锅炉各受热面的结构及布置形式

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锅炉各受热面的结构及布置形式

锅炉各受热面的结构及布置形式一、省煤器省煤器在锅炉中的主要作用是：①吸收低温烟气的热负以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。

②由于给水在进入蒸发受热而之前先在省煤器内加热，这样就减少了水在蒸发受热面内的吸热量，因此可用省煤器替代部分造价较高的蒸发受热面。

也就是以管径较小、管壁较薄、传热温差较大、价格较低的省煤器来代替部分造价较高的蒸发受热面。

③提高了进入汽包的给水温度，减少于给水与汽包壁之间的温差，从而使汽包热应力降低。

基于这些原因，省煤器已成为现代锅炉必不可少的部件。

按照省煤器出口工质的状态省煤器可分为沸腾式和非沸腾式两种。

如出口水温低于饱和温度，叫做非沸腾式省煤器，如果水被加热到饱和温度并产生部分蒸汽，就叫做沸腾式省煤器。

省煤器按所用材质又可分为铸铁式和钢管式，铸铁式耐磨损和耐腐蚀但不能承受高压。

钢管省煤器应用于大型锅炉，它是由许多并列（平行)的管径为28～42mm 的蛇形管组成。

蛇形管可以顺列也可错列。

为使省煤器受热面结构紧凑，一般总是力求减小管间节距。

管子多数为错列布置。

错列布置省煤器的结构如图6—3所示。

蛇形管的两端分别与进口联箱和出口联箱相连，联箱一般布置在烟道外。

省煤器的管子固定在支架上，支架支承在横梁上而横粱则与锅炉钢架相连接。

省煤器管子一般为光管，为了强化烟气侧热交换和使省煤器结构更紧凑可采用鳍片管、肋片管和膜式受热面，它们的结构如图6—4所示。

焊接鳍片管省煤器所占据的空间比光管式大约少20％～25％，轧制鳍片管省煤器可使外形尺寸减少40％一50％。

鳍片管和膜式省煤器还能减轻磨损。

这主要是因为它比光管省煤器占有空间小，因此在烟道截面不变的情况下，可采用较大的横向节距。

从而使烟气流通截面增大，烟气流速下降磨损减轻。

肋片式省煤器主要特点是热交换面积明显增大，这对缩小省煤器的体积、减少材料消耗很有意义。

主要缺点是积灰比较严重。

省煤器蛇形管通常均取水平放置，以利于停炉时排水。

而且尽可能保持管内的水自下而上流动以利于强制流动的水动力特性和便于排除水被加热后所释放的空气，避免引起管内空气停滞产生内壁局部的氧腐蚀。

锅炉受热面的作用及结构

3、提高了给水温度，减少给水与汽包壁的温差，降低热应力，延长使用寿命。
省煤器分类及布置特点
1、按制造材料：钢管式、铸铁式(压力 < 4 MPa) 2、按水的预热程度：非沸腾式、沸腾式(中压)
沸腾式：其出口水温不仅可达到饱和温度，而且可使部分水汽化，汽化水量一般约占给水量的10％～15％，最多不超过20％，以免省煤器中介质的流动阻力过大。非沸腾式：其出口水温比相应压力下的饱和温度低。 3、错列减少积灰、换热强、磨损大顺列利于吹灰、换热弱、磨损小
具有一定的蓄热能力，能较快适应外界负荷变化；
内部装置可以提高蒸汽品质；外接附件保证锅炉工作安全。
水冷壁的作用
水冷壁的类型及结构
光管式水冷壁膜式水冷壁销钉式水冷壁
膜式水冷壁的优点
直流锅炉水冷壁的布置
2.防渣管（凝渣管）
布置在锅炉燃烧室出口的加大横向节距的水冷壁管子。多由后墙水冷壁上升管组成。
过热器中流动的工质温度最高，放热系数小，工作条件最差；为了避免使用贵重金属并保证传热温差，供热锅炉的过热器一般布置在烟温 900℃左右的烟道中。
辐射式过热器
辐射式过热器指布置在炉膛中直接吸收炉膛辐射热的过热器。辐射式过热器有多种布置方式。
墙式过热器—布置在炉膛内墙上，结构与水冷壁相似；
过热器及再热器的形式
根据布置位置与传热方式，分为对流式、半辐射式、辐射式三种。供热锅炉采用的都为对流式过热器，由蛇形管构成。
根据放置形式分为立式、卧式。对流式过热器目前多为立式，支吊简单可靠，不易积灰，但疏水排气性差。
根据蒸汽和烟气的流向，分顺流、逆流、混流，多采用混流。
3.对流管束
思考：高压锅炉和低压锅炉在布置受热面上有何区别？

