第三章锅炉受热面
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锅炉_受热面材料_解释说明以及概述
锅炉受热面材料解释说明以及概述1. 引言1.1 概述锅炉是一种能将水转化为蒸汽的设备，广泛应用于工业生产和能源领域。
作为锅炉的关键部件之一，受热面材料（也称为换热面）充当着将能量传递给工作介质的核心角色。
不同的受热面材料拥有各自的特点和应用场景，并且在锅炉性能和效率方面起着重要作用。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对受热面材料进行解释说明和概述。
首先，我们将定义受热面及其分类，并介绍不同受热面材料的特性与选择因素。
然后，我们会详细探讨钢板受热面、合金钢管受热面以及填料管束受热面的解释说明及其在实际应用中的场景。
接下来，我们将讨论受热面材料的技术要点与改进方向，包括材料强度与耐蚀性优化技术、密封性能提升技术以及耐高温材料发展方向和创新技术点。
最后，我们将对文章的要点进行总结，并展望受热面材料未来的发展趋势。
1.3 目的本文的目的是深入探讨和全面介绍受热面材料在锅炉中的重要性及其相关知识。
通过对不同受热面材料特性、应用场景以及技术要点的解释说明，读者将能够更好地理解受热面材料在锅炉中的作用，并且为未来的受热面材料改进与创新提供参考依据。
2. 受热面材料的定义与分类2.1 受热面的定义受热面是指锅炉内与燃料接触并受到高温和高压的部分，用于进行能量转移和传导。
它是锅炉中最重要的部件之一，直接影响着锅炉的性能和效率。
2.2 受热面材料的分类根据受热面材料的特性和用途，可以将其分为以下几类：2.2.1 钢板受热面：钢板是常见的受热面材料之一，具有良好的机械性能和导热性能。
常用于锅炉的壁板、头盖板等位置。
根据使用条件不同，钢板也可细分为低合金钢板、高合金钢板等。
2.2.2 合金钢管受热面：合金钢管由含有多种合金元素的特殊钢制成，具有较高的耐腐蚀性和耐高温性能。
在高温工况下，合金钢管广泛应用于锅炉中作为受热面来传达或吸收能量。
2.2.3 填料管束受热面：填料管束由多根小直径的管子组装而成，以增大受热面积，并提高能量传递效率。
第三章 锅炉热平衡
其它热损失： 其它热损失：冷却热损失
冷却水未接入锅炉汽水循环， 冷却水未接入锅炉汽水循环，吸收部分热量并带出炉 外，并入灰渣物理热损失中计入锅炉热平衡。 并入灰渣物理热损失中计入锅炉热平衡。
建筑环境与设备专业 南京理工大学
第三章 锅炉热平衡
第三节 锅炉的热效率
一、正平衡效率与反平衡效率 1、正平衡法
建筑环境与设备专业 南京理工大学
第三章 锅炉热平衡
2、反平衡法
在实际试验过程中， 在实际试验过程中，测出锅炉的各项热损失， 测出锅炉的各项热损失，应用 下式来计算锅炉的热效率。 下式来计算锅炉的热效率。
η gl = q1
= 100 − ( q2 + q3 + q4 + q5 + q6 )%
建筑环境与设备专业 南京理工大学
Q2 = I py
[
q4 − α pyV (ct ) lk 1 − 100
0 k
]
