锅炉结构学习.pptx

主要内容 锅炉发展概况 工业锅炉结构 锅炉辅助受热面 锅炉安全附件第1页/共61页一、锅炉发展概况圆筒型蒸汽锅炉（18世纪末）扩大容量提高参数（扩大受热面）内部受热面外部受热面烟管锅炉（锅筒布置）卧式立式单火筒双火筒烟管火筒烟管横烟管纵烟管（水管布置）水管锅炉19世纪中横水管竖水管直水管弯水管20世纪初第2页/共61页一、锅炉发展概况第3页/共61页（一）烟管锅炉特点 高温烟气在火筒或烟管内流动放热，低温介质在火筒或烟管外吸热 优点：结构简单、维修方便、水容积大、水质要求低 缺点：炉温低、燃烧差（尺寸受限）传热效果差、排烟温度高、热效率低 汽压不宜提高、蒸发量受限 结构刚性大、清洗水垢困难、易堵灰第4页/共61页（二）水管锅炉特点 高温烟气在管外冲刷流动放热，汽水在管内流动而吸热蒸发 摆脱了火筒、烟管锅炉受锅筒尺寸的制约，在燃烧条件、传热效果和受热面布置方面得到根本改善，便于清洗和维修，提高了锅炉容量、参数和热效率，水质要求高。第5页/共61页（三）锅炉的未来 未来发展方向：大容量、高参数（效率高）工业锅炉方向：降低成本简化结构、降低金属耗量 提高运行经济性改善燃烧、提高热效率 运行安全 机械化和自动化 环保第6页/共61页二、工业锅炉结构 烟管锅炉 水管锅炉 热水锅炉 余热锅炉第7页/共61页（一）烟管锅炉 烟管锅炉，也称火管锅炉，应用于蒸汽需要量不大的用户 按锅筒放置方式，分为立式和卧式 结构共同点是有一个大直径的锅筒，其内部有火筒和为数众多的烟管 立式烟管锅炉 卧式烟管锅炉（内燃、外燃）WNL4-1.3-A KZL4-1.3-A 卧式烟水管锅炉 DZL2-1.3-A第8页/共61页（一）烟管锅炉第9页/共61页（一）烟管锅炉WNL4-1.3-A型锅炉（波形火筒，易渗漏、不易清洗）1链条炉排：2送风机；3主汽阀；4烟气出口；5检查门；6出渣小车第10页/共61页（一）烟管锅炉KZL4-1.3-A型锅炉（三回程、水冷壁和两烟管管束）1液压传动装置；2链带式链条护排；3水冷壁管；4前烟箱；5烟管；6锅筒；7后棚管；8下降管；9铸铁省煤器；10排污管；11送风机；12侧集箱第11页/共61页（一）烟管锅炉 结构紧凑、蒸发量小 结构刚性大、易泄漏、清垢困难、易堵灰 燃烧条件差、热效率低内燃式：锅筒直接受辐射 燃烧设备拆卸、维修困难 第12页/共61页（一）烟管锅炉 三回程：烟气在火筒内流动 烟气经后烟箱进入烟管向前流动 烟气经前烟箱进入烟管向后流动 第13页/共61页（一）烟管锅炉第14页/共61页（二）水管锅炉 结构：没有大直径锅筒、富有弹性的弯水管 燃烧与传热：炉膛不受锅筒限制，燃烧条件改善 烟气横向冲刷，传热好 其他：良好的水循环、受热面布置简便、易清垢除灰 第15页/共61页（二）水管锅炉按锅筒数目分为单锅筒、双锅筒、多锅筒按锅筒放置分为纵置式、横置式、立置式 单锅筒纵置式DZD20-2.5/400-A 双锅筒纵置式SZL2-1.25-AII SZL6-1.3-AIII 双锅筒横置式SHS20-2.5/400-A 角管式 第16页/共61页（二）水管锅炉DZD20-2.5/400-ADZD20-2.5/400-A型锅炉型锅炉(A(A型炉或人型炉）型炉或人型炉）第17页/共61页（二）水管锅炉双锅筒纵置式（炉膛和对流烟道布置）“D”型锅炉一侧水冷壁管直接引入上锅筒，封盖炉顶，构成D字型结构 水容量大、对流管束布置方便、炉膛可狭长布置 “O”型锅炉炉膛在前、对流管束在后居中布置 结构紧凑、金属耗量小、水容量大、水循环可靠第18页/共61页（二）水管锅炉SZL2-1.25-ASZL2-1.25-A型锅炉（型锅炉（D D型锅炉）型锅炉）第19页/共61页（二）水管锅炉SZL6-1.3-ASZL6-1.3-A型锅炉（型锅炉（O O型锅炉）型锅炉）第20页/共61页（二）水管锅炉SHS20-2.5/400-ASHS20-2.5/400-A型锅炉（型锅炉（M M型锅炉）型锅炉）第21页/共61页（二）水管锅炉角管式 只有一个锅筒，利用管路系统做骨架，称为无构架锅炉，骨架兼做下降管与上下集箱第22页/共61页（二）水管锅炉第23页/共61页（三）热水锅炉 热水采暖节约燃料、易于调温、运行安全，温度波动小 