1、鍋爐的分類和結(jié)構(gòu)，第一節(jié)鍋爐的分類和結(jié)構(gòu)概要一，鍋爐的分類可以從不同的角度對(duì)鍋爐進(jìn)行分類。 根據(jù)用途可分為電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、機(jī)車鍋爐、船舶鍋爐等。 根據(jù)容量的不同，可以分為大型鍋爐、中型鍋爐、小型鍋爐。 習(xí)慣上將蒸發(fā)量大于100噸/小時(shí)的鍋爐稱為大型鍋爐，將蒸發(fā)量從20噸/小時(shí)到100噸/小時(shí)的鍋爐稱為中型鍋爐，將蒸發(fā)量小于20噸/小時(shí)的鍋爐稱為小型鍋爐。 根據(jù)蒸汽壓力，可以分為低壓鍋爐(壓力1.57MPa )、中壓鍋爐(壓力2.45MPa和3.82MPa )、高壓鍋爐(壓力9.81MPa )的超高壓鍋爐(壓力13.73MPa )、亞臨界鍋爐(壓力16.67MPa )的燃料種類和埃根據(jù)鍋爐的

2、結(jié)構(gòu)可分為鍋殼式鍋爐(火管鍋爐)、水管鍋爐、水火管鍋爐(臥式快裝鍋爐)。 各種燃料燃燒方式：分層燃燒爐、沸騰爐、室內(nèi)燃燒爐。 根據(jù)工程流動(dòng)方式可分為自點(diǎn)火循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐、直流鍋爐等。 火力發(fā)電設(shè)備鍋爐一般是壓力高(中壓以上)、容量大(中型以上)、采用室燃方式的水管鍋爐，可以分為很多種類。 工業(yè)鍋爐一般容量小(65噸/小時(shí)以下)，壓力低(2.45MPa以下)。 多采用分層燃燒，結(jié)構(gòu)風(fēng)格和燃燒設(shè)備的種類多，主要用于工業(yè)生產(chǎn)用蒸汽和暖氣、生活等。 工業(yè)鍋爐的分類如表3-1所示。 二、工業(yè)鍋爐殘奧表系列及型號(hào)表示方法在具體介紹鍋爐結(jié)構(gòu)之前，應(yīng)先介紹鍋爐殘奧表系列和產(chǎn)品型號(hào)。 鍋爐的殘奧儀表和容

3、量不是隨意的，而是特定的，這一方面體現(xiàn)了鍋爐的殘奧儀表和容量相互之間的適應(yīng)性，即恒定的殘奧儀表對(duì)應(yīng)于恒定的容量，殘奧儀表的提高與容量的增大一致。 另一方面，也顯示了鍋爐附屬設(shè)備對(duì)鍋爐的適應(yīng)性以及鍋爐對(duì)蒸汽設(shè)備的適應(yīng)性。 我國(guó)鍋爐的殘奧儀表容量已形成系列并納入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 工業(yè)蒸汽鍋爐的殘奧表系列如3-2所示。 表中所示的額定輸出是指鍋爐燃燒用設(shè)定修正燃料時(shí)的設(shè)定修正殘奧表中的鉻品牌蒸發(fā)量。 在額定輸出及額定出口蒸汽壓力下，鍋爐出口過(guò)熱蒸汽溫度的偏差必須在20以下。 鍋爐的供水溫度分為20、60、105三個(gè)階段，由制造商在設(shè)定訂正時(shí)適當(dāng)決定。 工業(yè)鍋爐的產(chǎn)品形式，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法制定。 產(chǎn)品形式

4、由三部分組成，中間用短線連接。 型號(hào)的第1部分表示鍋爐的型號(hào)、燃燒方式、額定蒸發(fā)量或額定供熱量。 共分為三段：前兩個(gè)“”是兩個(gè)漢語(yǔ)拼音字符，表示鍋爐整體的型式，各個(gè)字符表示表3-3及表3-4所示的具體含義，下面的“”是漢語(yǔ)拼音字符，表示不同的燃燒方式。 參見(jiàn)表35，最后兩個(gè)“”是兩個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字，表示鍋爐的額定蒸發(fā)量或額定供熱量。 其中額定熱量以工程單位表示為KJ/Kg。表33鍋殼鍋爐整體型號(hào)、表34水管鍋爐整體型號(hào)、注：?jiǎn)五佂擦⑹紻L、表35燃燒設(shè)備編號(hào)、注：轉(zhuǎn)爐及拋煤機(jī)d半沸騰爐b； 旋風(fēng)爐x； 表3-6燃料種類的世代號(hào)、表3-5鍋爐燃燒方式號(hào)的第2部分表示介質(zhì)殘奧表，分為修訂2段、中間2段

