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一、 锅炉的分类 锅炉按用途可分为:电站锅炉、工业锅炉、采暖锅炉、机车锅炉和船舶锅炉等.(风险世界网http://doc.xuehai.net 专业研究安全风险管理,安全员的门户网站!) 按照锅炉产生的蒸汽压力和流量可分为:高压锅炉、中压锅炉、低压锅炉及大容量(大型)锅炉、中容量(中型)锅炉、小容量(小型)锅炉.工业锅炉一般是低压小容量锅炉. 按照锅炉提供的载热物质(工质)可分为:蒸汽锅炉、热水锅炉和特种工质(如某些有机物)锅炉. 按照热能来源可分为:燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气(天然气、石油气、煤气)锅炉、原子能锅炉、太阳能锅炉和废热(加热炉、冶金炉、窑炉排出烟气中的废热)锅炉. 按照锅炉结构可分为:火管锅炉、水管锅炉及水火管混合式锅炉. 此外,燃煤锅炉又可按燃烧方式分类为:层燃炉、沸滕炉、煤粉炉.层燃炉又可分为手烧炉和机烧炉.机烧炉又分为链条炉、往复推饲炉排炉、抛煤机炉、振动炉排炉以及下饲炉等.此外还有双层燃烧炉、煤气及半煤气炉等. 按照蒸发段工质循环动力可分为自然循环锅炉、多次强制循环锅炉和直流锅炉. 工业锅炉的分类见下表1. [此处图片未下载成功] 表1 工业锅炉类型
二、 锅炉的规格及型号 锅炉的用途很广,型式又多,需要规定一些必要的规格,以便进行生产和管理.锅炉的规格一般指蒸发量(D)、蒸汽压力(P)蒸汽温度(t)这几个参数. 我国习惯以蒸汽压力为分类标准.P≤1.6MPa(16kgf/cm2)为低压锅炉;
P=2.5 (25kgf/cm2)、3.9MPa(39kgf/cm2)为中压锅炉;
P=10 MPa(100kgf/cm2)为高压锅炉;
P=14 MPa(140kgf/cm2)为超高压锅炉;
P=17 MPa(170kgf/cm2)为亚临界压力锅炉;
P≥22.5 MPa(225kgf/cm2)为超临界压力锅炉. 工业锅炉一般为低、中压锅炉,容量也小. 工业锅炉的规格型号: 工业锅炉一般指容量小于65t/h的各种压力锅炉和压力等于或小于25at表压的各种容量的锅炉以及特殊用途的锅炉等.主要用于工业生产用汽、采暖和生http://doc.xuehai.net/b1cabd397dd88fcb3f7d19b9a.html活方面. 为了使工业锅炉规格统一,作到系列化和通用化,我国已制订出工业锅炉规范的国家标准,见表2. 表略 表2 工业锅炉参数系列(GB1921-80) 注:对GB753-65国标中5和8表大气压和6.5吨/时容量的原有产品暂予保留. 工业锅炉型号表示方法如下: &
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型式代号 燃烧方式 蒸发量 工质出口压力 过热蒸汽温度 燃烧种类 设计次序 &
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/ &
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― &
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设计次序 蒸发量 过热蒸汽温度 燃烧方式 燃烧种类 型式代号 工质出口压力 (1)工业锅炉产品型号由三部分组成,各部分之间用短线相连. (2)型号的第一部分分为三段,表示锅炉的型式、燃烧方式和蒸发量:第一段由两个汉语拼音字母组成,代表锅炉的整体型式(见表3及表4);
第二段由一个汉语拼音字母构成,代表锅炉的燃烧方式(废热锅炉无燃烧方式代号),(见表5);
第三段用阿拉伯数字表示蒸发量为&
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&
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t/h(热水锅炉表示水在锅炉中的吸热量&
