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1、锅炉结构一、 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。 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、
2、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。 表（略） 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。P1.6MPa（16kgf/cmsup2sup）为低压锅炉；P=2.5 MPa（25kgf/cmsup2sup）、3.9
3、MPa（39kgf/cmsup2sup）为中压锅炉；P=10 MPa（100kgf/cmsup2sup）为高压锅炉；P=14 MPa（140kgf/cmsup2sup）为超高压锅炉；P=17 MPa（170kgf/cmsup2sup）为亚临界压力锅炉；P22.5 MPa（225kgf/cmsup2sup）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25atsub表压sub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
4、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： - / - 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 / 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
5、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t/h（热水锅炉表示水在锅炉中的吸热量kcal/h；废热锅炉表示锅炉的受热面面积msup2sup。各段连续书写，互相衔接。 表（略） 表3 火管锅炉的整体型式及代号 表（略） 表4 水管锅炉的整体型式及代号 表（略） 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）型号的第二部分表
6、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/cmsup2sup（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）。 表（略） 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、
7、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。 图1（略） 立式多横火管锅炉 1封头 2筒
8、身 3拉撑 4后管板 5火管 6后烟箱 7喉管 8手孔 9下脚圈 10炉门 11炉胆 12前烟箱 13前管板 14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
9、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0.21.3t/h数种，常用的是0.4、0.7、1.0t/h三种。蒸汽参数为78a
10、tsub表压sub，饱和温度。锅炉重量在1.67.68t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。 图2（略） 立式弯水管锅炉 1锅壳封头 2锅壳简体 3炉胆顶 4弯水管 5炉胆 6U形下脚圈 7喉管 8外部弯水管 9炉门 10烟囱入口 11入孔 立式弯水管锅炉已经系列化，蒸发量有0.21.5t
11、/h数种，蒸汽参数为58atsub表压sub，饱和温度；每t/h蒸发量耗用金属约46t。 （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，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。 图3（略） 兰开夏锅炉 1锅炉 2前封头 3炉胆 4后封头 5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，
12、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1.21.3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12.3t/h；蒸汽参数为78atsub表压sub，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
13、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。 图4（略） WNL2-13型内燃回火管锅炉 1链条炉排 2烟管 3锅壳 4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
14、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513的无缝钢管分别与前后管板焊接或胀接在一起。前后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110t/h数种；蒸汽压
15、力为8或13atsub表压sub，饱和温度；锅炉总重在6.219t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、