式中 Ipy——排烟的焓， 排烟的焓，由烟气离开锅炉最后一个受热面处的烟气温 度和该处的过量空气系数决定， 度和该处的过量空气系数决定，kJ/kg； kJ/kg； αpy ——排烟处的过量空气系数 ——排烟处的过量空气系数； 排烟处的过量空气系数； Vk0——1kg ——1kg燃料完全燃烧时所需理论空气量 1kg燃料完全燃烧时所需理论空气量， 燃料完全燃烧时所需理论空气量，m3/kg； /kg； (ct)lk——1m ——1m3空气连同其带入的10g 空气连同其带入的10g水蒸气在温度为 10g水蒸气在温度为t 水蒸气在温度为t℃时的焓 ，kJ/ m3； tlk——冷空气温度 ——冷空气温度， 冷空气温度，一般可取20 一般可取2020-30℃ 30℃。
第三章 锅炉的热平衡
13
第四节 气体不完全燃烧热损失 • 气体不完全燃烧热损失是由于一部分可燃性气体 （氢、甲烷、一氧化碳等）尚未燃烧就随烟气排 出所造成的损失。 • 主要与锅炉的结构、燃料特性、燃烧过程组织以 及操作水平有关。
14
气体不完全燃烧热损失计算
15
气体不完全燃烧热损失的经验选取－p69,表3－4
16
影响气体不完全燃烧热损失的因素
10
固体不完全燃烧热损失的计算
Q4hz = Qhz
Q4lm = Qlm
Rhz Ghz 100 B
Rlm Glm 100 B
kJ/kg kJ/kg kJ/kg
Q4fh = Q fh
R fh G fh 100 B
通常灰渣、漏煤和飞灰中的可燃物质被认为是固定碳，取其发 热量等于32866kJ/kg，因此总的固体不完全燃烧热损失可按 下式计算：
17
第五节 排烟热损失
• 由于技术经济条件限制，烟气在排入大气的温度 由于技术经济条件限制， 要远远高于进入锅炉的空气温度，这部分被排烟 要远远高于进入锅炉的空气温度， 带走的热量称为排烟热损失。 带走的热量称为排烟热损失。 • 影响因素主要是排烟温度与排烟容积。 影响因素主要是排烟温度与排烟容积。
•
•
3
第一节锅炉热平衡组成
• 热平衡公式
kJ/kg
其中 Qr—每公斤燃料带入的热量， Q1—锅炉有效利用热量， Q2—排烟热损失， Q3—气体不完全燃烧热损失， Q4—固体不完全燃烧热损失， Q5—锅炉散热损失， Q6—灰渣物理热损失及其它热损失。
4
5
Qr = Q + ir + Qzq + Qw1
锅炉效率：
6
第二节
第四节 气体不完全燃烧热损失 • 气体不完全燃烧热损失是由于一部分可燃性气体 （氢、甲烷、一氧化碳等）尚未燃烧就随烟气排 出所造成的损失。 • 主要与锅炉的结构、燃料特性、燃烧过程组织以 及操作水平有关。
14
气体不完全燃烧热损失计算
15
气体不完全燃烧热损失的经验选取－p69,表3－4
16
影响气体不完全燃烧热损失的因素
10
固体不完全燃烧热损失的计算
Q4hz = Qhz
Q4lm = Qlm
Rhz Ghz 100 B
Rlm Glm 100 B
kJ/kg kJ/kg kJ/kg
Q4fh = Q fh
R fh G fh 100 B
通常灰渣、漏煤和飞灰中的可燃物质被认为是固定碳，取其发 热量等于32866kJ/kg，因此总的固体不完全燃烧热损失可按 下式计算：
17
第五节 排烟热损失
• 由于技术经济条件限制，烟气在排入大气的温度 由于技术经济条件限制， 要远远高于进入锅炉的空气温度，这部分被排烟 要远远高于进入锅炉的空气温度， 带走的热量称为排烟热损失。 带走的热量称为排烟热损失。 • 影响因素主要是排烟温度与排烟容积。 影响因素主要是排烟温度与排烟容积。
•
•
3
第一节锅炉热平衡组成
• 热平衡公式
kJ/kg
其中 Qr—每公斤燃料带入的热量， Q1—锅炉有效利用热量， Q2—排烟热损失， Q3—气体不完全燃烧热损失， Q4—固体不完全燃烧热损失， Q5—锅炉散热损失， Q6—灰渣物理热损失及其它热损失。