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kcal/h;
废热锅炉表示锅炉的受热面面积&
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&
#215;
m2=.各段连续书写,互相衔接. [此处图片未下载成功] 表3 火管锅炉的整体型式及代号 [此处图片未下载成功] 表4 水管锅炉的整体型式及代号 [此处图片未下载成功] 表5 燃烧方式及代号 水管锅炉分快装、组装、散装三种型式.为了区别快装与其它两种型式,在型号第一部分第一段用K(快)代替锅筒数量,组成KZ(快,纵)、KH(快,横)和KL(快,立)三个型式代号.对纵横锅筒快装式也用KZ(快,纵)型式代号.强制循环式用KQ(快,强)型式代号. (3)型号http://doc.xuehai.net/b1cabd397dd88fcb3f7d19b9a.html的第二部分表示介质参数.共分两段,中间以斜线相连.第一段用阿拉伯数字表示介质出口压力kgf/cm2(表压).第二段用阿拉伯数字表示过热蒸汽温度℃(热水锅炉为出口水温).当蒸汽温度为饱和温度时,型号的第二部分无斜线和第二段. (4)型号的第三部分表示燃料的种类和设计次序.共两段,第一段用汉语拼音字母表示燃料的种类(见表6). [此处图片未下载成功] 表6 燃料的种类及代号 如同时用几种燃料时,主要燃料放在前面(废热锅炉无燃料代号);
第二段以阿拉伯数字表示设计次序,和第一段连续书写,原型设计无第二段.
三、 火管锅炉 火管锅炉是工业上用得最早的一种锅炉.它的结构型式较多,有立式和卧式两种.火焰和高温烟气加热炉胆、火管、烟管而把热量传给水. 立式锅炉炉体上置,由炉胆、炉壳、烟管(或水管)组成.占地面积小,安装移动方便,但炉体较高,金属耗量大,不适宜烧低质燃料,容量一般小于1t/h. 卧式锅炉炉体卧置,由炉胆(也称锅筒),炉壳和烟管组成.其效率高于立式锅炉,结构紧凑,安装移动方便,水质要求低,但蒸汽容积不大,烟管两端与平封头连接处刚性较大,热膨胀补偿能力较差. 下面分别介绍立式多横火管锅炉(考克兰)、立式弯水管锅炉、卧式双炉胆锅炉(兰开夏),内燃回火管锅炉.
(一) 立式多横火管锅炉 这种锅炉又称考克兰锅炉,见图1.它由锅壳、管板、火管和炉胆等四个主要部分组成. [此处图片未下载成功] 图1 立式多横火管锅炉 D封头 2D筒身 3D拉撑 4D后管板 5D火管 6D后烟箱 7D喉管 8D手孔 9D下脚圈 10D炉门 11D炉胆 12D前烟箱 13D前管板 14D烟囱 锅筒上、中、下三节筒体和上封头组成.因为中节筒体装接有管板,所以它的横截面不是圆形,而且这一节的筒壳厚度也要比上、下节筒体厚一些.锅壳的封头一般为半球形,以增大蒸汽空间.半球形封头上开有人孔.管板有前后两块,都是用整块钢板冲压制成,装接在中节筒壳上并与上、下节http://doc.xuehai.net/b1cabd397dd88fcb3f7d19b9a.html筒壳连接.火管一般用直径为51mm或63mm的锅炉钢管制成,用胀接方法固定在前后管板上,伸出部分向外板成喇叭口.只有一部分拉撑管用角焊的方式焊在管板上以增加管板刚度.拉撑管的管壁要较其它火管厚些.炉胆也是由整块钢板冲压制成,一般是半球形,因为半球形反射作用好,有利于煤的燃烧.炉胆前部开有炉门孔,并扳边与炉门圈连接.炉胆后上部也开有椭圆形孔并扳边,用喉管与后管板下部的月形部分相连接.炉胆下部用S形或U形下肢圈与锅壳连接.烟气由炉膛经喉管到后烟箱,通过火管(火管全部在水位线以下)到前烟箱,再由烟囱引出. 这种锅炉的优点是传热较好,烟气流程较长,比立式横水管锅炉热效率高,最低安全水位在火线之上,没有干烧过热的部分.存汽空间较大,蒸汽品质较好,检修比较方便,易于操作.缺点是结构较复杂,制造困难,金属耗量大,造价高. 考克兰锅炉的蒸发量有0.2~1.3t/h数种,常用的是0.