16、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。 图5（略） 分联箱横锅筒直水管锅炉 1前分联箱 2炉管 3过热器 4折烟墙 5锅筒 6分联管 7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
17、后联管与锅筒下部相通，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102mm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，
18、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，热效率比火管锅炉高。缺点是联箱制造困难，易渗漏，超负荷时对水循环不好，下排炉管易发生汽阻。 常用的分联箱横锅筒直水管锅炉的蒸发量为24t/h；过热蒸汽参数为13atsub表压sub，250。 （二） 双横锅筒弯水管锅炉 双横锅筒弯水管锅炉又称K型锅炉，其结构如图6所示。 图6（略） SHH4-13型双横锅筒弯水管锅炉 1水冷壁厚 2炉墙 3下降管 4联箱 5炉排 6上锅筒 7对流管束 8隔火墙 9下锅筒 此种锅炉构造简单，使用较广。“锅”的部分主要由上、下锅筒、对流管束、水冷壁管、联箱、下降管等组成。每个锅炉有两个横
19、置的锅筒，上锅筒略向前倾，两锅筒中心连线与垂直线约成10角。锅筒是两端都带有凸形封头的圆筒形壳体，上锅筒直径比下锅筒略大，上锅筒的下半部与下锅筒的上半部对应开孔，以便胀接对流管束。锅筒一侧封头开有扳边人孔。对流管束一般采用51mm的无缝钢管两端弯成适当的弧度，使管端能垂直胀接在上、下锅筒上。水冷壁管也是51mm的无缝钢管，它按前墙与顶棚的夹角弯成角度不小于105的弯管，构成前水冷壁与顶棚水冷壁，水冷壁一端胀接在上锅筒侧壁的管孔上，另一端与横置在前墙外面的水冷壁联箱连接。水冷壁 联箱是方形和圆形的，方型联箱一般是一侧开管孔，对侧开手孔，水冷壁管是胀接的。圆形联箱不在管孔对侧开手孔，水冷壁管是焊接
20、的。下降管是两根102mm的无缝钢管，上端分别胀接在上锅筒两端，下端与前联箱连接。锅筒及全部炉管的重量由下锅筒底下的两个铁座（一个固定，一个滑动）支承。 锅炉前面是炉膛，对流管束由三道隔火墙隔成三个烟道。燃煤在活动炉排上燃烧，烟气从炉膛左侧进入第一个烟道，按“Z”字形流动，横向冲刷管束。 这种锅炉的优点是结构紧凑、弹性好，制造安装都很方便，金属耗量小热较率高。缺点是汽水容量小，运行中易发生缺水事故，对水质处理要求高，手工加煤时体力劳动强度大。 双横锅筒弯水管锅炉的蒸发量为2、3、4t/h；蒸汽参数为13atsub表压sub，饱和温度（或250的过热蒸汽）；锅炉热效率约为7075%。 （三） 双
21、横锅筒煤粉锅炉 双横锅筒煤粉锅炉是我国生产的一种新炉型，如图7所示。 图7（略） 双横锅筒煤粉锅炉 1上锅筒 2对流管束 3省煤器 4下锅筒 5空气预热器 6联箱 7炉膛 8水冷壁 此种锅炉的结构特点主要表现在风煤烟系统上。“锅”的部分仍然是上、下锅筒，水冷壁管和对流管束。上、下锅筒横向布置，中心位于同一垂直线上，上锅筒直径较大（1200mm），它的重量通过对流管束由下锅筒（900mm）支承。水冷壁管为51mm的无缝钢管，沿炉膛的四壁铺设，但在后墙上部排列较稀，形成防渣排管。对流管束直径为38mm，在其间布置有隔火墙。尾部烟道内布置有省煤器和空气预热器。 两个煤粉燃烧器对称地布置在侧炉墙的中下
22、部（图7炉膛中下部空白处）。火焰通过辐射将热量传给水冷壁管；高温烟气由炉膛上升，经过防渣排管，沿隔火墙隔成的回路流过对流管束，通向尾部的省煤器和空气预热器，最后经除尘器由排风机排入烟囱。 双横锅筒煤粉锅炉目前使用的有SHS20-13及SHS20-25/400两种。这种锅炉的体积比较小、金属耗量较低、热效率较高，但系统较复杂（比一般小型锅炉增加了热风系统和煤粉制备系统），运行操作要求较高。 水管锅炉的结构型式非常多，如双纵锅筒抛煤机型锅炉（SZP型，又称、型）、双横锅筒链条炉排锅炉等都是常用的炉型，其本体结构都大致相同。 五、 水火管锅炉 水火管锅炉是带有水汽壁的卧式外燃锅炉，也就是近年通常讲的
23、卧式快装锅炉。它由卧式外燃回火管锅炉发展而来，是当前国内应用数量最多的一种锅炉。 快装或整装是指在制造厂组装好，整体运往使用单位，所以要求它结构紧凑、尺寸小、重量轻，以便于运输和迅速安装。卧式快装锅炉主要由锅壳、烟管、水冷壁管、下降管和前后烟箱等部分组成。锅壳是一个两端带有平形封头（管板）的圆筒形壳体，筒壳两侧中部开有一排连接水冷壁管的管孔，中下部开有连接下降管的管孔，上部开有人孔。前后管板向内板边与筒壳连接，它的中下部开有许多用以胀接烟管的管孔。烟管一般573的无缝钢管，与前后管板胀接后板边成喇叭形。水冷壁管（上升管）一般采用63.54的无缝钢管，上端与锅壳、下端与联箱（1596无缝钢管制成
24、）焊接。下降管（1336）也是上端与锅壳、下端与联箱焊接。这种锅炉采用外燃炉膛，燃煤在锅筒下面的炉排（固定炉排或链条炉排）上燃烧，火焰经后拱上部的燃烬室向上进入烟室，由烟室进入第一束烟管到前烟箱，再折回到第二束烟管通往省煤器，然后由引风机抽到烟囱排出。 这种锅炉的主要优点是：结构紧凑，体积小，整装出厂便于运输安装，金属耗量小；烟速较高，传热效果较好，热效率高，生火启动较快。主要缺点是：锅壳受热部位沉积泥渣时传热恶化，易过热鼓包变形；排污系统布置不够合理，影响排污效果；前后管板与筒体间的角板拉撑系全焊结构，受力情况复杂，易于被拉裂或导致筒体出现裂纹，甚至酿成大事故；烟管外面的水垢不易清除；水容积小，水位下降快，需保证连续供水。 卧式快装锅炉的蒸发量有14t/h数种；蒸汽压力为8atsub表压sub或13atsub表压sub，饱和温度；重量在7.826t的范围内（包括铁皮外壳和底座）。