立式火管锅炉结构原理

谁告诉我锅炉的结构和原理

锅炉由锅与炉两部分组成。

锅用来贮存水并吸收炉内发出的热量把水汽化成蒸汽部分，因此它需要承受压力，它必须要有水供给系统、液位与压力显示部件，防止超压的安全阀等。

炉是燃料与空气进行燃烧，放出大量热量的地方，它应保证燃料能充分燃烧，并把热量传递给锅中的水中。因此需要有空气送给系统、燃料供给系统、炉渣排除系统及烟气排出系统。锅炉结构及工作原理

锅炉结构及工作原理锅：是指锅炉的水汽系统，由汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和省煤器等设备组成。（1）锅的任务是使水吸热，最后变化成一定参数的过热蒸汽。其过程是：给水由给水泵打入省煤器以后逐渐吸热，温度升高到汽包工作压力的沸点，成为饱和水；饱和水在蒸发设备（炉）中继续吸热，在温度不变的情况下蒸发成饱和蒸汽；饱和蒸汽从汽包引入过热器以后逐渐过热到规定温度，成为合格的过热蒸汽，然后到汽轮机做功。汽包：汽包俗称锅筒。蒸汽锅炉的汽包内装的是热水和蒸汽。汽包具有一定的水容积，与下降管 ，水冷壁相连接，组成自然水循环系统，同时，汽包又接受省煤器的给水，向过热器输送饱和蒸汽；汽包是加热，蒸发、过热三个过程的分解点。下降管：作用是把汽包中的水连续不断地送入下联箱，供给水冷壁，使受热面有足够的循环水量，以保证可靠的运行。为了保证水循环的可靠性，下降管自汽包引出后都布置在炉外。联箱：又称集箱。一般是直径较大，两端封闭的圆管，用来连接管子。起汇集、混合和分配汽水保证各受热面可靠地供水或汇集各受热面的水或汽水混合物的作用。（位于炉排两侧的下联箱，又称防焦联箱）水冷壁下联箱通常都装有定期排污装置。水冷壁：水冷壁布置在燃烧室内四周或部分布置在燃烧室中间。它由许多上升管组成，以接受辐射传热为主受热面。作用：依靠炉膛的高温火焰和烟气对水冷壁的辐射传热，使水（未饱和水或饱和水）加热蒸发成饱和蒸汽，由于炉墙内表面被水冷壁管遮盖，所以炉墙温度大为降低，使炉墙不致被烧坏。而且又能防止结渣和熔渣对炉墙的侵蚀；筒化了炉墙的结构，减轻炉墙重量。水冷壁的形式：1.光管式2.膜式过热器：是蒸汽锅炉的辅助受热面，它的作用是在压力不变的情况下，从汽包中引出饱和蒸汽，再经过加热，使饱和蒸汽成为一定温度的过热蒸汽。省煤器：布置在锅炉尾部烟道内，利用烟气的余热加热锅炉给水的设备，其作用就是提高给水温度，降低排烟温度，减少排烟热损失，提高锅炉的热效率。减温装置：保证汽温在规定的范围内。汽温调节：1、蒸汽侧调节（采用减温器） 2、烟气侧调节（采用摆动式喷燃器）炉炉就是锅炉的燃烧系统，由炉膛、烟道、喷燃器及空气预热器等组成。工作原理：送风机将空气送入空气预热器中吸收烟气的热量并送进热风道，然后分成两股：一股送给制粉系统作为一次风携带煤粉送入喷煤器，另一股作为二次风直接送往喷煤器。煤粉与一、二次风经喷燃器喷入炉膛集箱燃烧放热，并将热量以辐射方式传给炉膛四周的水冷壁等辐射受热面，燃烧产生的高温烟气则沿烟道流经过热器，省煤器和空气预热器等设备，将热量主要以对流方式传给它们，在传热过程中，烟气温度不断降低，最后由吸风机送入烟囱排入大气。炉膛：炉膛是由一个炉墙包围起来的，供燃料燃烧好传热的主体空间，其四周布满水冷壁。炉膛底部是排灰渣口，固态排渣炉的炉底是由前后水冷壁管弯曲而形成的倾斜的冷灰斗，液态排渣炉的炉底是水平的熔渣池。炉膛上部是悬挂有屏式过热器，炉膛后上方烟气流出炉膛的通道叫炉膛出口。空气预热器：是利用锅炉排烟的热量来加热空气的热交换设备。它是装

在锅炉尾部的垂直烟道中。

煤粉在炉膛燃烧产生的热量，先通过辐射传热被水冷壁吸收，水冷壁的水沸腾汽化，产生大量蒸汽进入汽包进行汽水分离（直流炉除外），分离出的饱和蒸汽进入过热器，通过辐射、对流方式继续吸收炉膛顶部和水平烟道、尾部烟道的烟气热量，并使过热蒸汽达到所要求的工作温度。发电用锅炉通常还设置有再热器，是用来加热经过高压缸做功后的蒸汽的，再热器出来的再热蒸汽再去中、低压缸继续做功发电。

