锅炉基础知识

锅炉基础知识

一．锅炉的工作过程：

锅炉是一种利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水，使水达到所需要的温度（热水）或一定压力蒸汽的热力设备。它是由“锅”（即锅炉本体水压部分）、“炉”（即燃烧设备部分）、附件仪表及附属设备构成的一个完整体。锅炉在“锅”与“炉”两部分同时进行，水进入锅炉以后，在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水，使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽，被引出应用。在燃烧设备部分，燃料燃烧不断放出热量，燃烧产生的高温烟气通过热的传播，将热量传递给锅炉受热面，而本身温度逐渐降低，最后由烟囱排出。“锅”与“炉”一个吸热，一个放热，是密切联系的一个整体设备。

锅炉在运行中由于水的循环流动，不断地将受热面吸收的热量全部带走，不仅使水升温或汽化成蒸汽，而且使受热面得到良好的冷却，从而保证了锅炉受热面在高温条件下安全的工作。

二、常见问题

1．什么叫自然循环锅炉？

所谓自然循环锅炉，是指蒸发系统内仅依靠蒸汽和水的密度差的作用，自然形成工质循环流动的锅炉。2．什么叫锅炉的循环回路？

由锅炉的汽包、下降管、联箱、水冷壁、汽水导管组成的闭合回路，称为锅炉的循环回路。

3．自然循环锅炉的蒸发系统由哪些设备组成？

主要由汽包、下降管、水冷壁管、联箱及导管组成。

4. 水冷壁为什么要分若干个循环回路？

因为沿炉膛宽度和深度方向的热负荷分布不均，造成每面墙的水冷壁管受热不均，使中间部分水冷壁管受热最强，边上的管子受热较弱。若整面墙的水冷壁只组成一个循环回路，则并联水冷壁中，受热强的管子循环水流速大，受热弱的管内循环水流速小，对管壁的冷却差。为了减小各并列水冷壁管的受热不均，提高各并列管子水循环的安全性，通常把锅炉每面墙的水冷壁，划分成若干个循环回路。

5．汽包的作用主要有哪些？

汽包的作用主要有：

（1）是工质加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽，同时作为一个平衡容器，保持水冷壁中汽水混合物流动所需压头。

（2）容有一定数量的水和汽，加之汽包本身的质量很大，因此有相当的蓄热量，在锅炉工况变化时，能起缓冲、稳定汽压的作用。

（3）装设汽水分离和蒸汽净化装置，保证饱格蒸汽的品质。

（4）装置测量表计及安全附件，如压力表、水位计、安全阀等。

6．电站锅炉的汽包内部主要有哪些装置？它们的布置位置和作用怎样？

电站锅炉随参数容量的不同，其汽包内部装置也不完全一样，现以高压和超高压锅炉的汽包为例，介绍其内部装置、它们的布置及主要作用。

沿汽包长度在两侧装设若干旋风分离器，每个旋风分离器筒体顶部配置有百页窗（波形板）分离器，它们的主要作用是将由上升管引入的汽水混合物进行汽和水的初步分离。在汽包内的中上部，水平装设蒸汽清洗孔板，其上有清洁给水层，当蒸汽穿过水层时，便将溶于蒸汽或携带的部分盐分转溶于水中，以降低蒸汽的含盐。靠近汽包的顶部设有多孔板，均匀汽包内上升蒸汽流，并将蒸汽中的水分进一步分离出来。汽包中心线以下150mm左右设有事故放水管口；正常水位线下约200mm处设有连续排污管口，再下面布置加药管。下降管入口处还装设了十字挡板，以防止下降管口产生漩涡斗造成下降管带汽。

7．旋风分离器的结构及工作原理是怎样的？

旋风分离器由筒体、引入管、顶帽、溢流环、筒底导叶和底板等部件组成。

旋风分离器是一种分离效果很好的汽水分离设备。其工作原理及工作过程是：较高流速的汽水混合物，经引入管切向进入筒体而产生旋转运动，在离心力的作用下，将水滴抛向筒壁，使汽水初步分离。分离出来的水通过筒底四周导叶，流入汽包水容积中。饱和蒸汽在筒体内向上流动，进入顶帽的波形板间隙中曲

