一种锅炉。我国目前已不再生产炉是历史较长、有代表性的一种锅炉。我国目前已不再生产这两种锅炉，但目前生产的立式锅壳锅炉基本上是由它们演这两种锅炉，但目前生产的立式锅壳锅炉基本上是由它们演变而来的。因此，我们以它们为例，说明立式锅壳锅炉的结变而来的。因此，我们以它们为例，说明立
29、式锅壳锅炉的结构。构。立式横水管锅炉由锅壳、炉胆、横水管和冲天管等主要部件立式横水管锅炉由锅壳、炉胆、横水管和冲天管等主要部件组成，见图组成，见图3-23-2。锅壳是一个带有凸形封头或平封头的圆筒体。锅壳上开有人锅壳是一个带有凸形封头或平封头的圆筒体。锅壳上开有人孔、手孔、进水孔、出汽孔及附件仪表连接孔等必要的门孔，孔、手孔、进水孔、出汽孔及附件仪表连接孔等必要的门孔，封头中央的开孔连接冲天管，锅壳下部则开孔连接炉门圈，封头中央的开孔连接冲天管，锅壳下部则开孔连接炉门圈，是一个被开孔减弱的容纳汽水承受内压壳体。是一个被开孔减弱的容纳汽水承受内压壳体。炉胆是一个锥形壳体，顶部为凸形或平形炉胆顶，
30、炉胆顶中炉胆是一个锥形壳体，顶部为凸形或平形炉胆顶，炉胆顶中央连接冲天管，炉胆下部也开孔与炉门圈相连，炉门圈是燃央连接冲天管，炉胆下部也开孔与炉门圈相连，炉门圈是燃料的进口，是一段承受外压的圆筒壳，炉胆则是承受外压的料的进口，是一段承受外压的圆筒壳，炉胆则是承受外压的燃烧室，炉排即布置在炉胆下部。燃烧室，炉排即布置在炉胆下部。图图3-2 立式横水管锅炉立式横水管锅炉1-安全阀座安全阀座2-总汽阀座总汽阀座3-封头封头4-冲天管（含铸铁夹套）冲天管（含铸铁夹套）5-人孔人孔6-锅壳锅壳7-炉胆顶炉胆顶8-横水管横水管9-炉胆炉胆10-炉门炉门11-下脚圈下脚圈12-手孔手孔34891112512
31、7610横水管系无缝钢管，交叉横置在炉胆上部，其作用是增加受横水管系无缝钢管，交叉横置在炉胆上部，其作用是增加受热面，促进水循环流动和增加炉胆承载能力。横水管有热面，促进水循环流动和增加炉胆承载能力。横水管有1414根，因容量而异。直径不越过根，因容量而异。直径不越过250250毫米。锅壳对应横水管的毫米。锅壳对应横水管的部位，开有手孔供清理泥渣之用。冲天管自炉胆顶穿过锅壳部位，开有手孔供清理泥渣之用。冲天管自炉胆顶穿过锅壳顶，上伸与烟囱连接，是烟气的流出通道，其在锅壳内部分顶，上伸与烟囱连接，是烟气的流出通道，其在锅壳内部分也是承外压圆筒。冲天管下部周围受水冷却，上部在锅壳内也是承外压圆筒。
32、冲天管下部周围受水冷却，上部在锅壳内部分则周围接触蒸汽，冷却情况不佳，为了避免烟气加热变部分则周围接触蒸汽，冷却情况不佳，为了避免烟气加热变形和腐蚀，冲天管内部衬有铸铁套管，下伸至水面之内。形和腐蚀，冲天管内部衬有铸铁套管，下伸至水面之内。下脚圈的结构主要有下脚圈的结构主要有U U形和形和S S形两种，本炉采用形两种，本炉采用U U形下脚圈，形下脚圈，分别与炉胆及锅壳焊接在一起。在锅壳下部靠近下脚圈处，分别与炉胆及锅壳焊接在一起。在锅壳下部靠近下脚圈处，开有手孔，一般为三个至四个，沿圆周均布，供清除下脚泥开有手孔，一般为三个至四个，沿圆周均布，供清除下脚泥渣之用。渣之用。不难看出，这种锅炉烟气