《锅炉原理》课件-第6章锅炉受热面

蛇形管的结构
单管圈
双管圈
多管圈
过热器的蛇形管可以做成单管圈、双管圈或多管圈，这与锅炉的容量和管内必须维持的蒸汽流速有关。在烟气通路截面不变并保持烟气流速的情况下，可通过改变管圈数目来改变蒸汽速度。如由单管圈变为双管圈，蒸汽通路截面积增大一倍，蒸汽速度降为原来的一半，而过热器若顺列布置，则管圈的增加不影响烟气通路截面和烟气流速。
3. 水冷壁的固定：在小容量锅炉中，水冷壁通常采用支撑下集箱的办法来固定，热膨胀向上进行。大型电站锅炉水冷壁与上下集箱直接焊接，采用上部固定下部自由膨胀的方法固定。即将水冷壁的上集箱悬吊在锅炉钢架上，下集箱由水冷壁悬吊着。凝渣管：布置在炉膛出口具有较大节距的蒸发受热面。早期布置防渣管的目的是让这部分受热面吸收烟气热量，烟温进一步降低，使飞灰凝固，防止布置在其后节距较小的过热器管上结渣，而且凝渣管自身节距较大，结渣可能性较小。凝渣管是由后墙水冷壁在炉膛出口位置拉稀形成。现代大容易电站锅炉中的凝渣管用于联络上联箱至汽包，及悬吊后墙水冷壁，故又称悬吊管。冷灰斗、折焰角也是由水冷壁弯曲得到。
2. 膜式水冷壁：各光管之间用鳍片或扁钢焊接成一组管屏，四壁连成一个整体。现代大型锅炉多采用此结构。膜式水冷壁有两种结构，一种是光管与扁钢的焊接，另一种是轧制鳍片管焊接。
绝热层
特点：炉墙蓄热量少，炉膛升温快，缩短启停时间，利于负荷调节。防止水冷壁管壁超温，相邻管子光管扁钢膜式水冷壁可辅助冷却。
刚性较好，增强炉膛抗爆能力。
设计及制造工艺较复杂。
轧制鳍片管膜式水冷壁
3. 销钉式水冷壁：为保证燃烧器区域高温，利于低挥发分煤的着火燃烧，可在光管式或膜式水冷壁管上焊接销钉，用于敷设卫燃带。销钉可使铬矿砂耐火材料与水冷壁牢固连1-水冷壁管 2-销钉 3-铬矿砂耐火材料

锅炉结构

锅炉结构锅炉是由“锅”和“炉”两部分组成的。

一、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内的辐射热，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。

二、“炉”是燃烧系统，它的任务是使燃料在炉内良好的燃烧，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。

工业锅炉的构造及燃烧设备—锅炉的炉型

3. 传热方面：水管锅炉合理布置对流和辐射受热面，充分组织烟气和受热面的换热；
4.水管锅炉锅筒内不布置烟管，空间增大了，可布置汽水分离装置，提高了蒸汽品质。
水管锅炉系列
➢ 水管锅炉是汽水在管内流动吸热，烟气在管外冲刷放热的锅炉。
➢ 水管锅炉与火管锅炉相比具有下列优点： 1. 在结构方面：没有特大直径的锅筒和烟管； 2. 在燃烧方面：炉膛不再受锅筒限制，可根据燃料特性自如布置，改善了燃烧条件，热效率有较大提高； 3. 在传热方面：可尽量组织烟气对水管的横向冲刷，与烟管的纵向冲刷相比传热系数提高；
按锅筒数目分类：单锅筒及双锅筒。
按锅筒布置形式分类：纵置式、横置式及立置式。按锅筒与受热面相对位置分类：D型、O型及A型。
水管锅炉分类
1.按锅筒数目分类
1.按锅筒数目分类
双锅筒锅炉：
对流管束
锅筒
两个锅筒（上锅筒和下锅筒），分别与对流管束上下端连接，
形成的对流受热面布置在炉膛的一侧。
2.按锅筒布置形式分类
第三回程：烟气在炉前水平转向左侧对流烟道（第二对流烟道），由炉前向炉后流动，最后离开锅炉本体。
二、工作原理 2、煤灰流程
燃煤
链条炉排炉前煤斗
灰渣
老鹰铁
灰渣斗
煤灰流程如图所示，煤由煤斗落到链条炉排上，煤层随炉排向后移动，在移动过程中完成煤的燃烧过程的三个阶段，最后燃尽的灰渣移到炉排末端，经老鹰铁落入灰渣斗。
二、工作原理
3、汽水流程
软化除氧水
给水泵
省煤器
锅筒
水循环回路
锅筒水空间
水
汽水分离装置
水循环回路
锅筒
分气缸
蒸汽过热器
饱和蒸汽