5、。 中央用斜線隔開。 第1段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示介質(zhì)出口壓力(工序單位為MPa )，第2段用阿拉伯?dāng)?shù)字表示過(guò)熱蒸汽溫度或出水溫度，蒸汽溫度為飽和溫度時(shí)，型號(hào)的第2段沒(méi)有斜線和第2段。 由于飽和溫度取決于壓力，因此形式中的介質(zhì)壓力間接表示飽和溫度。 形式的第三部分表示燃料的種類和設(shè)定修訂步驟。共分為兩部分，前面的“”是與漢語(yǔ)拼音文字相對(duì)應(yīng)的羅馬數(shù)字，表示燃料的種類。 參照表3-6，第二優(yōu)勢(shì)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示設(shè)定訂正順序，沒(méi)有鍋爐系原型設(shè)定訂正那樣的第二段。 為了容易理解和把握，舉上述鍋爐的型號(hào)表示方法為例進(jìn)行說(shuō)明，WNG1-7-A表示臥式內(nèi)燃固定大鍋爐，額定蒸發(fā)量為1噸/小時(shí)，蒸汽壓力為0.69MPa

6、，蒸汽溫度為飽和溫度，燃燒用類煙炭，原形設(shè)定修正。 SZS10-16/350-YQ2表示雙鍋筒立式室燃水管鍋爐，以額定蒸發(fā)量10噸/小時(shí)、蒸汽壓力1.57MPa、過(guò)熱蒸汽溫度350C、燃料氣體并用、油為主，是第二次修訂的產(chǎn)品。 QXW360-7/95/70-A表示強(qiáng)制循環(huán)往復(fù)大型熱水鍋爐，額定供熱量為4.186MW，出水壓力為0.69MPa，出水溫度為95 C，回水溫度為70 C，燃燒用類煙煤，原型修訂。 鍋爐型號(hào)給出了鍋爐的概況，在了解鍋爐的基本概念和知識(shí)的基礎(chǔ)上，熟練掌握鍋爐型號(hào)的表示方法是非常有益的。 三、鍋爐結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展鍋爐結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展與工業(yè)生產(chǎn)需求和科技進(jìn)步密切相關(guān)。 早期的工業(yè)

7、鍋爐出現(xiàn)在18世紀(jì)后期的英國(guó)，由于工業(yè)革命蒸汽開始在工業(yè)上應(yīng)用，生產(chǎn)蒸汽的鍋爐設(shè)備出現(xiàn)了。 該鍋爐圓筒形，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，非常重，蒸汽量小，蒸汽殘奧表和蒸發(fā)效率低。 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，要求鍋爐蒸發(fā)量的增大、蒸汽壓力和溫度的提高、鍋爐效率的提高、金屬消耗量的降低、鍋爐結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展。 如圖3-1所示，鍋爐的結(jié)構(gòu)模式的發(fā)展是沿著兩個(gè)方向進(jìn)行的。 圖3-1鍋爐的型號(hào)發(fā)展的簡(jiǎn)單、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11， 12 2-火管鍋爐3-水管鍋爐4-單火管鍋爐5-雙火管鍋爐6-煙管鍋爐7-煙花管鍋爐8-縱型煙花管鍋爐9-縱型彎曲水管鍋爐10-水筒鍋爐11-全連箱橫水管鍋爐12-分連箱橫水管鍋爐