4
5
Qr = Q + ir + Qzq + Qw1
锅炉效率：
6
第二节
第3章 锅炉的热平衡
• Dzy自用汽耗汽量t/h；Nzy自用电耗量kWh/h；b生产每度电的 标准耗煤量kg/kWh(取0.197)
3-2
• 锅炉热平衡试验的要求
– 进行试验的情形：锅炉新产品鉴定、锅炉运行调整、比较设备改造维修 前后效果 – 试验应在锅炉热工况稳定和燃烧调整到试验工况1h后开始。热工况稳定 系指锅炉主要热力参数在许可波动范围内且平均值已不随时间变化，不 同类型锅炉自冷态点火开始至稳定的规定时间也不同 – 试验所用燃料应符合设计要求 – 参数波动限制：锅炉出力、蒸汽锅炉压力、过热蒸汽温度、蒸汽锅炉给 水温度、热水锅炉进出口温差等 – 其他：安全阀不得启跳、不得吹灰、不得定期排污 – 试验结束时，锅筒水位、煤斗煤位与开始时一致 – 试验期间给水量、过量空气系数、给煤量、炉排速度、煤层等也应基本 相同
3-1 锅炉热平衡的组成
• 计算基准
– 以1kg固体/液体燃料（或1m3气体燃料）为单位计算的
• 锅炉热平衡方程
– Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+ Q6
• Qr锅炉输入热量；Q1锅炉输出热量；Q2排烟热损失；Q3气体不完 全燃烧热损失；Q4固体不完全燃烧热损失；Q5锅炉散热损失；Q6 其他热损失；单位kJ/kg
G hz、G lm、G fh 每小时灰渣、漏煤、飞 灰质量；Chz、Clm、C fh各自碳含量
• 灰分平衡方程
100 C fh BA ar 100 Chz 100 Clm G hz G lm G fh 100 100 100 100
1 G hz
100 C fh 100 Chz 100 Clm G lm G fh BA ar BA ar BA ar
Car 1.738 0.0025 r t
锅炉操作工(初级)第三章
第六节 给水除氧
一、热力除氧
1.淋水盘式除氧器
图3-8 淋水盘式热力除氧器
1-排水管 2-软化水入口 3-多孔配水盘 4-蒸汽分配器 5-蒸汽管 6-水位表 7-出水管 8-热水箱 9-压力表 10-除氧塔
第三章 锅炉水质处理
第六节 给水除氧
2.喷雾填料式除氧器
图3-9 喷雾填料式除氧器
1-喷嘴 2-垫圈 3-再沸腾管4-水箱 5-除氧头图
技能型人才培训用书
国家职业资格培训教材
锅炉操作工(初级)
国家职业资格培训教材编审委员会 编 丘 伟 主编
技能型人才培训用书
国家职业资格培训教材
第三章 锅炉水质处理
依据劳动和社会保障部
制定的《国家职业标准》要求编写
第三章 锅炉水质处理
培训学习目标
在完成本章学习后，能够掌握工业锅炉 安全阀、压力表、水位计、阀门等附件的结 构、类型和特点；掌握安全阀、压力表、水 位计等附件日常维护与保养的基本方法和常 见故障原因分析及处理。
第三章 锅炉水质处理
第六节 给水除氧
二、解吸除氧
图3-10 解吸除氧系统图
1-除氧水泵 2-喷射器 3-混合管 4-挡板 5-解吸器 6-除氧水箱 7-给水泵 8-水封 9-汽水分离器 10-反应器 11-冷却器
第三章 锅炉水质处理
第六节 给水除氧
二、解吸除氧
1.钢屑除氧
图3-11钢屑除氧器
2)锅炉受热面损坏
3)破坏正常水循环 4）缩短锅炉寿命
第三章 锅炉水质处理
第一节 锅炉水处理的重要性