锅炉主要受热面

对于中压锅炉，也采用纯对流过热器，布置在炉膛出口的水平烟道中。过热器分成两级，蒸汽的低温级布置在低温部分，采用碳钢作为材料，常用逆流布置；蒸汽的高温级布置在烟气的高温部分，部分或全部应用低合金钢作为材料，常用顺流或混流布置，使蒸汽的最高温度处布置在烟温比较适中的地方。在两级过热器之间用中间集箱连接，使蒸汽混合，并作左右交叉。在高压和超高压以上的锅炉中，广泛采用屏式过热器，也有用辐射过热器，组成辐射—对流过热器系统。为减轻热偏差的影响，常需把过热器分成更多的级数。在大型锅炉中，一般均采用一次再热的系统，再热器的布置与采用的保护方式有关。如果不设旁路保护，再热器一般布置在过热器之后其烟温应低于850℃，在启动及汽轮机甩负荷时，允许再热器短时间干烧。如设旁路时，再热器一般与过热器交叉布置。
因此在炉膛出口还需要布置这样的对流受热面。通常在管束中用耐火砖把烟道隔成几个流程，同时各流程的烟气流通截面随烟气温度降低而逐渐缩小，以保持足够高的烟气流速。一般采用Φ51*3的管子作锅炉管束，节距S1=100mm，S2=95mm，弯管半径R=160mm。
凝渣管是布置在炉膛出口的对流管束。这个管束在结构上横向和纵向节距都设计得很大，因此它本身不容易结渣，即使在锅炉燃烧不正常时在凝渣管上结了一些渣也不容易把烟气通道堵塞。同时烟气流过这个管束时，它的温度会降低几十度，烟气中携带的飞灰就会因此而凝固，不致粘接在受热面上。凝渣管可以保护后面密集的过热受热面不结渣堵塞，因此有时它也称为防渣管束。一般锅炉中的凝渣管常由后墙水冷壁上部拉稀组成。一般采用Φ60*3.5和Φ60*5的管子，节距S1/d=3-5， S2/d=3-5。现代高压锅炉及超高压锅炉一般不采用凝渣管的结构，而以在炉膛出口的屏式过热器来代替，同时炉顶也布置顶棚过热器。

第五章-1 锅炉受热面的作用及结构解析

第三节省煤器及空气预热器
省煤器和空气预热器在尾部烟道的布置管式空气预热器
省煤器和空气预热器在尾部烟道的布置回转式空气预热器
一、省煤器
省煤器的作用：
1、降低排烟温度，减少排烟热损失，节约燃料； 2、减少蒸发受热面，降低锅炉造价：
以管径小、管壁薄、价格较低的省煤器代替管径大、管壁厚、价格较高的水冷壁换热好(低温、强制流动、逆流布置)
下降管
作用：把汽包内的水连续不断地通过下联箱供给水冷壁，以维持正常的循环。
布置在炉外不受热有小直径分散型和大直径集中型两种
联箱
作用：汇集、混合、分配工质。布置在炉外不受热由无缝钢管两头焊接平封头构成。
汽包
汽包的作用
是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽和大致分界点；
具有一定的蓄热能力，能较快适应外界负荷变化；
过热器及再热器的形式
根据布置位置与传热方式，分为对流式、半辐射式、辐射式三种。供热锅炉采用的都为对流式过热器，由蛇形管构成。
根据放置形式分为立式、卧式。对流式过热器目前多为立式，支吊简单可靠，不易积灰，但疏水排气性差。
根据蒸汽和烟气的流向，分顺流、逆流、混流，多采用混流。
过热器中流动的工质温度最高，放热系数小，工作条件最差；为了避免使用贵重金属并保证传热温差，供热锅炉的过热器一般布置在烟温 900℃左右的烟道中。
3、提高了给水温度，减少给水与汽包壁的温差，降低热应力，延长使用寿命。
省煤器分类及布置特点
1、按制造材料：钢管式、铸铁式(压力 < 4 MPa) 2、按水的预热程度：非沸腾式、沸腾式(中压)
沸腾式：其出口水温不仅可达到饱和温度，而且可使部分水汽化，汽化水量一般约占给水量的10％～15％，最多不超过20％，以免省煤器中介质的流动阻力过大。非沸腾式：其出口水温比相应压力下的饱和温度低。 3、错列减少积灰、换热强、磨损大顺列利于吹灰、换热弱、磨损小