8、13-直水管鍋爐112 雙鍋筒曲水管鍋爐16-單鍋筒曲水管鍋爐，單向除圓筒形鍋爐外，在圓筒內(nèi)部還增加了受熱面，單火筒鍋爐(柯尼希鍋爐)、雙火筒鍋爐(蘭開夏鍋爐)以及各種煙火管鍋爐相繼出現(xiàn)。 這種鍋爐根據(jù)圓筒體的放置位置分為立式和臥式。 我國(guó)現(xiàn)在把這種火管鍋爐稱為鍋殼式鍋爐。 其基本特點(diǎn)是在大圓筒(鍋殼)中內(nèi)置小圓筒、管或其他形狀的殼體，使大圓筒與小圓筒、管等之間完全隔開，形成套管，套管中容納水，使小圓筒、管等與燃燒室由于燃燒系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)限于一個(gè)鍋殼內(nèi)，因此該鍋爐蒸發(fā)量、蒸汽殘奧表均受到限制，燃燒效果和傳熱效果差，鍋爐效率低。 從安全觀點(diǎn)出發(fā)，燃燒系統(tǒng)配置在鍋盒內(nèi)，鍋盒及內(nèi)部構(gòu)件直接受熱，工作

9、條件變差，鍋盒的裝載能力因各種開孔而顯著減弱，形狀和構(gòu)造有變得復(fù)雜的傾向。 再加上這種鍋爐水容量大、蓄熱多、破壞釋放能量大，所以這種鍋爐安全性能差、事故破壞性大。 但這種鍋爐對(duì)負(fù)荷變動(dòng)適應(yīng)力好，對(duì)水質(zhì)要求低，保養(yǎng)檢修方便，煙風(fēng)阻力小，一船采用自然通風(fēng)。 因此，在一些小型工業(yè)部門、交通運(yùn)輸和生活采暖部門，現(xiàn)在這種鍋爐得到了廣泛的應(yīng)用。 當(dāng)然，現(xiàn)代鍋爐的具體結(jié)構(gòu)、材料、制造質(zhì)量、工作性能等都無(wú)法與初鍋爐相比。 中的組合圖層性質(zhì)變更選項(xiàng)。 另一個(gè)方向是在圓筒外部增加受熱面積。 即突破鍋盒筒體的限制，在鍋筒外設(shè)置燃燒室和受熱面，形成、發(fā)展“水管鍋爐”。 沿著這個(gè)方向，水筒鍋爐、直水管鍋爐、曲水管鍋爐相

10、繼制作而成。目前常見(jiàn)的有二鍋筒曲水管鍋爐和單鍋筒曲水管鍋爐。 水管鍋爐的出現(xiàn)，特別是曲水管鍋爐的出現(xiàn)，是鍋爐發(fā)展史上的飛躍。 這是為了在鍋筒外設(shè)置足夠大的火爐，能夠配置足夠的受熱面，從而增大鍋爐蒸發(fā)量，提高蒸汽殘奧表而在構(gòu)造上是可能的。 另一方面，管式受熱直徑變小，可以承受更高的壓力，曲水管的彈性好，可以承受熱膨脹收縮。 隨著燃燒技術(shù)、傳熱技術(shù)、冶金技術(shù)、制造技術(shù)、水力技術(shù)以及熱工控制技術(shù)的進(jìn)步，使提高鍋爐質(zhì)量、殘奧儀表的可能性迅速實(shí)現(xiàn)，從而相應(yīng)地提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)性、安全可靠性。 水管鍋爐的汽水系統(tǒng)由管道、集箱和鍋筒組成，其系統(tǒng)遠(yuǎn)比鍋殼式鍋爐復(fù)雜，但其部件結(jié)構(gòu)為筒單。 其鍋筒不直接受熱，工作條件

