三维动画展示锅炉结构

工业锅炉是重要的热能动力设备，我国是当今世界锅炉生产和使用最多的国家。可以说锅炉是我国工业经济发展不可缺少的“功臣”。今天小编就带您来全面了解它的结构。

锅炉是由“锅”和“炉”两部分组成的。

锅是容纳水和蒸汽的受压部件，包括锅筒、受热面、集箱(也叫联箱)和管道等。其中进行着水的加热，汽化及汽水分离等过程。

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，使其在炉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。

其他构件：

1、锅筒

它的作用是汇集，贮存、净化蒸汽和补充给水。在水管锅炉中，通常有1~2个锅筒，上锅筒称为汽鼓(汽包)，下面的称为水鼓或泥鼓。

上锅筒部有均匀给水的配水槽，汽水分离装置和连续排污装置。热水锅炉锅筒部装配管及隔板等。上锅筒外部装有主汽阀，副汽阀，安全阀，空气阀，水位计，排污管以及压力表等连接管。上锅筒的一端封头或顶部有人孔门。

下锅筒的一端封头上开有人孔，底部装有定期排污装置。上下锅筒之间用许多上升管和下降管(管束)连接，整个部件呈弹性结构。

锅壳式锅炉的锅筒，除起水管锅炉上下锅筒的作用外，还要在其中布置烟管，有的还设有燃烧室的炉膛等受热面，同时锅筒又是受热面的一部分。

装有烟管的锅筒平封头，称为管板。管板为平板形状，外周扳边与筒体焊接。管板上开有许多管孔，通过胀接或焊接方式连接烟管。管板上没有安装烟管的部分，是承压薄弱环节，通常用角板斜拉撑或圆斜拉撑来加强。拉撑焊在筒节与管板之间。

当前新发展一种凸形封头管板和管群连接，进一步减少管板厚度和水流状况，改善了受力情况。

2、水冷壁受热面

水冷壁是布置在炉膛四周的辐射受热面。在工业锅炉中一般用朽φ51×3~φ63.5×3.5mm的锅炉钢管制成，是水管锅炉的主要受热面。辐射受热面吸收火焰辐射热并遮挡炉墙，因而对炉墙起到了保护作用;同时，由于吸热较多，能降低炉膛温度，还有防止燃烧煤层结焦的作用。

水冷壁的上部与上锅简直接连接或先经过上集箱再与上锅筒连

接。上锅筒的炉水经下降管迸人下锅筒和下集箱，经过水冷壁吸热，形成汽水混合物，并上升到上锅筒，组成一个闭合的自然循环。

过去有些快装锅炉的水冷壁管的两侧焊有翼片(又称鳍片)。其目的是更多的接受炉膛辐射热量，同时也增大了对炉墙的遮挡面积。因其加工较难和导热不良，容易产生裂纹，严重时会撕裂水冷壁管，故已较少采用，而逐渐被异形钢管取代。

3、集箱

它是汇集炉管排列联接的主要元件，有分配供水和引出的作用，按其所在位置有上集箱和下集箱或进口集箱和出口集箱之分。

上集箱位于炉管上部，汇集上升管束的水汽混合物，通过导管引人上锅筒。有些上集箱安装在炉墙外部，在与炉管相对的位置开有成排手孔，以便清扫炉管部。

下集箱位于炉管的下部，与下锅筒连接供水、分配给上升炉管。位于炉排两侧的下集箱，具有防止炉排两侧炉墙烧坏或挂焦的作用，称为防焦箱。下集箱有排污管，端部还开有手孔，以便检查清扫集箱部。

除锅炉本体集箱外，在省煤器，过热器等部件上也有各自相应的集箱。

集箱一般由较大直径的无缝钢管和两个端盖焊接而成。近年来有些制造厂将管端旋压收口，取代焊接端盖，结构更加合理。

4、对流管束受热面

对流管束又称对流排管，位于上下锅筒之间，一般由φ51×3mm

的锅炉钢管组成，是水管锅炉的主要受热面。为了充分吸收热量，通常将对流管束中间，用隔陷墙组成来回或转弯的烟道，增加烟气流程，并以较高的烟速横向冲刷管束。通常被烟气先冲刷的管束，由于烟气温度高传热较多，管汽水混合物的密度小，成为上升管，反之烟气温度低传热较少，成为下降管。

烟气冲刷管束，一般采用横向冲刷。因为横向冲刷，其使热效果优于纵向冲刷。同属横向冲刷时，管子错排(或叫叉排)的传热效果又优于顺排形式，但伴随传热效果的提高，烟气流动阻力也相应加大。

5、烟火管受热面

烟管是烟管锅炉和水火管组合式锅炉的主要受热面，它的作用是当炉膛燃烧产生的高温烟气从管流过时，不断对管外的锅水加热，使其逐渐成为蒸汽（或热水）。烟管一般装在锅壳，用焊接或胀接固定在两端管板上。因其安装数量受到锅壳的限制，加上管容易积灰堵塞，管外容易积垢，故不适用于较大型锅炉。但近年来，亦在研究大型水火管锅炉，并取得了一些进展。

近几年来推广应用一种新型烟管：即螺纹烟管，它是在烟管上压出深2mm左右的螺纹状凹槽，改善烟气对管壁的放热，效果显著。这种螺纹烟管与普通烟管相比，传热效果可提高近2倍。

6、过热器

省煤器和空气预热器。它们均属对流受热面。过热器除有对流过热器外，还有辐射过热器，其余的省煤器和预热器均安装锅炉尾部烟

道。它们的作用，主要是进一步降低排烟温度，提高锅炉热效率。

炉位于锅炉本体前方，是燃料燃烧的场所，它包括燃烧设备和炉膛。由于燃料不同和燃烧方式不同，主要有层燃炉，室燃炉，旋风炉、沸腾炉等。他们炉膛四周，都安装了水冷壁管。层燃炉为了加强燃料燃烧还有前、后拱。不同的炉型，其结构虽然不一样，但它们都有组织燃料燃烧的空间和相应的燃烧设备。

锅和炉是由传热过程联系起来的，受热面即是锅和炉的分界面。凡是一侧有放热介质(火焰、烟气)，另一侧就有受热介质(水，蒸汽、空气)，进行着热量传递，它们之间的热交换是依靠受热面。

由锅筒、受热面及其连接管道和烟风道、燃烧设备和出渣设备、炉墙和构架(包括平台、扶梯)等所组成的整体称为锅炉本体。