锅炉基本知识分析

卧式锅壳式锅炉
这种锅炉与同等容量的水管锅炉相比，结构简单容易形成快 装形式。锅炉本体主要由炉胆、转烟室、烟管和锅壳组成。在锅 壳和管板间根据强度需要布置斜拉杆，管板与管板间布置有直拉
杆，炉胆可为波纹形、直管形、或波纹直管混合形。最常用的是
中心回燃式结构和三回程结构。 卧式内燃锅炉的烟气流程是：燃料在炉胆中燃烧，产生的高 温烟气经辐射换热后进入烟管对流放热，最后排出锅炉。因此烟 气必须经过回转才能进入烟管。通常将烟气由炉胆至第二回程烟 管的回转部位称为转烟室。而由第二回程至第三回程的转弯部位 则称为前烟箱（室）。
1、炉胆布置的多种方式
作为卧式内燃锅壳式锅炉，其炉胆（燃烧室及辐射受热面） 是布置在卧式锅壳之内的。当锅炉的炉胆布置在锅壳的正中心偏 下时，称为下偏置结构。其上方及左右均有烟管管束。当炉胆在 左下方或右下方时，称左偏置或右偏置结构，同时烟管管束布置 在另一侧。偏置结构形式可使整台锅炉受热面布置紧凑，锅炉体 积小。中小型热水锅炉一般将炉胆布置在锅壳的中心位置，即炉 胆和锅壳是同一中心线，炉胆周围布置烟管。随着锅炉设计出力 的增加，燃烧室直径的增大又受到技术上的限制（炉胆最大壁厚 限制），因此出现了一个锅壳中布置两个炉胆的结构，即双炉胆 结构，工业锅炉的炉胆布置方式基本是这四种结构（船用锅炉还 有三炉胆，以及四炉胆的结构）。
额定蒸汽温度
蒸汽锅炉在规定的负荷范围、额定蒸汽压力和额定给水温度下
连续运行必须保证的锅炉出口的蒸汽温度。单位为℃。对于有过热
器的锅炉，就是过热器出口的蒸汽温度；对没有过热器的锅炉，就 是其相应额定压力下的饱和温度。工业锅炉的出口蒸汽温度参数系
列，除饱和蒸汽温度外，还有250，350，400℃三个过热温度。
3、立式直水管锅炉图3－3所示。 该锅炉虽然有直水管束， 但其燃烧室在锅壳之内，管束 布置在上下锅筒之间，也可视 为在锅壳之内，因此将其列入 锅壳锅炉之列。锅炉本体由封 头、上下锅筒、上下管板、炉 胆、U型下脚圈、中心大直径 下降管和上升管束等组成。燃 油（气）在燃烧室产生的高温 烟气经喉管进入管束，绕中心 大直径下降管回转360°（外 围是烟箱）散热后，至烟箱
锅炉基本知识

锅炉及参数的概念
锅炉就是利用燃料燃烧释放出的热能或用其他 形式的热能将工质（水或其它流体）加热到一定参数 （压力、温度）的设备。它由锅和炉两大部分组成。 锅是指吸收热量并传给工质的受热面系统，炉是将燃 料的化学能转变为热能的燃烧设备。 锅炉的功能是通过热能转换以输出具有规定特性 的蒸汽或热水。而表征蒸汽或热水的物理特性或状态 的物理量就称为状态参数，一般称为参数。热力状态 参数共有六个，常用的就是压力和温度。
烟水管
主要指汽水在管内流动，烟气在管外流动的水管锅炉受热面 的管子。
烟管
又称火管。主要指烟气在管内流动，置于锅水之中的锅壳锅 炉的对流受热力高于大气压又不大于5kPa压力的燃烧方式 。
锅壳式锅炉
按锅炉安装后锅壳的纵向轴线与地面的位置关系分为： 1、轴线与地面垂直，称为立式，用汉语拼音字母“L”表示。 2、轴线与地面平行，称为卧式，以汉语拼音字母“W”表示。
锅炉型式的定义
锅筒
水管锅炉中用以组成水循环回路，进行汽水分离和储存水汽的 筒型压力容器，由封头和筒体组成。是水管锅炉的一个重要部件。
锅壳