11、優(yōu)于鍋殼鍋爐的筒體。 直接受熱的管道即使爆炸，其危害性也遠(yuǎn)小于筒體的爆炸。 現(xiàn)代的高殘奧儀表大容量鍋爐都是水管鍋爐。 60年代中期，中國(guó)出現(xiàn)了兼具水管鍋爐和殼式鍋爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的水火管鍋爐臥式快裝鍋爐。 20年來(lái)，這種鍋爐在中國(guó)發(fā)展迅速，成為目前國(guó)內(nèi)數(shù)量最多的鍋爐，但其結(jié)構(gòu)性能還需要進(jìn)一步完善。 如上所述，鍋殼式鍋爐的結(jié)構(gòu)特征是1“鍋”和“爐”被一個(gè)殼包圍。 2爐膛小，水冷程度大(整個(gè)金屬爐膛浸水)，燃燒條件差，必須燃燒優(yōu)質(zhì)燃料。 3受熱面少，蒸發(fā)量低，多安裝水管和煙花管，增加受熱面。 4外殼直徑大，孔多，形狀不規(guī)則，內(nèi)部受熱部分與非受熱部分相連，溫度不一致，熱膨脹收縮程度不同，不利于安全工作。

12、5系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，無(wú)煉瓦爐墻和尾部受熱面，運(yùn)輸安裝、運(yùn)行管理和檢驗(yàn)維護(hù)方便。 6對(duì)水質(zhì)的要求低。 水管鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有： 1、爐膛放在筒體外，“爐”不受“鍋”的限制，體積可以小，可滿足燃燒及蒸發(fā)量增加的要求。 2 .將容納水蒸氣的管放入爐膛、煙道作為主要受熱面，鍋筒一般不受熱。 傳熱性能及安全性能均明顯改善。 3、水的預(yù)熱、汽化(沸騰)及蒸汽過(guò)熱在不同受熱面完成。 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)受壓構(gòu)件結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。 5 .由于水的預(yù)熱、氣化及蒸汽過(guò)剩都是在管內(nèi)完成的，所以管的水垢堵塞難以除去，對(duì)水質(zhì)的要求很高。 運(yùn)營(yíng)管理的水平也要求很高。 6、水火管鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是以上兩者之

13、間存在邊界，或兼具水管鍋爐和鍋殼式鍋爐的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 第二節(jié)鍋殼式鍋爐鍋殼式鍋爐分為立式和臥式兩種。 另一方面，立式鍋盒鍋爐立式鍋盒式鍋爐的圓筒形鍋盒豎立設(shè)置，其燃燒室(爐膽)和火管(或水管)都在鍋盒內(nèi)，緊湊，整裝出廠，運(yùn)輸安裝方便。 占地面積小、使用方便的管理。 其蒸發(fā)量一般為1噸/小時(shí)以下，蒸氣壓一般為1.27MPa以下。 均為手燒固定爐，燃燒空間小，水冷程度大，煙氣溫度高達(dá)600700C，熱效率低，約5060%。 立式鍋盒爐下部鍋盒與爐膽連接的部位稱為下腳環(huán)，即注水的套管的底部。 這個(gè)部位受力的情況比較復(fù)雜水渣容易堆積，嚴(yán)重的情況下影響向爐膽下部的正常的熱傳遞的外部接近地面，容易受到腐

14、蝕。 因此，下腳輪的立式鍋爐結(jié)構(gòu)薄弱，最容易發(fā)生各種事故。 (1)立式鍋爐的結(jié)構(gòu)立式橫水管鍋爐是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的鍋爐，立式多橫水管鍋爐是歷史悠久有代表性的鍋爐。 我國(guó)現(xiàn)在不再生產(chǎn)這兩種鍋爐，但現(xiàn)在生產(chǎn)的立式鍋爐基本上是從它們進(jìn)化而來(lái)的。 因此，以這些為例，對(duì)立式鍋殼鍋爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。立式橫水管鍋爐由鍋殼、爐膽、橫水管、沖天管等主要部件構(gòu)成，參照?qǐng)D3-2。 鍋殼是凸形的密封頭或具有平坦的密封頭的圓筒體。 在鍋盒上開設(shè)有人孔、手孔、供水孔、排汽孔及附屬器的修正器連接孔等必要的門孔，密封頭的中央開孔與頂管連接，鍋盒的下部開設(shè)爐子的門環(huán)進(jìn)行連接，收納開孔變?nèi)醯钠惺軆?nèi)壓。 爐膽是玉米盒，頂部是凸形或