33、流程很短，燃烧产物在炉内停留时不难看出，这种锅炉烟气流程很短，燃烧产物在炉内停留时间很短，来不及充分燃烧和传热，排烟温度高，热效率低。间很短，来不及充分燃烧和传热，排烟温度高，热效率低。立式多横火管锅炉即所谓考克兰锅炉，主要由锅壳、立式多横火管锅炉即所谓考克兰锅炉，主要由锅壳、管板、火管、炉胆等部件组成，如图管板、火管、炉胆等部件组成，如图3-33-3所示。所示。图图3-3 立式多横火管锅炉立式多横火管锅炉1-封头封头2-锅壳锅壳3-拉撑拉撑4-后管板后管板5-火管火管6-后烟箱后烟箱7-喉管喉管8-手孔手孔9-下脚圈下脚圈10-炉门炉门11-炉胆炉胆12-前烟箱前烟箱13-前管板前管板14-
34、烟囱烟囱15-人孔人孔12331341278104569111415锅壳是一个不规则的圆筒体，中段两侧沿轴向各被平截去一锅壳是一个不规则的圆筒体，中段两侧沿轴向各被平截去一部分筒壳，连接以平板形成所谓管板，锅壳上部连接有半球部分筒壳，连接以平板形成所谓管板，锅壳上部连接有半球形封头。锅壳上开设有各种必要的门孔。形封头。锅壳上开设有各种必要的门孔。炉胆是半球形壳体，炉胆上连接有炉门圈和喉管，是两段承炉胆是半球形壳体，炉胆上连接有炉门圈和喉管，是两段承受外压的圆筒，分别为燃料进口和烟气流出通道。炉胆下部受外压的圆筒，分别为燃料进口和烟气流出通道。炉胆下部布置有炉排。整个炉胆也是一个承受外压的燃烧室
35、。布置有炉排。整个炉胆也是一个承受外压的燃烧室。管板上布满开孔，火管胀接也或焊接在两块管板之间。火管管板上布满开孔，火管胀接也或焊接在两块管板之间。火管是承受外压的无缝钢管，烟气由其内部流通。是承受外压的无缝钢管，烟气由其内部流通。下脚圈为下脚圈为U U形。形。值得注意的是，管板上部与锅壳相连处，有两块月形平板，值得注意的是，管板上部与锅壳相连处，有两块月形平板，为了增强该平板对内压的承载能力，在平板与圆筒体之间焊为了增强该平板对内压的承载能力，在平板与圆筒体之间焊以三角的拉撑板。以三角的拉撑板。这种锅炉的烟气流程较长：烟气由炉胆经喉管进入后烟箱，这种锅炉的烟气流程较长：烟气由炉胆经喉管进入后
36、烟箱，通过火管到前烟箱，再由烟囱排出。传热效果较好，在立式通过火管到前烟箱，再由烟囱排出。传热效果较好，在立式锅炉中热效率较高。同时它的水容量较大，易于操作。但这锅炉中热效率较高。同时它的水容量较大，易于操作。但这种锅炉结构形状复杂，加工困难，比较笨重，管间水垢不易种锅炉结构形状复杂，加工困难，比较笨重，管间水垢不易清除，胀管容易泄漏清除，胀管容易泄漏,因而也是淘汰产品。因而也是淘汰产品。(二二)目前常见的立式锅壳式锅炉目前常见的立式锅壳式锅炉1 1、立式弯水管锅炉、立式弯水管锅炉它的结构如图它的结构如图3-43-4所示，它由锅壳、炉胆、弯水管等主所示，它由锅壳、炉胆、弯水管等主要部件组成。要
37、部件组成。锅壳为圆筒壳，顶部焊接有凸形封头。下部通过锅壳为圆筒壳，顶部焊接有凸形封头。下部通过U U形下形下脚圈与炉胆相连。脚圈与炉胆相连。炉胆是一个小的圆筒壳，顶部焊接有凸形炉胆顶。炉胆是一个小的圆筒壳，顶部焊接有凸形炉胆顶。弯水管分两组，分别沿周向布置在炉胆内部及锅壳外部弯水管分两组，分别沿周向布置在炉胆内部及锅壳外部。炉胆内部的弯水管，上部连接在炉胆顶上，下部连接。炉胆内部的弯水管，上部连接在炉胆顶上，下部连接在炉胆上；锅壳外部的弯水管，上下两端都连接在锅壳在炉胆上；锅壳外部的弯水管，上下两端都连接在锅壳上，周围被环形烟道所包围。上，周围被环形烟道所包围。炉排在炉胆下部，高温烟气传热给炉