4、0.
7、1.0t/h三种.蒸汽参数为7~8at表压,饱和温度.锅炉重量在1.6~7.68t范围内.
(二) 立式弯水管锅炉 立式弯水管锅炉(图2)主要由锅壳、炉胆、弯水管等部件构成.锅壳带有凸形封头,人孔开在封头的中部,锅壳中部外侧的烟箱内布有许多弯水管,上下两端胀接在锅壳上.炉膛内也布置有弯水管,两端胀接在炉胆壳和炉胆顶上.烟气由炉膛经喉管进入锅壳中部外侧的烟箱,然后分为两路水平回转,横向冲刷烟箱内的弯水管,最后集烟箱和烟囱排出. [此处图片未下载成功] 图2 立式弯水管锅炉 D锅壳封头 2D锅壳简体 3D炉胆顶 4D弯水管 5D炉胆 6DU形下脚圈 7D喉管 8D外部弯水管 9D炉门 10D烟囱入口 11D入孔 立式弯水管锅炉已经系列化,蒸发量有0.2~1.5t/h数种,蒸汽参数为5~8at表压,饱和温度;
每t/h蒸发量耗用金属约4~6t.
(三) 卧式双火筒锅炉 卧式双火筒锅炉又称兰开夏锅炉,其结构如图3所示.它主要由锅壳和两个炉胆(火筒)组成.锅壳是一个带有前后封头的圆筒形壳体,用锅炉钢板卷成后焊接或铆接.前后封头有凸形和平形两种http://doc.xuehai.net/b1cabd397dd88fcb3f7d19b9a.html,均是板边后与筒体壳体焊接或铆接.封头开有两个较大的孔,两孔向外或向内扳边,以便与两个炉胆连接.两个人孔分别开在前封头的下部及筒壳的上部. [此处图片未下载成功] 图3 兰开夏锅炉 D锅炉 2D前封头 3D炉胆 4D后封头 5D人孔 两个炉胆是与锅壳等长、并排放置在锅壳内的两个圆筒体.由于它的工作温度较高、温度变化较大,必须具有膨胀被偿结构,最好制成波浪形.但波浪形制造困难,一般都是在两节平直圆筒之间焊接或铆接一个波形环,用其自由伸缩来进行补偿.也有采用 阿登生 环的,实际就是一副具有较大过渡圆弧和较大直径的扳边法兰.由于炉胆承受外压,必须具有足够的刚度,所以每节炉胆的长度不宜过长,一般为其直径的1.2~1.3倍.炉胆的壁厚不应小于7mm.锅炉安装在两道五角砖上,外面砌以砖墙,构成一个下烟道、两个侧烟道和后烟室.炉排装在两个炉胆的前部,烟气出炉胆后,经两侧烟道流向炉前,再经下烟道流到炉后. 兰开夏锅炉的蒸发量为1―2.3t/h;
蒸汽参数为7―8at表压,饱和温度. 这种锅炉的优点是水容量和存汽空间大,汽压比较稳定,检修维护方便.缺点是钢材消耗大,燃烧条件和传热效果差,热效率低,运输困难.这种锅炉我国自1965年后已不再生产.