二、低压锅炉常见的几种腐蚀
（1）氧腐蚀 （2）二氧化碳腐蚀 （3）苛性脆化 1)锅水中含有大量的碱性物质（NaOH） 2)锅炉铆接处或胀口处不严密 3)金属内部存在应力
电站锅炉受热面防护热喷涂技术
电站锅炉受热面防护热喷涂技术第一章概述第一节我国电力工业的发展概况第二节火力发电锅炉的分类第三节电煤质量对火电厂锅炉设备的影响第二章锅炉受热面的作用及结构设置第一节锅炉受热面的总体结构设置第二节水冷壁的作用及结构设置第三节过（再）热器管的作用及结构设置第四节省煤器的作用及结构设置第五节空气预热器的作用及结构设置第三章锅炉受热面腐蚀磨损的原因和危害第一节国外锅炉受热面高温腐蚀和磨损机理的研究第二节国内锅炉受热面高温腐蚀和磨损机理的研究第三节循环流化床锅炉受热面磨损的原因分析第四节锅炉受热面高温腐蚀磨损的危害第四章国内锅炉受热面防护技术的研究和应用第一节水冷壁管渗铝技术的应用第二节省煤器防磨护瓦导流板的应用第三节低温空气预热器搪瓷管的应用第五章锅炉“四管”防护热喷涂技术的研究和应用第一节国外锅炉水冷壁管热喷涂技术的研究和应用第二节我国锅炉“四管”防护热喷涂技术的研究和应用第三节锅炉“四管”防护热喷涂技术在陕西火电厂推广应用第四节锅炉“四管”防护热喷涂技术在河北火电厂推广应用第五节陕西、河北火电厂锅炉“四管”应用热喷涂技术实践的意义第六章我国锅炉“四管”喷涂设备的发展和应用第一节电弧喷涂设备的研制和发展第二节超音速电弧喷涂设备的研究和应用第三节亚音速火焰喷枪的研究和应用第七章锅炉受热面喷涂材料的研究和应用第一节喷涂材料研究的基本原则第二节主要元素对喷涂材料性能的影响第三节金属喷涂丝材的研究和应用第四节粉末材料的研究和应用第五节粉芯丝材的研究和应用第六节纳米陶瓷涂料的研究和应用第七节锅炉受热面喷涂材料的选择第八章锅炉“四管”喷涂工艺选择和技术规范第一节锅炉受热面喷涂工艺的选择第二节锅炉受热面喷涂前的预处理第三节锅炉受热面喷涂工艺技术规范第四节涂层封孔剂的应用第九章锅炉受热面防护喷涂工程的科学管理第一节锅炉受热面防护喷涂工程管理存在的问题第二节科学制定招标文件第三节锅炉“四管”防护喷涂工程的科学管理第四节推广锅炉“四管”防护喷涂工程的先进经验第十章促进锅炉受热面防护热喷涂技术的深入发展第一节大中型火电厂建立热喷涂技术中心第二节发电集团公司建立地区热喷涂技术服务公司第三节组建大型集团公司推动热喷涂技术深入发展第四节充分发挥热喷涂协会的主导作用。
第3章—锅炉机组热平衡
28
2020/12/4
29
（三）炉渣取样
• 对于煤粉炉来说，炉渣取样同飞灰取样相比是次要的。 • 对采取水力除灰的煤粉炉，在进行试验时，为保持燃烧稳定和避免漏风，
一般不放灰和冲灰。 • 对采取机械除灰的煤粉炉，可每隔30分钟采样一次。 • 一般来说炉渣的原始试样数量应不少于炉渣总量的5%。
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32866Glz Clz BQr
q4fh
Q4fh Qr
100
32866 Gfh B Qr
C fh 100
100
32866GfhC fh BQr
q4
q4lz
q4fh
32866 BQr (GlzClz
G fhC fh )
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8
• 灰平衡方程
B Aar 100
Glz
Alz 100
G fh
[3]排烟温度过高的原因?