锅炉的工作原理基本相同。 锅炉的作用是将燃料的化学能转变为热能，并利用热能加热锅内的水使之成为具有足够数量和一定质量（汽温、汽压）的过热蒸汽，供汽轮机使用。现在火力发电厂的锅炉容量大、参数高、技术复杂、机械化和自动化水平高，所以燃料主要是煤，并且煤在燃烧之前先制成煤粉，然后送入锅炉在炉膛中燃烧放热。概括地说，锅炉是主要工作过程就燃料的燃烧、热量的传递、水的加热与汽化和蒸汽的过热等。整个锅炉由锅炉本体和辅助设备两部分组成。锅炉本体：锅炉本体是锅炉设备的主要部分，是由“锅”和“炉”两部分组成的。“锅”是汽水系统，它主要任务是吸引收燃料放出的热量，使水加热、蒸发并最后变成具有一定参数的过热蒸汽。它由省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和再热器等设备及其连接管道和阀门组成。(1) 省煤器。位于锅炉尾部垂直烟道，利用烟气余热加热锅炉给水，降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃料。(2) 汽包。位于锅炉顶部，是一个圆筒形的承压容器，其下是水，上部是汽，它接受省煤器的来水，同时又与下降管、联箱、水冷壁共同组成水循环回路。水在水冷壁中吸热而生成的汽水混合物汇集于汽包，经汽水分离后向过热器输送饱和蒸汽。(3) 下降管。是水冷壁的供水管道，其作用是把汽包中的水引入下联箱再分配到各个水冷壁管中。分小直径分散下降管和大直径集中下降管两种。小直径下降管管径小，对水循环不利。(4) 水冷壁下联箱。联箱主要作用是将质汇集起来，或将工质通过联箱通过联箱重新分配到其它管道中。水冷壁下联箱是一根较粗两端封闭的管子，其作用是把下降管与水冷壁连接在一起，以便起到汇集、混合、再分配工质的作用。(5) 水冷壁。位于炉膛四周，其主要任务是吸收炉内的辐射热，使水蒸发，它是现代锅炉的主要受热面，同时还可以保护炉墙。(6) 过热器。其作用是将汽包来的饱和蒸汽加热上成具有一定温度的过热蒸汽。(7) 再热器。其作用是将汽轮机中做过部分功的蒸汽再次进行加热升温，然后再送到汽轮机中继续做功。“炉”是燃烧系统，它的任务是使燃料在炉内良好的燃烧，放出热量。它由炉膛、燃烧器、点火装置、空气预热器、烟风道及炉墙、构架等组成。（1） 炉膛。是由炉墙和水冷壁转成的供燃料燃烧的，燃料在该空间内呈悬浮状燃烧，释放出大量的热量。（2）燃烧器。位于炉膛四角或墙壁上，其作用是把燃料和空气以一定速度喷入炉内，使其在炉内能进行良好的混合以保证燃料及时着火和迅速完全地燃烧。分直流燃烧器和旋流燃烧器两种基本类型。（3）空气预热器。位于锅炉尾部烟道，其作用是利用烟气余热加热燃料燃烧所需要的空气，不仅可以进一步降低排烟温度，而且对于强化炉内燃烧、提高燃烧的经济性、干燥和输送煤粉都是有利的。锅炉效率可提高2%左右。分管式和回转式两种。（4）烟风道。是由炉墙、部分受热面管道及包墙管等组成的管道，用以引导烟气的流动，并经各个受热面进行热量交换，分为水平烟道和尾部烟道。辅助设备辅助设备包括通风设备（送、引风机）、燃料运输设备、制粉系统、除灰渣及除尘设备、脱硫设备等。三、燃煤锅炉的工作过程由原煤仓落下的原煤经给煤机送入磨煤机磨制成煤粉。在原煤磨制过程中，需要热空气对煤进行加热和干燥，因此外界冷空气通过送风机送入锅炉尾部烟道的空气预热器中，被烟气加热成为热空气进入热风管道。其中一部分热空气经排粉机送入磨煤机中，对煤进行加热和干燥，同时这部分空气也是输送煤粉的介质；另一部分热空气直接经燃烧器进入炉膛参与煤粉的燃烧。从磨煤机排出的煤粉和空气的混合物经燃烧器进入炉膛内燃烧。煤粉在炉膛内迅速燃烧后放出大量的热量，使炉膛火焰中心的温度具有1500度或更高的温度。炉膛四周内壁布置有许多的水冷壁管，炉膛顶部布置着顶棚过热器及炉膛上方布置着屏式过热器等受热面。水冷壁和顶棚过热器等是炉膛的辐射受热面，其内部的工质在吸引炉膛的辐射热的同时，使火焰温度降低，保护炉墙不致被烧坏。为了防止熔化的灰渣黏结在烟道内的受热面上，烟气向上流动到达炉膛上部出口处时，其温度要低于煤灰的熔点。高温烟气经炉膛上部出口离开炉膛进入水平烟道，与布置在水平烟道的过热器进行热量交换，然后进入尾部烟道，并与再热器、省煤器、和空气预热器等受热面进行热量交换，使烟气不断放出热量而逐渐冷却下来，使得离开空气预热器的烟气温度通常在110-160度之间。低温烟气再经过除尘器除去大量的飞灰，最后只有少量的细微灰粒随烟气由引风机送入烟囱排入大气。煤粉在炉膛中燃烧后所生成的较大灰粒沉降到炉膛底部的冷灰斗中，被冷却凝固落入排渣装置中，形成固定排渣。由给水泵送向锅炉的给水，经过高压加热器加热后进入省煤器，吸收锅炉尾部烟气的热量后进入汽包，并通过下降管引入水冷壁下联箱再分配给各个水冷壁管。水在水冷壁中吸收炉膛高温火焰和烟气的辐射热，使部分水蒸发变成饱和蒸汽，从而在水冷壁内形成了汽水混合物。汽水混合物向上流动并进入汽包，通过汽包中的汽水分离装置进行汽水分离，分离出来的水继续循环。