(四) 卧式内燃回火管锅炉 卧式内燃回火管锅炉是当前应用较广的火管锅炉.由锅筒、炉胆、前后管板、烟管等部件组成(见图4).燃料在炉胆内的链条炉排上燃烧,烟气沿炉胆向后流到后烟箱,然后沿锅壳向炉胆两侧的烟管折回前烟箱,再经锅壳上部烟管流到后烟箱(后烟箱上下部用耐火砖隔开),经省煤器、除尘器再由引风机排入烟囱. [此处图片未下载成功] 图4 WNL2-13型内燃回火管锅炉 1D链条炉排 2D烟管 3D锅壳 4D炉胆 此锅炉锅壳内径2m,壁厚14mm,长3.44m,前后管板厚14mm,板边钻孔并与锅壳炉胆焊在一起.炉胆由圆筒和波形环组焊而成,内径940mm,壁厚12mm,与锅壳长度相等.烟管用φ51&
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3的无缝钢管分别与前后管板焊接或胀接在一起.前后http://doc.xuehai.net/b1cabd397dd88fcb3f7d19b9a.html管板的上部都用斜拉撑加强. 这种锅炉的优点是结构紧凑,套装出厂,运输方便.安装时不需要特殊的加固基础.水容积比水管锅炉小,点火升压比火管锅炉快,负荷稳定.耗钢量较小,比兰开夏少一半.烟 气流程长,速度较快,传热系数较大,不积灰,但阻力也大,需配引风机.主要缺点是刚性连接的部位较多,在温度应力长期作用下,易使拉撑开裂或在管板的扳边处及管孔等处产生裂纹,胀接处也容易泄漏.对水质要求较高,积于烟管外的水垢不易清除,给水必须处理. 卧式内燃回火管锅炉的容量有1~10t/h数种;
蒸汽压力为8或13at表压,饱和温度;
锅炉总重在6.2~19t范围内.
四、 水管锅炉 火管锅炉的受热面基本上是在锅壳内部,因而其蒸发量和压力都受到很大限制.水管锅炉可以突破这种限制,因而大、中型锅炉都在水管锅炉范畴内发展.水管锅炉使受热面由锅壳内转移到锅壳外,利用火焰和烟气加热水冷壁、对流管束、过热器、省煤器等,把热量传给工质.水管锅炉的出现给锅炉的发展带来了一个飞跃,使得锅炉的容量(蒸发量)和参数不断提高,结构和类型不断发展,热效率明显提高,金属耗量大为降低.由于由锅壳炉胆受热转变为管系受热,锅炉的安全性能也显著提高. 水管锅炉的结构型式很多,按锅筒数量和布置方式的不同分为单纵、双纵、双横等型式.
(一) 分联箱横锅筒直水管锅炉 分联箱直水管锅炉(拔伯葛锅炉)是水管锅炉中较老的,锅筒放置方式有纵横两种型式. 分联箱横锅筒直水管锅炉的结构如图5所示. [此处图片未下载成功] 图5 分联箱横锅筒直水管锅炉 D前分联箱 2D炉管 3D过热器 4D折烟墙 5D锅筒 6D分联管 7D后分联箱 锅 的部分主要由锅筒、前后分联箱、炉管、蒸汽过热器等组成.锅筒是一个两端带凸形封头的圆筒形壳体,装在锅炉后部的最高位置.圆筒壳体的下部和侧面都开有管孔,以便胀接后联管与前联管.筒体上部有饱和蒸汽管与蒸汽过热器相连.两端的封头,一端开设人孔,另一端接进水管.前后分联箱为波浪式,截面为矩形,由特制设备冲压而成.后分联箱的上侧由后联管与锅筒下部相通http://doc.xuehai.net/b1cabd397dd88fcb3f7d19b9a.html,侧面装接直水管,与直水管对应位置开有椭圆形手孔.锅炉容量的大小由分联箱的对数及每对分联箱接装的管数来决定.炉管包括直水管和前后联管,直水管数量多,是锅炉的主要受热面,一般为φ102mm的无缝钢管,分别与前后分联箱连接,装置得前高后低,与水平面约成15&
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角,以利水循环.分联是锅筒与分联箱之间的联通管道.前分联管将汽水混合物导入锅筒,后分联管将锅筒中的水导入后分联箱.蒸汽过热器水平装设在直水管的上部,由U形管胀接于方形联箱而成,它的进口联箱由饱和蒸汽管与锅筒相通,出口联箱接蒸汽口总管.烟气由炉膛下部上升经过两道折烟墙上下翻腾冲刷炉管. 近年来许多拔伯葛锅炉的炉膛内部加装了水冷壁,使其出力和效率有所提高. 这种锅炉的优点是分联箱容易拆装,直炉管便于清除水垢,热效率........