38、胆壁及内部弯水管炉排在炉胆下部，高温烟气传热给炉胆壁及内部弯水管后，经喉管进入锅壳之外的环形烟道，分两路各经半圆后，经喉管进入锅壳之外的环形烟道，分两路各经半圆路径，横向冲刷外部弯水管，然后合流入烟囱。路径，横向冲刷外部弯水管，然后合流入烟囱。图图3-4 立式弯水管锅炉立式弯水管锅炉1-锅壳；锅壳；2-；炉胆；炉胆；3-炉排；炉排；4-弯水管；弯水管；5-外部弯水管；外部弯水管；12345这种锅炉结构简单紧凑，易于制造；受热面多，传热情况较好；水循环可靠。整个锅炉的弹性较好，热应力较小。但炉胆内弯水管的布置缩小了燃烧室容积。增加了水冷程度，使燃烧条件恶化，所以这种锅炉只能烧优质燃料。炉胆内弯水
39、管的水平段易于沉渣结垢、在水质差时，可能造成弯水管堵堵塞损坏事故。2 2、立式直水管锅炉、立式直水管锅炉立式直水管炉由锅壳、炉胆、上下管板，直水管等主要部件立式直水管炉由锅壳、炉胆、上下管板，直水管等主要部件组成，如图组成，如图3-53-5所示。所示。锅壳分上下两部分，中间以直水管相连通。上锅壳顶上有凸锅壳分上下两部分，中间以直水管相连通。上锅壳顶上有凸形封头，下锅壳下部以形封头，下锅壳下部以U U形下脚圈和炉胆连在一起。形下脚圈和炉胆连在一起。炉胆是一个短圆筒壳，顶部为凸形炉胆顶。炉胆是一个短圆筒壳，顶部为凸形炉胆顶。上下锅壳相对的端部是两块平管板，直水管连接于平管板上。上下锅壳相对的端部是
40、两块平管板，直水管连接于平管板上。直水管中心部位是一根直径粗大的下降管，下降管与周围的直水管中心部位是一根直径粗大的下降管，下降管与周围的直水管构成循环回路。直水管构成循环回路。烟气由炉胆经喉管进入直水管区。直水管设有折烟墙，烟气烟气由炉胆经喉管进入直水管区。直水管设有折烟墙，烟气只能绕中部下降管沿圆周方向横向冲刷直水管，最后经烟囱只能绕中部下降管沿圆周方向横向冲刷直水管，最后经烟囱排出。这种锅炉水循环安全可靠，热效率较高，清垢方便，排出。这种锅炉水循环安全可靠，热效率较高，清垢方便，但在直水管区容易积灰。但在直水管区容易积灰。图图3-5 立式直水管锅炉立式直水管锅炉1-烟气出口管（喉管）烟气
41、出口管（喉管）2-下降管下降管3-直水管直水管4-挡烟隔墙板挡烟隔墙板5-锅壳锅壳6-检查孔检查孔7-半圆形炉胆半圆形炉胆8-炉排炉排9-水位表接口水位表接口10手孔手孔11-前烟墙前烟墙12-后烟墙后烟墙13-炉门炉门14-底脚角铁箍底脚角铁箍4568111412379131210二、卧式锅壳锅炉二、卧式锅壳锅炉卧式锅壳锅炉是平置的，具有结构简单，操作方便，卧式锅壳锅炉是平置的，具有结构简单，操作方便，水位气压较稳定，对水质要求不高等特点，出力较水位气压较稳定，对水质要求不高等特点，出力较立式锅壳锅炉为大，但也较立式锅壳锅炉笨重。其立式锅壳锅炉为大，但也较立式锅壳锅炉笨重。其蒸发量一般不超过