介质没有相变，为了防止汽化出口水温比工作压力下饱和温度低25 不需要汽水分离装置和蒸发受热面，结构简单传热温差大、传热效果好、热效率高水质要求低操作简便、安全性好第24页/共61页（三）热水锅炉结构型式：烟管（锅壳式）、水管、烟水管热水温度：低温（小于95度）、高温（130度左右）流动方式：强制流动（直流式）、自然循环 第25页/共61页（三）热水锅炉强制流动热水锅炉：靠循环水泵提供水流动动力 没有锅筒、结构紧凑、制造安装方便 受热面分为顺流、逆流和混流 设计问题与停电保护措施 水动力计算、流量分配均匀 补水、放汽、适当管径、炉膛冷却第26页/共61页（三）热水锅炉自然循环热水锅炉：顺循环动力来自下降管与上升管中的水温不同所引起的密度差，由于水密度随温度变化不大，故循环动力小，应注意设计时的水循环可靠性 具有一定的“自补偿”特性，处于热负荷较强区域的受热面能自动提高循环流动速度以加强对管壁的冷却，从而可有效地防止局部管段发生过冷沸腾，提高了锅炉工作的可靠性。此外，因水容积较大，其停电保护能力也得到了一定的增强。第27页/共61页三、锅炉受热面 蒸发受热面 辅助受热面 水冷壁 凝渣管束 对流管束 蒸汽过热器 省煤器 空气预热器第28页/共61页（一）蒸发受热面1、水冷壁（辐射换热）1）锅炉主要受热面；2）保护炉墙，减少熔渣和高温对炉墙的破坏。2、凝渣管束 在中压工业锅炉和小容量电站锅炉中常把后墙水冷壁上管拉稀形成凝渣管束（形成对流蒸发受热面）。3、对流管束 在低压工业锅炉中，锅炉水冷壁满足不了蒸发受热面的需要，还要增加锅炉对流管束（对流蒸发受热面）第29页/共61页（二）辅助受热面蒸汽过热器1、作用 蒸汽过热器是为把饱和蒸汽加热成为具有一定温度的过热蒸汽的装置。蒸汽过热器内侧流过的是过热蒸汽，它不单是锅炉各受热面中温度最高的工质，而且放热系数也最小，其工作条件最差。2、分类与结构 1）根据布置位置和传热方式：对流式：位于对流烟道，吸收对流放热；半辐射式（屏式）：位于炉膛上部或出口，吸收对流放热和辐射放热；辐射式：位于炉膛墙上，吸收辐射放热。第30页/共61页（二）辅助受热面蒸汽过热器3、流速确定烟气流速：以管子少受磨损和不易积灰的原则 来选定，一般在6-12m/s；蒸汽流速：则以保证管壁金属有足够良好的冷 却，流动阻力又不宜过大的原则来 选取，供热锅炉一般为15-25m/s。第31页/共61页（二）辅助受热面蒸汽过热器对流式过热器 由蛇形无缝钢管管束和进、出口及中间集箱等组成。由汽锅生产的饱和蒸汽引入过热器进口集箱，后分配经各并联蛇形管受热升温至额定值，最后汇集于出口集箱由主蒸汽管送出。过热器蛇形管一般采用外径28-42mm的无缝钢管制作，多呈顺列布置。第32页/共61页（二）辅助受热面蒸汽过热器1锅筒；2进口集箱；3蛇形管；4中间集箱；5出口集箱；6夹紧箍第33页/共61页（二）辅助受热面蒸汽过热器a、按蛇形管的放置形式可分：立式：支吊比较简便、可靠 不易积灰或结渣 疏水和排气性差，停炉时易积水腐蚀管壁 启动时管内空气积滞易烧坏管子。卧式：疏水排气方便，支吊困难。第34页/共61页（二）辅助受热面蒸汽过热器第35页/共61页（二）辅助受热面蒸汽过热器b、按照蒸汽与烟气的流动方向分：顺流、逆流和混合流。第36页/共61页（二）辅助受热面蒸汽过热器c、按自集箱引出的重叠管圈数目分：单管圈式（紧密布置单管圈式）双管圈式 多管圈式第37页/共61页（二）辅助受热面蒸汽过热器屏式过热器：立式、卧式、垂直疏水式第38页/共61页（二）辅助受热面蒸汽过热器辐射式过热器：a、按行程数分类：单行程：蒸汽在过热器中一次垂直上升或下降流动 双行程：先下降后上升。对称布置双行程：两侧下降再集中上升或反之。b、按布置在炉墙上的位置分类：布置在炉墙上部的立式 沿整个炉高直立布置的立式 在炉膛上部围绕炉壁布置的卧式第39页/共61页（二）辅助受热面蒸汽过热器第40页/共61页（二）辅助受热面省煤器1、作用 省煤器是给水的预热设备。能有效地降低排烟温度，提高热效率。减小因温差而引起锅筒壁的热应力。2、分类与结构 按制造材料的不同分为：铸铁省煤器 钢管省煤器 按给水被预热的程度分为：沸腾式 非沸腾式。