漏风（制粉系统、炉膛、烟道等）
受热面积灰、结渣 给水温度和环境温度
煤质变化
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（4）锅炉散热损失q5 q5为锅炉本体及其范围内各种管道、附件的温度高于环境温度而散 失的热量。
影响q5的主要因素：锅炉额定蒸发量、锅炉实际蒸发量、锅炉外表 面积、外表面温度、保温隔热性能及环境温度等。
Afh 100
B Aar 100
Glz
100 (
Clz
100
)
G fh
100 (
C
fh
100
)
1 Glz (100 Clz ) Gfh (100 Cfh )
Glz
lz BAar
100 Clz
BAar
lz
锅炉受热面
自然循环锅炉的水冷壁
•
• • • • • • • • •
• • • • • •
自然循环锅炉的水循环回路如右图，它是由布置在炉顶的气泡，炉外不受热的 下降管和炉内受热的上升管组成的汽水流动封闭通道，用以完成锅炉水的蒸发任务 在水循环回路中，由于进入冷水冷壁的水受热变成汽水混合物，其密度小于下降 管内饱和水的密度，因此在下联箱两侧产生压力差，此压力差的作用下，上升管 的汽水混合物向上流动并进入气包，在气包内通过汽水分离装置分离出来的饱和 蒸汽引出到过热器，而分离出的水与省煤器的的给水混合后，有经过下降管进入 水冷壁重复上述循环.这种利用工质密度差所产生的推动力，使水及汽水混合物在 水循环回路中不断流动，称为自然循环 自然水循环的推动力又叫运动压头，是由于下降管和上升管内工质密度不同造成 的，故数值上等于密度差乘以高度.这一压头正好克服下降管和上升管等循环回路 的阻力，维持水循环的安全进行.当工质的密度差越大和高度越高时，运动压头就 越大，循环就越安全。工质的密度差在压力一定时取决上升管内的含气率，当上 管受热越强，含气率越高，密度差就越大。运动压头越大，循环也就越安全。 水循环回路是否安全可靠的评价指标是循环流速和循环倍率： 循环流速是指上升管入口处的流速，反映了管内流动的水生成的蒸汽和炉水带走 污垢的能力。 循环倍率是上升管进口处水的总流量与上升管的产气量的比值，反映了1Kg的蒸 汽需要多少千克水进入水循环系统进行循环. 水循环回路要有足够的循环流速和循环倍率才能保证水循环安全可靠.对于超高压 规定的最小循环流速大于1m/s，循环倍率不小于2.5。
半辐射式过热器
•半辐射式过热器是指布 置在炉膛出口处折焰角上 方的管屏式过热器，是由 许多片管屏沿炉膛宽度方 向均匀布置，相邻屏间留 有500-1500mm的间隙， 以形成畅通的烟气通道， 每片管屏由若干管子与联 箱焊接成联箱中间阁开， 形成进出口联箱。布置好 的过热器一方面吸收火焰 的辐射热，另一方面吸收 烟气流动的对流热，故称 半辐射式过热器.
锅炉设备管理之一受热面管理课件
锅炉设备管理之一受热 面管理课件
目录
Contents
• 受热面管理概述 • 受热面的运行管理 • 受热面的安全与环保管理 • 受热面管理的技术发展与趋势 • 受热面管理的实际案例分析
01 受热面管理概述
受热面的定义与功能
01
受热面是指锅炉中直接与高温烟 气或火焰接触，将热量传递给水 或蒸汽的金属表面。
实时监测与预警系统
通过安装传感器、建立数据采集系统等手段，实时监测受热面的运行状态，及时发现异常情况并预警 。
智能决策支持系统
基于大数据分析和人工智能技术，对受热面运行数据进行挖掘和分析，为管理人员提供决策支持。
05 受热面管理的实际案例分析
某电厂受热面改造案例
1 2
改造背景
随着国家对环保要求的提高，某电厂原有受热面 已无法满足新的排放标准，需要进行改造。
受热面的运行其在设计范围内，防止过热或低 温导致的腐蚀或结垢。
压力监控
监控受热面的进出口压力，确保其在设计范围内，防止超压或低压 力导致的安全问题或性能下降。
流量监控
监控受热面的流量，确保其在设计范围内，以保持锅炉效率。
受热面的维护与保养
01
02
03
定期检查
受热面的安全与环保标准
国家标准
遵守国家和地方的相关安全与环保标准，确保受热面符合要求。
企业标准
制定企业内部的受热面安全与环保标准，强化安全管理。
行业标准
参考行业内的相关标准，提高受热面的安全与环保水平。
04 受热面管理的技术发展与趋势
新型受热面材料的研发与应用
耐高温、耐腐蚀材料
如陶瓷涂层、合金钢等，提高受热面 材料的耐高温和耐腐蚀性能，延长使 用寿命。
目录
Contents