42、蒸发量一般不超过4 4吨吨/时，蒸汽压力不超过时，蒸汽压力不超过1.27MPa1.27MPa。目前国内有代表性的卧式锅壳锅炉是卧式内燃回火目前国内有代表性的卧式锅壳锅炉是卧式内燃回火管锅炉。这是取代卧式火筒式锅炉而发展起来的一管锅炉。这是取代卧式火筒式锅炉而发展起来的一种新型锅炉。种新型锅炉。这种锅炉主要由锅壳、炉胆、前后管板、烟火管等这种锅炉主要由锅壳、炉胆、前后管板、烟火管等主要部件组成。炉胆有两种，一种和锅壳等长，炉主要部件组成。炉胆有两种，一种和锅壳等长，炉胆后部没有烟管；一种长度短于锅壳，炉胆后部有胆后部没有烟管；一种长度短于锅壳，炉胆后部有短烟管。两种炉胆的两侧面，都设有和锅壳等长
43、的短烟管。两种炉胆的两侧面，都设有和锅壳等长的烟管组。前后管板连接在锅壳两端。烟管组。前后管板连接在锅壳两端。图3-6所示为炉胆与锅壳等长度的卧式内燃回火管锅炉。炉胆带有膨胀补偿结构。目前常用的是波浪形炉胆及平直段圆筒与环形段交替连接的炉胆，可自行吸收大部分热膨胀。两管板与锅壳之间都连有加强拉撑。拉撑装于管板上部无管区。炉排平置于炉胆前部，有固定炉排和链条炉排两种。目前广泛采用的是链条炉排。烟气行程为三回程，即由炉胆（及短烟管）至后烟箱，折入两侧烟管返回到前部烟箱，再入两组上部烟管至锅壳后部排入烟囱。图图3-6 卧式内燃回火管锅炉卧式内燃回火管锅炉1-链条炉排链条炉排 2-烟火管烟火管 3-锅
44、壳锅壳 4-炉胆炉胆 5-后烟箱后烟箱 6-前烟箱前烟箱 7-煤斗煤斗1234567这种锅炉结构紧凑，整装或组装出厂，运输安装方便，比起火筒锅炉来，热效率显著提高，钢材消耗量大大下降。缺点是结构刚性较大，锅壳、炉胆和烟管之间因热膨胀不同而产生热应力，有时造成烟管端部胀口泄漏；烟管外结水垢时不易清除；烟管及烟箱中易积灰。第三节小型水管锅炉第三节小型水管锅炉一、水管锅炉的主要部件一、水管锅炉的主要部件水管锅炉结构型式和系统布置的种类繁多，但各种水管锅炉水管锅炉结构型式和系统布置的种类繁多，但各种水管锅炉所包含的主要部件大体相同：即汽水系统主要包括锅筒（汽所包含的主要部件大体相同：即汽水系统主要包括
45、锅筒（汽包）、集箱、水冷壁、对流管束、省煤器、过热器等部件；包）、集箱、水冷壁、对流管束、省煤器、过热器等部件；燃烧系统主要包括燃烧器、炉膛和烟道、空气预热器等部件。燃烧系统主要包括燃烧器、炉膛和烟道、空气预热器等部件。此外，容量稍大一些的水管锅炉，在炉膛和烟道旁边都设置此外，容量稍大一些的水管锅炉，在炉膛和烟道旁边都设置有钢制构架（柱、梁和框架），用于支承和吊挂汽水系统各有钢制构架（柱、梁和框架），用于支承和吊挂汽水系统各部件及燃烧设备，布置楼梯平台。部件及燃烧设备，布置楼梯平台。这里只介绍汽水系统的主要部件及空气预热器。这里只介绍汽水系统的主要部件及空气预热器。（二）锅筒（二）锅筒锅筒是水
46、管锅炉的心脏，是锅炉中最重要的一个部件。目前锅筒是水管锅炉的心脏，是锅炉中最重要的一个部件。目前的水管锅炉多是双锅筒及单锅筒的。双锅筒锅炉的锅筒分上的水管锅炉多是双锅筒及单锅筒的。双锅筒锅炉的锅筒分上下两个，上锅筒也叫下两个，上锅筒也叫“汽包汽包”或或“汽鼓汽鼓”，里面容纳汽水混，里面容纳汽水混合物，下锅筒也叫合物，下锅筒也叫“水包水包”或或“泥包泥包”，里边全部容纳水。，里边全部容纳水。单锅筒锅炉的锅筒一般布置在锅炉上部，相当于双锅筒锅炉单锅筒锅炉的锅筒一般布置在锅炉上部，相当于双锅筒锅炉的的“汽包汽包”。1 1、锅筒（上锅筒）的功用、锅筒（上锅筒）的功用水管锅炉中的受热面都是水管，水管中容