旋风分离器由简体、引入管、项帽、溢流环、简底导叶和底板等部件组成。

旋风分离器是一种分离效果很好的汽水分离设备。其工作原理及工作过程是：较高流速的汽水混合物，经引入管切向进入简体而产生旋转运动，在离心力的作用下，将水滴抛向筒壁，使汽水初步分离。分离出来的水通过筒底四周导叶，流人汽包水容积中。饱和蒸汽在筒体内向上流动，进入顶帽的波形板间隙中曲折流动，在离心力和惯性力的作用下，小水滴被抛到波形板上，在附着力作用下形成水膜下流，经简壁流入汽包水容积，使汽水进—步分离，而饱和蒸汽从顶帽上方或四周引入汽包蒸汽空间。

电站锅炉随参数容量的不同，其汽包内部装置也不完全—样，现以高压和超高压锅炉的汽包为例，介绍其内部装置、它们的布置及主要作用。

沿汽包长度在两侧装设若干旋风分离器，每个旋风分离器筒体顶部配置有百页窗(波形板)分离器，它们的主要作用是将由上升管引入的汽水混合物进行汽和水的初步分离。在汽包内的中上部，水平装没蒸汽清洗孔板，其上有清洁给水层，当蒸汽穿过水层时，便将溶于蒸汽或携带的部分盐分转溶于水中，以降低蒸汽的含盐。靠近汽包的顶部设有多孔板，均匀汽包内上升蒸汽流，并将蒸汽中的水分进一步分离出来。汽包中心线以下150mm左右设有事故放水管口；正常水位线下约200mm处设有连续排污管口，再下面布置加药管。下降管入口处还装设了十字挡板．以防止下降管口产生漩涡斗造成下降管带汽。

汽包内有哪些汽水分离装置？其工作原理如何？

答：汽包内比较常用的汽水分离装置是旋风分离器、波形板分离器（百叶窗）和多孔板。

从水冷壁、对流管束或沸腾式省煤器来的汽水混合物进入汽包内的汇流箱，然后从切向进入旋风分离器。高速旋转产生的离心力，使汽水混合物中的水滴甩至筒壁，形成水膜，在重力作用下流入汽包水容积。从旋风分离器顶部波形板分离器出来的蒸汽经汽包蒸汽空间的重力分离后，再次经汽包顶部的波形板分离器分离。

为了防止蒸汽局部流速过高，将波形板分离器的水膜撕破而带水，影响汽水分离效果，在波形板分离器的上部装有多孔板。利用多孔板产生的阻力，使蒸汽沿汽包长度均匀的进入过热器。多孔板上的孔径约为10mm，蒸汽流经多孔板的速度，中压锅炉未8～10m/s，高压炉为6～8m/s，超高压炉为4～6m/s。

什么叫角管式锅炉?