第41页/共61页（二）辅助受热面省煤器第42页/共61页（二）辅助受热面省煤器3、流速确定水流速：水在省煤器中受热的过程中，溶于水中 的气体会析出形成气泡。为了能及时将气泡带出，省煤器中水速一般不得低于0.3m/s，但也不宜超过1m/s，以免使省煤器阻力过大。烟气流速：烟速一般在6-8m/s。第43页/共61页（二）辅助受热面省煤器4、铸铁省煤器的特点：1）对高速灰粒又较好的耐磨性能；2）对气体腐蚀有较好的抗蚀能力，适宜安装压缩空气吹灰；3）性脆，不耐冲击；4）鳞片间易堵灰，难清扫；5）连接弯头多，安装工作繁重，易泄漏。第44页/共61页（二）辅助受热面省煤器5、铸铁省煤器的安全使用措施：1）只能用作非沸腾式省煤器，其出口水温至少应比相应压力下的饱和温度低30 。2）在进口处应装置压力表、安全阀及温度计。3）在出口处应设安全阀、温度计及放气阀。4）连接系统有烟气旁通烟道及直接向锅筒供水的给水旁路以便锅炉在启动、停炉或低负荷运行时能将省煤器退出运行并能在运行中抢修。第45页/共61页（二）辅助受热面省煤器第46页/共61页（二）辅助受热面省煤器6、钢管式省煤器：由一系列并联蛇形管和集箱构成，管子做水平叉列布置。工作可靠，体积小，重量轻，价格便宜，但不耐腐蚀。可做成沸腾式的。第47页/共61页（二）辅助受热面省煤器第48页/共61页（二）辅助受热面空气预热器1、作用 利用锅炉尾部烟气的热量加热空气的换热设备。有效降低排烟温度和提高锅炉热效率。2、分类与结构 按传热方式分为：导热式 再生式3、流速确定 空气流速：57m/s。烟速：1014m/s。第49页/共61页（二）辅助受热面空气预热器1）导热式空预器 又称表面式空气预热器。有板式和管式两种。供热锅炉大多采用的是管式空气预热器，分为立式和卧式两种。漏风小；受热面固定和结构较简单；质量重、体积大第50页/共61页（二）辅助受热面空气预热器1烟管管束；2管板；3冷空气入口；4热空气出口；5烟气入口；6膨胀节；7空气连通罩；8烟气出口第51页/共61页（二）辅助受热面空气预热器 2）再生式空气预热器 又称回转式空气预热器。按预热器布置可分为：垂直轴式 水平轴式 按部件旋转方式分为：受热面旋转 风罩旋转 外形小、重量轻、不易腐蚀；结构复杂、漏风量较大。第52页/共61页（二）辅助受热面空气预热器第53页/共61页（二）辅助受热面空气预热器第54页/共61页四、尾部受热面低温露点腐蚀分类：氧腐蚀水蒸汽 酸腐蚀硫酸蒸汽（主要）酸腐蚀原因：烟气中含有SO3、壁温低于露点温度烟气中SO3含量的影响因素：燃料含硫量、燃烧温度 空气过量系数、飞灰性质和数量防范措施：降低SO3含量，提高壁温，采用耐腐蚀材料第55页/共61页五、锅炉安全附件 压力表 安全阀 水位计 高低水位警报器 止回阀 排污阀三大安全附件（基本附件）第56页/共61页（一）压力表 弹簧管式压力表，表盘直径不小于100mm，最大刻度为工作压力的2倍，精度不小于2.5级 避免振动、高温和冰冻 装置存水弯管第57页/共61页（二）安全阀作用：控制锅炉工作压力在允许工作压力下 蒸发量0.50.5t/h(1.4MW)t/h(1.4MW)至少2 2个安全阀 蒸发量0.50.5t/h(1.4MW)t/h(1.4MW)至少1 1个安全阀 省煤器出口（入口）和蒸汽过热器出口必须装设分类：静重式、杠杆式、弹簧式和脉冲式 全升式 hd/4（蒸汽）半升式 h=d/10 低升式 h d/20（省煤器）第58页/共61页（二）安全阀锅炉安全阀总排汽量必须大于最大连续蒸发量所有安全阀开启后，锅筒压力不超过设计压力1.1倍蒸汽安全阀排气量计算 式中，A安全阀排汽面积，mm2 P安全阀入口处蒸汽压力，MPa C流量特性系数 K入口处蒸汽比容修正系数 第59页/共61页（三）水位表作用：显示锅炉水位的安全附件 至少应装两个彼此独立的水位表 蒸发量0.5t/h、电热锅炉、蒸发量2t/h 且已装有一套可靠水位示控装置的可只装一个 蒸发量2t/h还必须设置高低水位报警器分类：玻璃管和平板式要求：汽水连接管内径不得小于18mm，当连接管长度大于500mm或有弯曲时可适当放大，能自动疏水，应装设阀门第60页/共61页感谢您的观看。第61页/共61页