锅壳式锅炉中容纳汽和水及加热受热面的筒型压力容器，由管 板（封头）和筒体组成。
炉膛
又称燃烧室。锅炉中使燃料和空气混合，燃烧，高温火焰和烟 气对其受热面进行传热的空间。
半湿背、半干背 为了保护砖衬不被烧坏，于是在转烟室出现了仿效水管锅 炉炉膛的水冷壁结构。即在正对炉胆出口的耐火层里面（或中 间）加装水冷管，以减低耐火层温度。这就是所谓的“半湿背 ”或“半干背”，如图3－5所示。
额定出水温度
热水锅炉在额定回水温度、额定回水压力和额定循环水量的条
件下，长期连续运行时应保证的出口热水温度。单位也是℃。热水 锅炉标准参数系列有5个出水温度，即95，115，130，150和180℃。
额定蒸发量
蒸汽锅炉在额定参数（压力、温度）、额定给水温度、使用设 计燃料并保证锅炉效率、连续运行时的最大蒸发量。其单位为吨/ 时（t/h）或公斤/时（kg/h）工业锅炉标准参数系列有0.1，0.2， 0.5，1，2，4，6，8，10，15，20， 35和65t/h，共13个蒸发量级 别。
排出。由于烟气横向冲刷管束，所以它比埋头封头式锅炉的烟管 传热效果好。因上下筒壳均有人孔，对检查清理管板比较方便。 这种锅炉的工作压力一般不超过1.0MPa，出力不超过2000kg/h。 以上三种型式锅炉，其蒸汽空间小，这是立式锅壳式锅炉容 量不可能大的主要原因。根据工业锅炉的蒸汽容积负荷（单位时 间从单位蒸汽空间流出的蒸汽体积，即m3/m3h）特性，如果容积 负荷太大，就会造成输出的蒸汽大量带水，恶化蒸汽品质，严重 时还会导致汽水共腾，影响锅炉正常运行。 随着工作压力的提高，锅壳和炉胆的壁厚相应增加，这不仅 要增大制造成本，还会使炉胆产生过大的热应力，对炉胆的安全 工作不利，因此，立式锅壳锅炉的压力不可能设计得太高。
原机械工业部以JB/T1626标准规定了工业锅炉的“总体型式代 号”，如下表所示：
锅壳锅炉总体型式代号
总体类型 立式水管 立式火管 卧式外燃 卧式内燃 代号 LS（立水） LH（立火） WW（卧外） WN（卧内）
水管锅炉总体型式代号
总体类型 单锅筒立式 单锅筒纵置式 单锅筒横置式 双锅筒纵置式 双锅筒横置式 强制循环式 代号 DL（单立） DZ（单纵） DH（单横） SZ（双纵） SH（双横） QX（强循）
按燃烧室（炉膛）与锅壳的位置关系分为：
1、燃烧室在锅壳之外，称为外燃，以汉语拼音字母“W”表示 。
2、燃烧室在锅壳之内，称为内燃，以汉语拼音字母“N”表示
。 按主要受热面分为水管（S）和火（烟）管（H）。
水管式锅炉
按水循环方式分为： 1、自然循环锅炉。如果锅炉只有一个锅筒，则称单锅筒，以 “D”表示；如果锅炉有二个锅筒，则称双锅筒，以“S”表
额定给水温度
是指蒸汽锅炉在规定负荷范围内应当保证的给水温度。工业锅 炉的给水温度为20℃，60℃和105℃。
锅炉效率
即锅炉热效率。是指锅炉输出的蒸汽或热水的有效利用热量 Q 与同一时间进入锅炉的燃料完全燃烧放出的热量Qr的百分比，通常 用符号“η ”表示。即 η ＝Q/Qr×100% 燃油燃气锅炉产品的热效率，机械工业部的行业标准有规定， 燃油锅炉应保证80％－85％，燃气锅炉应保证82％－87％。对容量 大的锅炉要求效率高。
炉胆
又称火胆。锅壳锅炉中的炉膛或燃烧室。
受热面
锅炉用来传递热量的金属壁面。
辐射受热面