角管式锅炉（corner tube boiler）：以位于锅炉四角的大直径厚壁下降管为主，组成框架支承总体重量的锅炉。也称为管架式锅炉。DHL角管式锅炉是一种新型结构的锅炉。该锅炉下降管布置在锅炉四角上，不仅作为水循环通道，同时还作为锅炉的支撑框架，把这种角上布置有不受热下降管且有自支撑的锅炉称为角管式锅炉。该锅炉锅筒为外置式，炉膛为全封闭的膜式壁结构，对流受热面采用气面管结构，无钢架，水循环独特且安全，启动迅速，综合本厂煤无烟燃烧技术，锅炉运行效率高达85%以上，烟尘排放指标极低。是一种安全节能，环保的高科技产品，是普通煤锅炉的代替产品。 DHL型系列角管式锅炉的特点： DHL角管式锅炉作为先进锅炉，具有以下几种优点： （1）锅炉炉膛为全焊接的膜式壁结构，对流受热面为旗式受热面结构，受热面充足，如10t/h锅炉本体受热达到275m2，对流受热面积烟气流程达到四个流程，比普通的锅炉多二个流程，使锅炉排烟温度低，排烟热损失q2小。 （2）锅炉采用膜式壁结构，杜绝了漏风现象，使受热面的过量空气系数仅为1.3-1.5，使排烟损失低，同时减少风机电耗。 （3）锅炉采用链带式炉排结构，炉排面积大，独有的煤无烟燃烧技术及二次风结构，炉膛足够大，两侧进风，使锅炉燃烧所需风量与配风合理，燃烧时间、空间足够，燃烧完全，使不完全燃烧损失q3和q4特别低。其中排烟中CO含量最低只有14ppmq4仅为3-6%。 （4）锅炉保温层厚，散热损失小。 （5）应用空气动力学原理，在炉膛内不同高度，不同长度方向设置了射流式消烟除尘装置，从根本上消除“炭黑”。高效率地消除了烟尘中的飞灰。 （6）锅筒为外置，不受热，避免了锅筒受热，彻底杜绝鼓包的产生。保证安全及可靠长期的使用。 （7）锅炉前、中、后都有大口径下降管，使水循环独特，安全，回路清晰，谁能够沿最佳路径进人受热面，保证良好的水循环。各个受热面同时受热，温差应力小。 （8）蒸汽品质好，独特的水循环使用汽水在进入锅筒前就开始了预分离。 （9）锅筒外置，水循环好。锅炉一受热就产生足够的循环动力，使锅炉具有启动快，负荷响应好的特点。同时减少了锅炉启动时间长而煤耗多的缺点，使锅炉的运行成本降低。角管式锅炉是上海四方锅炉厂85年从丹麦沃伦公司引进技术并联合设计国内独家生产制造的高技术产品。也是被国家列入工业锅炉更新替代产品之一。该锅炉锅筒为外置式，炉膛及尾部烟道四周均采用全封闭式的膜式水冷壁，密封性好，锅炉热效率高。该炉水循环结构独特，循环安全，起动迅速。整台锅炉由循环管及膜式壁支撑，稳定性好，故称之为“角管式”。燃烧设计采用鳞片式炉排，设计先进，铸造精度较高，机械不完全燃烧损失少，炉排亦采用无级变速齿轮箱驱动。由于角管式锅炉具有全密封，全焊接，全水管结构，设计先进，外形美观新颖，自动化程度高，排放污染少，锅炉出口处原始排放浓度小于1800mg/Nm3，运行热效率大于80%，产品性能达到国际先进水平，是深受用户欢迎的产品。 1、锅炉热效率高；由于炉排结构设计合理，精密铸造，鳞片式挤压炉排装配间隙小，漏煤极少，炉排片更换无需停炉。风室系等压大风仓加小风门结构，密封性好，布风均匀，并可控制各燃烧段的供风量，以获得最佳燃烧状态；在前拱辐射区应用强化燃烧技术，机械不完全燃烧损失q 4仅为7%，根据机械部锅炉产品质量监督检测中心于1993年12月 15日热工试验报告结果反映，在额定负荷时，锅炉的热效率可达83.34%，达到优等品的指标，壹台10T/h角管式锅炉每年可节约煤1000吨以上，由此可见，角管式锅炉与组装、散装锅炉相比，将给用户带来极大的经济效益。 2、安全的水循环：此炉采用独特的水循环结构，锅筒不受热，被加热水单一方向流动，在停电时，水系统不汽化，水循环安全可靠。 3、无钢架结构，抗震性好；角管式锅炉采用独特的水循环结构，本体重量均由膜式水冷壁和下降管支撑，且所有膜式壁均焊成一体，抗震性好。 4、全封闭结构；锅炉本体四周均由膜式水冷壁拼焊而成，系钢结构全密封，杜绝了漏风现象的发生。锅炉上部可根据铁路运输界限尺寸分割。锅炉尾部受热面后的过量空气系数仅为1.4-1.6，不但降低了排烟热损失，减少引风机电耗，而且大大减少了锅炉房的环境污染。 5、全新的炉墙保温结构；角管式锅炉外壁安装轻型保温材料，200mm厚弹性特种复合硅酸盐板覆盖，40mm厚浆料封面，而后用金属板加固，无砖墙结构，保温效果极好。