折流动，在离心力和惯性力的作用下，小水滴被抛到波形板上，在附着力作用下形成水膜下流，经筒壁流入汽包水容积，使汽水进一步分离，而饱和蒸汽从顶帽上方或四周引入汽包蒸汽空间。

8．百页窗（波形板）分离器的结构及工作原理是怎样的？

百页窗分离器是由许多平行的波浪形薄钢板组成，波形板厚度为0.8～l.2mm，相邻两块波形板之间的距离为10mm，并用2一3mm厚的钢板边框固定。

工作原理及过程是：经过粗分离的蒸汽进入百叶窗分离器后，在波形板之间曲折流动。蒸汽中的小水滴，在离心力、惯性力和重力的作用下抛到板壁上，在附着力的作用下，使水滴粘附在波形板上形成水膜。水膜在重力作用下向下流入汽包水容积，使汽水得到进一步分离。由于利用附着力分离蒸汽中细小水滴的效果好，所以百叶窗分离器被广泛地用来作为细分离设备。

9．左右旋的旋风分离器在汽包内如何布置？为什么要如此布置？

旋风分离器虽然能使分离出来的水经过筒底倾斜导叶平稳地流入汽包水容积，但并不能消除其旋转动能，水的旋转运动可能造成汽包水位的偏斜。因此，采用左旋与右旋旋风分离器交错排列的布置方法，可将排水的旋转运动相互抵消，使汽包水位保持稳定。

10．连续排污管口一般装在何处？为什么？排污率为多少？

连续排污管口一般装在汽包正常水位（即“0”位）下200～300mm处。锅水由于连续不断地蒸发而逐渐浓缩，使水表面附近含盐浓度最高。所以，连续排污管口应安装在锅水浓度最大的区域，以连续排出高浓度锅水，补充以清洁的给水，从而改善锅水品质。排污率一般为蒸发量的1％左右。

11．汽包内锅水加药处理的意义是什么？

防止锅内结垢，若单纯用锅炉外水处理除去给水所含硬度，需用较多设备，会大大增加投资；而加大锅水排污，不但增加工质热量损失，也不能消除锅水残余硬度。因此，除采用锅炉外水处理外，也在锅炉内对锅水进行加药处理，清除锅水残余硬度，防止锅炉结垢。其方法是在锅水中加入磷酸盐，使磷酸根离子与锅水中钙镁离子结合，生成难溶于水的沉淀泥渣，定期排污排除，使锅水保持一定的磷酸根，既不产生结垢和腐蚀，又保证蒸汽品质。

12．定期排污的目的是什么？排污管口装在何处？

由于锅水含有铁锈和加药处理形成的沉淀水渣等杂质，沉积在水循环回路的底部，定期排污的目的是定期将这些水渣等沉淀杂质排出，提高锅水的品质。定期排污口一般设在水冷壁的下联箱或集中下降管的下部。

13．水冷壁的型式主要有哪几种？

锅炉水冷壁主要有以下几种：

（1）光管式水冷壁；

（2）膜式水冷壁；

（3）内壁螺旋槽水冷壁；

（4）销钉式水冷壁（也叫刺管水冷壁）。这种水冷壁是在光管表面按要求焊上一定长度的圆钢，以利敷设和固定耐火材料。主要用于液态排渣炉、旋风炉及某些固态排渣炉的燃烧器区域。

14．采用膜式水冷壁的优点有哪些？

膜式水冷壁有两种型式，一种是用轧制成型的鳍片管焊成，另一种是在光管之间焊扁钢而形成。

主要优点有：①膜式水冷壁将炉膛严密地包围起来，充分地保护着炉墙，因而炉墙只须敷上保温材料及密封涂料，而不用耐火材料，所以，简化了炉墙结构，减轻了锅炉总重量；

②炉膛气密性好，漏风少，减少了排烟热损失，提高了锅炉热效率；

③易于制成水冷壁的大组合件，因此，安装快速方便。

15．自然循环的原理是怎样的？

锅炉在冷态下，汽包水位标高以下的蒸发系统内充满的水是静止的。当上升管在锅炉内受热时，部分水就生成蒸汽，形成了密度较小的汽水混合物。而下降管在炉外不受热，管中水分密度较大，这样在两者密度差的作用下就产生了推动力，汽水混合物在水冷壁内向上流动，经过上联箱、导管进入汽包，下降管