工業(yè)鍋爐的分類及結(jié)構(gòu).doc
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工業(yè)鍋爐的分類及結(jié)構(gòu) 鍋爐 鍋爐是由鍋和爐組成的,上面的盛水部件為鍋,下面的加熱部分為爐,鍋和爐的一體化設(shè)計(jì)稱為鍋爐。鍋爐有哪些種類?鍋爐結(jié)構(gòu)是如何進(jìn)化的?常見(jiàn)鍋爐的結(jié)構(gòu)有哪些特點(diǎn)?跟小七一起來(lái)看看! 鍋爐的分類 鍋爐結(jié)構(gòu)是如何進(jìn)化的? 鍋爐結(jié)構(gòu)型式的進(jìn)化是沿著兩個(gè)方向進(jìn)行的,發(fā)展簡(jiǎn)況如下圖所示: 一個(gè)方向是在圓筒形鍋爐基礎(chǔ)上,在圓筒內(nèi)部增加受熱面,先后出現(xiàn)了單火筒鍋爐(柯尼希鍋爐)、雙火筒鍋爐(蘭開(kāi)夏鍋爐)及各種煙火管鍋爐。根據(jù)圓筒體放置位置的不同,這類鍋爐有立式和臥式之分。 火管鍋爐,也稱為鍋殼式鍋爐。其基本特點(diǎn)是在大圓筒(鍋殼)之內(nèi)裝設(shè)小圓筒、管子或其他形狀的殼體,并把大圓筒與小圓筒、管子等之間完全隔絕,形成夾套,夾套之中容水,而小圓筒、管子等充作燃燒室和煙道容納火陷或煙氣。 由于燃燒系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)被限制在一個(gè)鍋殼內(nèi),因而這種鍋爐的蒸發(fā)量、蒸汽參數(shù)都受限制,燃燒效果和傳熱效果差,鍋爐效率很低。從安全角度看,燃燒系統(tǒng)布置在鍋殼內(nèi),使鍋殼及內(nèi)部構(gòu)件直接受熱,工作條件變差;鍋殼的承載能力被各種開(kāi)孔嚴(yán)重減弱,形狀和結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜。加上這類鍋爐水容量較大,儲(chǔ)熱較多,一旦破壞釋放能量大,因而,這類鍋爐安全性能較差,事故的破壞性較大。 但鍋殼式鍋爐對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的適應(yīng)能力較好,對(duì)水質(zhì)的要求較低,維護(hù)檢修較方便,煙風(fēng)阻力較小,一船采用自然通風(fēng)。因而在一些小型工業(yè)部門(mén)、交通運(yùn)輸及生活采暖部門(mén)中,目前還廣泛使用這種鍋爐。 另一個(gè)方向是在圓筒外部增加受熱面積。即突破鍋殼筒體的限制,在鍋筒之外設(shè)置燃燒室和受熱面,形成并發(fā)展“水管鍋爐”。沿著這個(gè)方向,人們先后造出了水筒鍋爐、直水管鍋爐、彎水管鍋爐。目前常見(jiàn)的是雙鍋筒彎水管鍋爐及單鍋筒彎水管鍋爐。 水管鍋爐,特別是彎水管鍋爐的出現(xiàn),是鍋爐發(fā)展史上的一次飛躍。它在結(jié)構(gòu)上為增大鍋爐蒸發(fā)量,提高蒸汽參數(shù)提供了可能,因?yàn)樵阱佂餐膺吙梢栽O(shè)置足夠大的爐膛,布置足夠多的受熱面。而管式受熱成直徑較小,可以承受更高的壓力,彎水管彈性較好,可以承受熱脹冷縮。 水管鍋爐的汽水系統(tǒng)由管子、集箱和鍋筒組成,其系統(tǒng)遠(yuǎn)比鍋殼式鍋爐復(fù)雜,但其元件結(jié)構(gòu)卻很筒單。其鍋筒不直接受熱,工作條件較鍋殼鍋爐的筒體優(yōu)越。直接受熱的管子即使爆炸,其危害性也遠(yuǎn)較筒體小。 現(xiàn)代的高參數(shù)大容量鍋爐全部是水管鍋爐。 