47、纳的水汽量有限，水管锅炉中的受热面都是水管，水管中容纳的水汽量有限，锅筒则是水汽系统中容积最大的部件，它可以容纳一定的水锅筒则是水汽系统中容积最大的部件，它可以容纳一定的水量，使锅炉维持一定的水位，减少锅炉水位和汽压的波动；量，使锅炉维持一定的水位，减少锅炉水位和汽压的波动；锅筒上连接着很多蒸发受热面管子，构成循环回路，水在这锅筒上连接着很多蒸发受热面管子，构成循环回路，水在这些管子中一边循环流动一边汽化，锅筒则是循环流动的起始些管子中一边循环流动一边汽化，锅筒则是循环流动的起始点和结束点；进入蒸发受热面的水吸热后，部分变成蒸汽，点和结束点；进入蒸发受热面的水吸热后，部分变成蒸汽，流回锅筒的是
48、汽水混合物，这些汽水混合物在锅筒中进入行流回锅筒的是汽水混合物，这些汽水混合物在锅筒中进入行汽水分离，蒸汽部分经分离后进入导汽管，水则继续进入蒸汽水分离，蒸汽部分经分离后进入导汽管，水则继续进入蒸发受热面循环流动，所以锅筒是水与蒸汽的明确分界点。发受热面循环流动，所以锅筒是水与蒸汽的明确分界点。2 2、锅筒的结构锅筒的结构现代水管锅炉的锅筒一般是卷焊结构，由钢板卷制焊接成的现代水管锅炉的锅筒一般是卷焊结构，由钢板卷制焊接成的圆筒体，两端焊上冲压成型的凸形封头。锅筒直径小的有数圆筒体，两端焊上冲压成型的凸形封头。锅筒直径小的有数百毫米，大的可达百毫米，大的可达2 2米左右。锅筒外部连接各种受热面
49、管子，米左右。锅筒外部连接各种受热面管子，内部则装设有各种内件、主要是配水装置、汽水分离装置、内部则装设有各种内件、主要是配水装置、汽水分离装置、排污装置等。锅炉的主要安全附件排污装置等。锅炉的主要安全附件安全阀、压力表、水位安全阀、压力表、水位表等，也都装设在锅筒外部。表等，也都装设在锅筒外部。（二）水冷壁（二）水冷壁在水管锅炉的炉膛内，贴墙布置的单排并列水管，叫水冷壁。在水管锅炉的炉膛内，贴墙布置的单排并列水管，叫水冷壁。水冷壁布置在炉膛四周，把火焰与炉墙隔开，由于水冷壁管子水冷壁布置在炉膛四周，把火焰与炉墙隔开，由于水冷壁管子内的水汽不继流动，吸收火焰大量辐射热，从而冷却了炉墙内的水汽不
50、继流动，吸收火焰大量辐射热，从而冷却了炉墙,使炉墙的温度不致太高。现代水管锅炉的水冷壁，冷却炉墙的使炉墙的温度不致太高。现代水管锅炉的水冷壁，冷却炉墙的作用是次要的，作为蒸发受热面使水吸收辐射热汽化的作用是作用是次要的，作为蒸发受热面使水吸收辐射热汽化的作用是主要的，因而也叫辐射蒸发受热面。水冷壁的形状因炉膛形状主要的，因而也叫辐射蒸发受热面。水冷壁的形状因炉膛形状而异，假想把炉膛的炉墙拆除，则水冷壁就是由钢管组成的包而异，假想把炉膛的炉墙拆除，则水冷壁就是由钢管组成的包围火炬的笼子。水冷壁管子上端或者直接连在锅筒上，或者通围火炬的笼子。水冷壁管子上端或者直接连在锅筒上，或者通过集箱连接到锅炉