15、平形的爐膽頂，爐膽頂?shù)闹醒肱c頂管連接，爐膽下部也與爐門環(huán)連接，爐門環(huán)是燃料的入口，是承受外壓的圓筒殼，爐膽是承受外壓的燃燒室，配置在爐膽下部。圖3-2縱型橫水管鍋爐、1-安全閥座2-總蒸汽閥座3-封頭4-沖天管(包括鑄鐵套)5-人孔6-鍋殼7-爐膽頂8-橫水管9-爐膽10-爐門11-的橫水管有14根，因容量而異。 直徑不超過(guò)250毫米。 鍋盒對(duì)應(yīng)橫水管的部位，開有清掃泥渣的手孔。 頂天管從爐頂通過(guò)鍋殼的頂棚，與煙囪連接，是煙的流出通道，鍋殼內(nèi)部分也受到外壓的圓筒。 天管的下部周圍被水冷卻，上部在鍋盒內(nèi)部分周圍與蒸汽接觸，冷卻狀況差，為了避免煙的加熱變形和腐蝕，在天管內(nèi)部鋪設(shè)鑄鐵制的套筒，延伸到

16、水面的內(nèi)側(cè)。 下腳環(huán)的結(jié)構(gòu)主要有u形和s形兩種，本爐采用u形下腳環(huán)，分別與爐膽和鍋殼焊接。 鍋盒下部的下腳環(huán)附近開有手孔，一般為3到4個(gè)，沿圓周均勻地分布，用于除去下腳泥渣。 發(fā)現(xiàn)該鍋爐煙氣流動(dòng)短，燃燒產(chǎn)物在爐內(nèi)停留時(shí)間短，來(lái)不及充分燃燒和傳熱，煙氣溫度高，熱效率低。 立式多橫火管鍋爐，所謂高壓鍋爐主要由鍋殼、管板、火管、爐膽等部件組成，如圖3-3所示。 圖3-3縱型多橫火管鍋爐，1-封頭2-鍋殼3-拉伸4-后管板5-火管6-后煙箱7-喉罩8-手孔9-下腳環(huán)10-爐門11-爐膽12-前煙箱13、15，鍋殼為不規(guī)則的圓筒體，中段兩側(cè)沿軸向鍋殼上開著各種必要的門洞。 爐膽是半球形的殼體，爐膽與爐門

17、環(huán)和喉罩連接，是承受外壓的2段圓筒，分別是燃料入口和煙流出通道。 爐心下部配置有爐灰。 爐膽整體也是承受外壓的燃燒室。 管板被孔復(fù)蓋，火管膨脹并接合或焊接在兩塊管板之間。 火管是承受外壓的無(wú)縫鋼管，煙從其內(nèi)部流通。 下腳環(huán)為u字狀。 值得注意的是，管板上部和鍋殼相連的地方有兩塊月形平板，為了增強(qiáng)該平板對(duì)內(nèi)壓的承載能力，在平板和圓筒體之間焊接了三角形的支撐板。 該鍋爐的煙流長(zhǎng)：煙從爐膽通過(guò)喉罩進(jìn)入后煙箱，通過(guò)火管進(jìn)入前煙箱，從煙囪排出。 傳熱效果好，立式鍋爐熱效率高。 此外，水容量大，操作方便。 但是，該鍋爐結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，加工困難，比較重，管間水垢難以除去，膨脹管容易泄漏，也是淘汰產(chǎn)品。 (二)現(xiàn)在常見(jiàn)的立式鍋殼式鍋爐1、立式曲水管鍋爐的結(jié)構(gòu)如圖3-4所示，由鍋殼、爐膽、曲水管等主要部件組成。 鍋盒是圓筒盒，頂部焊接著凸形的密封頭。 下部通過(guò)u字下腳環(huán)與爐膽相連。 爐膽是一個(gè)小圓筒殼，頂部焊接著凸形的爐膽頂。 曲水管分為兩組，分別在爐膽內(nèi)部及鍋殼外部沿周向配置。爐膽內(nèi)部的曲水管的上部與爐膽頂連接，下部與爐膽連接的鍋殼外部的曲水管的上下兩端都與鍋殼連接，周圍被環(huán)狀煙道包圍。 爐床位于爐膽下部，高溫?zé)煔鈧鲗?dǎo)到爐膽壁和內(nèi)部曲水管后