在60年代中期,我國(guó)出現(xiàn)了同時(shí)具備水管鍋爐及殼式鍋爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的水火管鍋爐——臥式快裝鍋爐。多年來(lái),這種鍋爐在我國(guó)發(fā)展很快,目前成為國(guó)內(nèi)數(shù)量最大的一種鍋爐,但其結(jié)構(gòu)性能有待進(jìn)一步完善。 鍋殼式鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1.“鍋”和“爐”都被包在一個(gè)殼體——鍋殼中。 2.爐膛矮小,水冷程度大(整個(gè)金屬爐膛浸泡于水中),燃燒條件差,必須燒優(yōu)質(zhì)燃料。 3.受熱面少,蒸發(fā)量低,常裝水管或煙火管以增加受熱面。 4.殼體直徑較大,開(kāi)孔多,形狀不規(guī)則,內(nèi)部受熱部分與不受熱部分連接在一起,溫度不一致,熱膨冷縮程度不同,對(duì)安全工作不利。 5.系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單,一般沒(méi)有磚砌爐墻及尾部受熱面,便于運(yùn)輸安裝、運(yùn)行管理及檢查維護(hù)。 6.對(duì)水質(zhì)要求較低。 水管鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1、爐膛置于筒體之外,“爐”不受“鍋”的限制,體積可大可小,可以滿足燃燒及增加蒸發(fā)量的要求。 2、以容納水汽的管子置于爐膛、煙道中作主要受熱面,鍋筒一般不受熱。傳熱性能及安全性能都顯著改善。 3、水的預(yù)熱、汽化(沸騰)及蒸汽過(guò)熱在不同的受熱面中完成。 4、汽水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)比較復(fù)雜,但一個(gè)個(gè)受壓部件的結(jié)構(gòu)卻比較簡(jiǎn)單。 5、由于水的預(yù)熱、汽化及蒸汽過(guò)都是在管內(nèi)完成的,管子結(jié)垢堵塞難于清除,因而對(duì)水質(zhì)要求較高。對(duì)運(yùn)行操作管理的水平也要求較高。 水火管鍋爐 水火管鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)界于以上二者之間,或者說(shuō)它兼有水管鍋爐及鍋殼式鍋爐的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 常見(jiàn)鍋爐結(jié)構(gòu)詳細(xì)介紹 立式橫水管鍋爐 立式橫水管鍋爐是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種鍋爐,立式多橫火管鍋爐是歷史較長(zhǎng)、有代表性的一種鍋爐。我國(guó)目前已不再生產(chǎn)這兩種鍋爐,但目前生產(chǎn)的立式鍋殼鍋爐基本上是由它們演變而來(lái)的。因此,我們以它們?yōu)槔f(shuō)明立式鍋殼鍋爐的結(jié)構(gòu)。 立式橫水管鍋爐由鍋殼、爐膽、橫水管和沖天管等主要部件組成。 鍋殼是一個(gè)帶有凸形封頭或平封頭的圓筒體。鍋殼上開(kāi)有人孔、手孔、進(jìn)水孔、出汽孔及附件儀表連接孔等必要的門(mén)孔,封頭中央的開(kāi)孔連接沖天管,鍋殼下部則開(kāi)孔連接爐門(mén)圈,是一個(gè)被開(kāi)孔減弱的容納汽水承受內(nèi)壓殼體。 爐膽是一個(gè)錐形殼體,頂部為凸形或平形爐膽頂,爐膽頂中央連接沖天管,爐膽下部也開(kāi)孔與爐門(mén)圈相連,爐門(mén)圈是燃料的進(jìn)口,是一段承受外壓的圓筒殼,爐膽則是承受外壓的燃燒室,爐排即布置在爐膽下部。 