主要以辐射换热方式从放热介质吸收热量并传递给吸热介质的 受热面。如水管锅炉的炉膛水冷壁，锅壳锅炉的炉胆等等。
对流受热面
主要以对流换热方式从烟气中吸收热量并传递给吸热介质的受 热面。如水管锅炉的对流管束，锅壳锅炉的烟管等。
锅炉的型号
锅炉的型号就是将总体型式代号和参数等，按规定的方式进 行组合，以表示锅炉产品的型式和主要性能及规格。 JB/T1626规定的工业锅炉产品型号编制方法是：
x x
锅炉 型式 代号 燃烧 方式 代号 额定蒸发量 （t/h） 或额定热功率 （MW）
x x
x x
燃料种 类代号 （过热）蒸汽温度或出水 温度 / 进水温度
2、埋头封头式结构
如图3－2所示。
锅炉本体由短而粗的炉胆（燃烧 室），上下管板，埋头烟室，烟管和 锅壳等主要零部件组成。为强化低温 区的传热，烟管上半段内装有增加烟 气扰动的扰流片。锅炉结构简单，燃 烧室密封性能好，埋头烟室的管板浸 没在水空间（图中正常水位线以下）， 使管板能得到较好的冷却。燃烧室和 埋头烟室的空间较大，便于管板的检 修。但如果管板水侧结垢，清理不够 方便。另外，烟管中的烟气容易形成 偏流，受热面利用率低。
示；
2、强制循环锅炉。如果锅炉无锅筒，则锅炉为强制循环锅炉， 以“QX”表示； 按锅筒纵向轴线与燃烧火焰及烟气的流向位置关系分为： 1、 锅筒与烟气流向平行，称纵置式，以“Z” 表示。
2、 锅筒与烟气流向垂直，则称横置式，以“H” 表示。
锅炉主要部件的组合形式，就称之为锅炉的“总体型式”。为 便于设计制造与用户选用，
常压锅炉在型号前加“ C”表示常压锅炉，表示压力段省略
。 电热锅炉表示为“WDR”，其余段意义相同。
锅炉本体的基本构造
锅炉分为锅壳式和水管式两大类，实际上就是其本体结构的 区别。
立式锅壳式锅炉
立式锅壳式锅炉的锅壳纵向轴线与地面垂直，所以锅炉整体 是竖立的，具有占天不占地的优势，锅炉本体结构也较简单。
2、关于“干背”与“湿背”
干背 初期的燃油燃气锅炉的转烟室置于后烟箱内，是由耐火砖或耐 火混凝土砌筑、在其外面再加一层隔热材料和钢制护板制成的，如 图3－4。这种结构是从燃煤锅炉的转烟室沿袭而来的。但实践证明， 这种结构很难适应燃油燃气锅炉。因为在燃煤锅炉上，煤的燃烧热 强度较低，烟气进入转烟室的温度一般都在 800℃以下，而且燃煤 锅炉都是负压燃烧。燃油燃气锅炉则不同，他们基本上都是微正压 燃烧，热强度也高，烟气进入转烟室的温度一般在 900℃以上。因 此，砖制结构的转烟室不仅外表面温度高，而且常常被烧坏。又由 于其密封性差，高温烟气外漏，往往使外部钢制护板严重过热变形， 影响锅炉正常运行。这种结构的转烟室，由于后面没有水的冷却， 所以称“干背”。
额定蒸汽压力
是指在规定的给水压力和负荷范围内长期连续运行所必须保 证的锅炉出口的蒸汽压力，也就是锅炉铭牌上标明的压力。单位 为MPa。我国工业锅炉参数系列规定有6个压力级别，即0.4，0.7， 1.0，1.25，1.6和2.5MPa（表压）。
额定出水压力
热水锅炉在额定循环水量的条件下，由循环泵在锅炉出口所 维持的压力。单位亦为 MPa 。我国的热水锅炉参数规定的出水压 力级别与蒸汽锅炉相同。 一些进口的锅炉，其压力单位为巴（ bar ）或磅力平方英寸 ，即1bf/in2,亦即PSi。其换算关系是： 1bar＝0.1MPa 1bf/in2（PSi）＝0.00689476MPa