• 受热面管理概述 • 受热面的运行管理 • 受热面的安全与环保管理 • 受热面管理的技术发展与趋势 • 受热面管理的实际案例分析
01 受热面管理概述
受热面的定义与功能
01
受热面是指锅炉中直接与高温烟 气或火焰接触，将热量传递给水 或蒸汽的金属表面。
实时监测与预警系统
通过安装传感器、建立数据采集系统等手段，实时监测受热面的运行状态，及时发现异常情况并预警 。
智能决策支持系统
基于大数据分析和人工智能技术，对受热面运行数据进行挖掘和分析，为管理人员提供决策支持。
05 受热面管理的实际案例分析
某电厂受热面改造案例
1 2
改造背景
随着国家对环保要求的提高，某电厂原有受热面 已无法满足新的排放标准，需要进行改造。
受热面的运行其在设计范围内，防止过热或低 温导致的腐蚀或结垢。
压力监控
监控受热面的进出口压力，确保其在设计范围内，防止超压或低压 力导致的安全问题或性能下降。
流量监控
监控受热面的流量，确保其在设计范围内，以保持锅炉效率。
受热面的维护与保养
01
02
03
定期检查
受热面的安全与环保标准
国家标准
遵守国家和地方的相关安全与环保标准，确保受热面符合要求。
企业标准
制定企业内部的受热面安全与环保标准，强化安全管理。
行业标准
参考行业内的相关标准，提高受热面的安全与环保水平。
04 受热面管理的技术发展与趋势
新型受热面材料的研发与应用
耐高温、耐腐蚀材料
如陶瓷涂层、合金钢等，提高受热面 材料的耐高温和耐腐蚀性能，延长使 用寿命。
fc锅炉原理第三章
第三节 锅炉的各项热损失p43
一、机械不完全燃烧热损失
机械不完全燃烧热损失是由于灰中含有未燃尽的碳造成的热损失。 运行中的煤粉锅炉，机械炉渣中可燃物含量的百分数来计算。
第三节 锅炉的各项热损失p44
一、机械不完全燃烧热损失
机械不完全燃烧热损失q4是燃煤锅炉主要热损失之一，通常仅次于排烟热 损失。影响机械不完全燃烧热损失q4的主要因素有：燃烧方式、燃料性质、煤粉 细度、过量空气系数、炉膛结构以及运行工况等。
第三节 锅炉的各项热损失p46
三、排烟热损失
减小q2的措施：
1.锅炉在运行中，受热面积灰、结渣等会使传热减弱，促使排烟温度升高。 因此，锅炉在运行中应注意及时地吹灰打渣，经常保持受热面的清洁。
2.炉膛及烟道漏风，不仅会增大烟气容积，漏人烟道的冷空气还会使漏风 点处的烟气温度降低，从而使漏风点以后所有受热面的传热量都减小，所以 漏风还会使排烟温庋升高。漏风点越靠近炉膛，对排烟温度升高的影响越大。 因此，尽量减少炉膛及烟道的漏风，也是降低排烟热损失的一个重要措施。
第一节 锅炉热平衡 p41
二、锅炉热平衡的意义
研究锅炉热平衡的意义，就在于弄清燃料中的热量有多少 被有效利用，有多少变成热损失，以及热损失分别表现在哪 些方面和大小如何，以便判断锅炉设计和运行水平，进而寻 求提高锅炉经济性的有效途径。
锅炉设备在运行中应定期进行热平衡试验（通常称热效率试 验），以查明影响锅炉效率的主要因素，作为改进锅炉的依 据。
第二节 锅炉输入热和有效利用热 p41
一、锅炉输入热
对应于1kg固体或液体燃料输入锅炉的热量Q，包括燃料收到基低位 发热量、燃料的物理显热、外来热源加热空气时带入的热量和雾化燃油 所用蒸汽带人热量，即
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《锅炉原理》
一、锅炉管束
采用锅炉管束的原因： 工业锅炉压力比较低，水的汽化蒸发吸热占水在锅炉 中总吸热的比例很大（在以后受热面的配臵中详细 讲），因此仅靠炉膛中水冷壁的吸热远不能满足吸热 要求，故在炉膛出口后面还要布臵较多的蒸发受热面 即锅炉管束。如图
§3-3 锅炉管束型受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 折焰角
对高压锅炉及超高压锅炉，广泛采用平炉顶 结构，炉顶由过热器顶棚管组成。在平炉顶结构 中，后水冷壁上部常做成一个折焰角（或简称鼻 子）与上集箱相连，炉膛出口处不装凝渣管束。
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 折焰角的作用
c: 埋管受热面。
§3-1受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
1、辐射受热面 是以辐射换热为主要换热方式的受热面。 其特点是传递热量的多少主要取决于辐射换热 的强弱。虽然也有对流换热，但换热的影响基 本上可忽略。 主要包括:
板式辐射受热面
管式辐射受热面
如炉胆 如水冷壁
§3-1受热面
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 折焰角的结构
折焰角的突出部分一般为为炉 膛深度的30％左右 一般取
25 ~ 45, 45 ~ 75
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
在近代动力锅炉中，炉墙上均敷设了水冷壁。 中压锅炉的水冷壁是蒸发受热面。 高压和超高压锅炉的水冷壁主要是蒸发受热面， 但炉膛顶部常布臵辐射过热器。 在直流锅炉中，一部分水冷壁用作加热受热面 和过热受热面，但水冷壁仍然主要是蒸发受热 面。在超临界压力直流锅炉中，水冷壁是用作 加热水和过热蒸汽。
《锅炉原理》
一、锅炉管束
锅炉管束的结构 锅炉管束通常采用上下锅筒结构，管子两端 胀接或焊接在上下锅筒上。一般上大下小，作为 锅筒最小直径不小于800mm。管束采用上锅筒， 下大集箱的连接方法。 由于工作压力低，锅筒壁不太厚，制造容易， 采用双锅筒结构是比较经济的。为简化制造工艺， 在设计时通常使管子形状尽量标准化，如选用相 同的弯管半径。
§3-4 直流锅炉的水冷壁
第 直流锅炉 三 工质在各受热面一次性强 章 制流过。给水由给水泵进入省 锅 煤器，经炉膛蒸发受热面、对 炉 蒸 流过渡区、过热器，然后送往 发 汽轮机。各部分流动水阻力全 受 由水泵来克服。 热 面
轧制鳍片管的焊接
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构
钢管加扁钢工艺制造的膜式水冷壁
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构
膜式水冷壁管节距的选择
1. 从经济的角度看，最好采用尽可能大的管间节距， 即采用尽可能宽的鳍片。可减少金属耗量，并可降低 贵重金属的耗量。 2. 从安全性来说，鳍片也不能过宽，否则在同样 向火面热负荷下，鳍端的金属温度就增高，可能产 生过烧。 3. 膜式水冷壁的s/d一般选为1.3-1.35。目前国内各 锅炉制造厂对自然循环锅炉的膜式水冷壁采用节距 s=80mm，管径d=60mm,管壁厚3、5、6mm。
§3-3 锅炉管束型受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
二、凝渣管束 1、凝渣管束的作用 A、防止后部受热面结渣 （也称防渣管束）。
B、可均匀炉膛出口处的 烟气速度场和温度场， 减轻后面受热面热偏差。
C、可吸收蒸发热量。
§3-3 锅炉管束型受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构
膜式水冷壁的优点
A、炉膛密封性好，漏风量少，炉膛可采用微正压燃烧。 B、可降低锅炉的排烟热损失，从而提高锅炉的热效率。 C、对炉墙保护好，炉墙温度大大降低，可使其厚度减 薄，减轻重量和简化炉膛结构。
D、可缩短起动和停炉时间。
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
一、水冷壁的作用 第 三 章 1）保护炉墙 锅 炉 蒸 1、水冷壁的作用 发 受 2）固定炉墙 热 面
3）主要受热面
《锅炉原理》
A、减小烟气的高温作用 B、防止灰渣粘在炉墙上 C、防止炉墙磨损 对于敷在水冷壁管子上的 炉墙，即敷管炉墙或管承 D、减轻炉墙重量 炉墙，水冷壁也起了悬吊 的作用。 接受高温烟气的辐射， 换热能力强
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 卫燃带的敷设
通常是在水冷壁管上焊有 较多φ6～12mm，长20～ 25mm的销钉（或称抓钉）， 外涂铬矿砂耐火塑料（90％ 铬矿砂和3％耐火粘土，再加 上6％～7％的水玻璃）
§3-3 锅炉管束型受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
一、锅炉管束 •由于管束较密集，若中间有管子损坏，修 理困难，只能采取堵管的方法。而采用下 集箱连接，修理就更加困难。 •锅炉管束一般都设计成烟气横向冲刷，为了 保证烟气恰当的流速，必须在管束中用耐火 砖或铸铁板将烟道分隔成几个烟气流程。有 时在热水炉中采用纵向冲刷，以保证一定的 下降区。