橫水管系無(wú)縫鋼管,交叉橫置在爐膽上部,其作用是增加受熱面,促進(jìn)水循環(huán)流動(dòng)和增加爐膽承載能力。橫水管有1~4根,因容量而異。直徑不越過(guò)250毫米。鍋殼對(duì)應(yīng)橫水管的部位,開(kāi)有手孔供清理泥渣之用。沖天管自爐膽頂穿過(guò)鍋殼頂,上伸與煙囪連接,是煙氣的流出通道,其在鍋殼內(nèi)部分也是承外壓圓筒。沖天管下部周圍受水冷卻,上部在鍋殼內(nèi)部分則周圍接觸蒸汽,冷卻情況不佳,為了避免煙氣加熱變形和腐蝕,沖天管內(nèi)部襯有鑄鐵套管,下伸至水面之內(nèi)。 下腳圈的結(jié)構(gòu)主要有U形和S形兩種,本爐采用U形下腳圈,分別與爐膽及鍋殼焊接在一起。在鍋殼下部靠近下腳圈處,開(kāi)有手孔,一般為三個(gè)至四個(gè),沿圓周均布,供清除下腳泥渣之用。 不難看出,這種鍋爐煙氣流程很短,燃燒產(chǎn)物在爐內(nèi)停留時(shí)間很短,來(lái)不及充分燃燒和傳熱,排煙溫度高,熱效率低。 立式多橫水管鍋爐 立式多橫火管鍋爐即所謂考克蘭鍋爐,主要由鍋殼、管板、火管、爐膽等部件組成。 鍋殼是一個(gè)不規(guī)則的圓筒體,中段兩側(cè)沿軸向各被平截去一部分筒殼,連接以平板形成所謂管板,鍋殼上部連接有半球形封頭。鍋殼上開(kāi)設(shè)有各種必要的門(mén)孔。 爐膽是半球形殼體,爐膽上連接有爐門(mén)圈和喉管,是兩段承受外壓的圓筒,分別為燃料進(jìn)口和煙氣流出通道。爐膽下部布置有爐排。整個(gè)爐膽也是一個(gè)承受外壓的燃燒室。 管板上布滿開(kāi)孔,火管脹接也或焊接在兩塊管板之間?;鸸苁浅惺芡鈮旱臒o(wú)縫鋼管,煙氣由其內(nèi)部流通。下腳圈為U形。 值得注意的是,管板上部與鍋殼相連處,有兩塊月形平板,為了增強(qiáng)該平板對(duì)內(nèi)壓的承載能力,在平板與圓筒體之間焊以三角的拉撐板。 這種鍋爐的煙氣流程較長(zhǎng):煙氣由爐膽經(jīng)喉管進(jìn)入后煙箱,通過(guò)火管到前煙箱,再由煙囪排出。傳熱效果較好,在立式鍋爐中熱效率較高。同時(shí)它的水容量較大,易于操作。但這種鍋爐結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜,加工困難,比較笨重,管間水垢不易清除,脹管容易泄漏,因而也是淘汰產(chǎn)品。 下面介紹目前常見(jiàn)的立式鍋殼式鍋爐: 立式彎水管鍋爐 它由鍋殼、爐膽、彎水管等主要部件組成。 鍋殼為圓筒殼,頂部焊接有凸形封頭。下部通過(guò)U形下腳圈與爐膽相連。 爐膽是一個(gè)小的圓筒殼,頂部焊接有凸形爐膽頂。 彎水管分兩組,分別沿周向布置在爐膽內(nèi)部及鍋殼外部。爐膽內(nèi)部的彎水管,上部連接在爐膽頂上,下部連接在爐膽上;鍋殼外部的彎水管,上下兩端都連接在鍋殼上,周圍被環(huán)形煙道所包圍。 爐排在爐膽下部,高溫?zé)煔鈧鳠峤o爐膽壁及內(nèi)部彎水管后,經(jīng)喉管進(jìn)入鍋殼之外的環(huán)形煙道,分兩路各經(jīng)半圓路徑,橫向沖刷外部彎水管,然后合流入煙囪。 這種鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,易于制造;受熱面多,傳熱情況較好;水循環(huán)可靠。整個(gè)鍋爐的彈性較好,熱應(yīng)力較小。 但爐膽內(nèi)彎水管的布置縮小了燃燒室容積。增加了水冷程度,使燃燒條件惡化,所以這種鍋爐只能燒優(yōu)質(zhì)燃料。爐膽內(nèi)彎水管的水平段易于沉渣結(jié)垢、在水質(zhì)差時(shí),可能造成彎水管堵堵塞損壞事故 。 立式直水管鍋爐 立式直水管爐由鍋殼、爐膽、上下管板,直水管等主要部件組成。 鍋殼分上下兩部分,中間以直水管相連通。上鍋殼頂上有凸形封頭,下鍋殼下部以U形下腳圈和爐膽連在一起。 爐膽是一個(gè)短圓筒殼,頂部為凸形爐膽頂。 上下鍋殼相對(duì)的端部是兩塊平管板,直水管連接于平管板上。直水管中心部位是一根直徑粗大的下降管,下降管與周圍的直水管構(gòu)成循環(huán)回路。 煙氣由爐膽經(jīng)喉管進(jìn)入直水管區(qū)。直水管設(shè)有折煙墻,煙氣只能繞中部下降管沿圓周方向橫向沖刷直水管,最后經(jīng)煙囪排出。這種鍋爐水循環(huán)安全可靠,熱效率較高,清垢方便,但在直水管區(qū)容易積灰。 下面介紹常見(jiàn)的小型水管鍋爐: 雙橫鍋筒彎水管鍋爐(K型鍋爐) 這種鍋爐主要由上下鍋筒、水冷壁、集箱、下降管、對(duì)流管束等部件組成(圖3-12)其蒸發(fā)量分2噸/時(shí)、4噸/時(shí)兩種,是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、容量最小的水管鍋爐。 上下鍋筒橫置于爐膛后部,兩鍋筒中心不在一條豎直線上,上鍋筒略向前傾,兩鍋筒之間脹接有對(duì)流管束。 對(duì)流管束由外徑51毫米的無(wú)縫鋼管彎制而成,順排布置,管間設(shè)置折煙墻,使煙氣通過(guò)管束時(shí)呈“Z”形流動(dòng)。水冷壁沿爐膛前墻和頂棚布置。水冷壁下部集箱布置于前墻外側(cè)下部。兩根下降管自上鍋筒兩端部引出,經(jīng)側(cè)墻外側(cè)連接到水冷壁下集箱上。水冷壁管上端直接引入上鍋筒。 采用固定爐排或手搖活動(dòng)爐排的層燃燃燒方式。 這種鍋爐采用彎水管作水冷壁及對(duì)流管束,便于脹縮,整體結(jié)構(gòu)彈性較好;有足夠的爐膛容積,適于燃用多種燃料。但采用工人加煤,勞動(dòng)強(qiáng)度大;爐膛中布置受熱面少,尾部煙道沒(méi)有省煤器,排煙溫度高,效率低;對(duì)流管束下部易積灰等。近年來(lái),針對(duì)這些問(wèn)題,不少單位對(duì)這種鍋爐進(jìn)行了技術(shù)改造。 雙縱鍋筒彎水管鍋爐(D型鍋爐) D型布置是近年常見(jiàn)的一種小型水管鍋爐布置方式,它的基本特點(diǎn)是,雙鍋筒中心在同一豎直線上,雙鍋筒軸線與爐膛軸線平行,鍋爐的一側(cè)為爐膛及水冷壁,另一側(cè)為煙道及對(duì)流管束等受熱面,整個(gè)鍋爐呈“D”型。 燃煤D型鍋爐燃燒設(shè)備可為鏈條爐排,振動(dòng)爐排,往復(fù)推動(dòng)爐排等。燃油鍋爐也常用D型布置。圖3-13所示為采用振動(dòng)爐排的D型鍋爐。 主要部件有上下鍋筒,對(duì)流管束,水冷壁系統(tǒng),(水冷壁、下降管、集箱),省煤器等,有的鍋爐也有過(guò)熱器。 上鍋筒直徑稍大于下鍋筒直徑,二鍋筒之間連接對(duì)流管束。 對(duì)流管束由外徑51毫米的無(wú)縫鋼管組成,順列布置于對(duì)流煙道中,對(duì)流煙道沿縱向由耐火墻分為兩半?yún)^(qū),煙氣沿對(duì)流煙道呈U形流動(dòng)。 爐膛四周都布置有水冷壁,各側(cè)水冷壁都配有下降管及下集箱,構(gòu)成封閉的水循環(huán)系統(tǒng)。省煤器布置在尾部煙道中。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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