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构
2、膜式水冷壁 大容量锅炉较多采用了膜式 水冷壁，将炉墙全部遮蔽。 膜式水冷壁大多由光管和鳍 片（扁钢条）焊接而成
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
三、水冷壁的结构
《锅炉原理》
第 三 章 锅 钢厂轧制和挤压鳍片管制成的膜式水冷壁，只在小批量 炉 生产时才比较经济。 蒸 发 受 热 面
卫燃带的构造 1-水冷壁管 2-销钉 3-铬矿砂耐火塑料
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构 卫燃带上销钉的作用
1.固定耐火材料； 2.将耐火材料上的热量传给水冷壁，使 耐火涂料得到冷却，延长使用期限。
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
§3-2自然循环锅炉水冷 壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
水冷壁的作用 水冷壁分类 光管水冷壁 膜式水冷壁
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
水冷壁是指布臵在炉 膛四周、炉墙内壁面 附近的平行并列管， 是一种管式辐射受热 面。管子内有工质流 动和冷却。是一般水 管锅炉必须具备的受 热面。
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
2、对流受热面 是传热过程以对流换热为主的受热面。 主要包括:
这些受热面的作用、 构造、布置以及工质 和烟气的热工数据有 很大的不同，但其传 热过程都是以对流换 热为主。
凝渣管束 锅炉管束 对流过热器和再热器 省煤器
空气预热器
§3-1受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
1、增加了水平连接烟道的长度，并空出了 凝渣管束的位臵，可以在不增加锅炉深度（指左 右方向）的情况下布臵更多的过热器受热面，通 常这个部位用以布臵屏式过热器。 2、增加炉膛充满度，改善烟气流冲刷屏式 过热器的空气动力特性，增加横向冲刷的作用， 增加烟气流程，加强烟气混合，使烟气流沿着烟 道高度分布趋于均匀。
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
二、水冷壁形式
1、光管 光管式水冷壁就是通过锅 筒及集箱连接起来的一排布臵 在炉墙内侧的光管。如图 2、膜式壁 膜式水冷壁就是各光管之 间用鳍片或扁钢焊接成的一管 屏。如图
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
三、水冷壁的结构
水冷壁的热膨胀问题：
a)安装时的位置 b)运行时的位置 1-水冷壁管 2-拉钩 3-膨胀间隙 4-支架 5-张力构件
§3-3 锅炉管束型受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
锅炉管束 凝渣管束
§3-3 锅炉管束型受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
§3-3 锅炉管束型受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
一、锅炉管束
A、传热效果好 错列 B、阻力大，要用机械通风 管束布臵 顺列 A、吹灰、清灰好 B、阻力小，用在自然通风 C、换热效果低 管束管径：一般为φ51×3或φ51×3.5。
§3-3 锅炉管束型受热面
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
《锅炉原理》
三、水冷壁的结构
水冷壁节距：相邻两管中心线之间的 距离。如图 水冷壁管在炉膛内布臵的紧密程度与节 距s和管子外经d的比值（s/d）有关。 s/d↑：管子布臵较稀，炉墙受热↑， 金属利用率↑，但炉墙保护↓ s/d↓：即布臵较密，金属利用率↓， 炉墙的保护作用↑
§3-2 自然循环锅炉水冷壁
第三章 锅炉蒸发受热面
第三章
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面
锅炉蒸发受热面
《锅炉原理》
第三章
第 三 章 锅 炉 蒸 发 受 热 面