3锅炉受热面组合安装方案

3 锅炉受热面组合安装方案（1）本体受热面的吊装顺序1）锅炉受热面分炉膛和后水平烟道两个区域进行吊装。

○1炉膛部分：右墙水冷壁→左墙水冷壁→前墙水冷壁→第一隔墙水冷壁→灰斗前隔墙水冷壁→第二隔墙水冷壁→分流屏→后墙水冷壁○2水平烟道部分：右包墙水冷壁→左包墙水冷壁→蒸发器1→3级过热器→2级过热器→1级过热器→蒸发器2→3级省煤器→2级省煤器→1级省煤器→顶棚管。

（2）水冷壁安装方案：水冷壁采用膜式管排，分段制造供货，现场进行组合，分片吊装。

1）水冷壁组合水冷壁按各墙分别组合成片，上、下集箱与水冷壁进行组合，各层刚性梁与水冷壁一起组合吊装。

水冷壁在锅炉组合场进行组合，适当加固防止吊装变形。

2）水冷壁安装水冷壁组件采用20t平臂起重机和350t履带吊（一台主吊，一台配合）吊装，两侧墙和前墙直接从炉顶板梁间贯入，上部各组件直接穿装吊杆就位。

中间隔墙吊梁缓装，待两侧墙吊装后在进行隔墙吊梁的吊装，安装焊接牢固后再进行隔墙水冷壁的吊装，后墙水冷壁预先抛锚到后部钢架上，待过热器安装结束后，再就位安装。

○1水冷壁部分a做好设备开箱检查，外形几何尺寸校验，单侧水冷壁整体要在组合场预组合，重点保证整体的尺寸和对角线误差不超标。

b所有管排和散管要做管道通球试验及压缩空气吹扫，并做好管口封堵措施，保证管道内部清洁。

水冷壁组件起吊前做好起吊加固，以免管材变形。

c及时做好管排就位找正，水冷壁上联箱等要和钢架临时加固，临时加固不得与联箱母材焊接。

d膜式壁与散管的密封焊要分区落实责任人，不得错焊、漏焊，不得损伤管材，加强检查。

○2刚性梁部分a做好外观检查，保证刚性梁外形尺寸和外观质量。

b保证刚性梁安装后合理热膨胀，按设备图纸要求进行焊接，不错焊、不漏焊，与水冷壁管的连接铁件焊接时不得损伤管材。

c刚性梁角部正确安装，保证角度，膨胀自如。

d刚性梁的止晃装置按图安装好。

（3）蒸发受热面安装1）锅炉设置有两级蒸发受热面，悬吊结构，一、二级分别安装在水平烟道进口及省煤器前。

第7章锅炉各种受热面的作用及结构

（2）保护炉墙。由于水冷壁的存在，使得火焰只能部分或完全不接触炉墙，从而起到保护作用。
分类：Βιβλιοθήκη 光管式和膜式。光管式水冷壁就是通过锅筒及集箱连接起来的一排布置在炉墙内侧的光管。所谓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。
西安交通大学锅炉研究所
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钢管加扁钢工艺制造的膜式水冷壁
膜式水冷壁
西安交通大学锅炉研究所
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较大容量的锅炉一般做成平炉项，但一般在炉膛后墙水冷壁上部接近炉膛出口处设有折焰（烟）角。这样做的目的是：提高炉膛内的充满程度，避免涡流与死角，提高炉膛辐射受热面的利用程度，改善屏式过热器及对流过热器的冲刷条件，防止上部烟气短路。增加水平连接烟道长度，在不增加锅炉深度下，可布置更多的对流受热面。
为此，各国都对蒸汽温度的允许偏差都明确的规定，此外，还规定的允许汽温变化速度，持续时间等。
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三、汽温调节的原理和主要方法 1、变化特性饱和蒸汽在过热器中被加热提高温度后即变成过热蒸汽。由热量平衡关系有：
i
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其中
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再热器的作用与结构
过热器在汽轮机中膨胀作功到一定程度后，再回到锅炉中进行加热，然后再回到汽机中作功，这种受热面就叫再热器。它实质上也是过热器，但与前面所讲的过热器相比，工质的压力较低，大约 1/5~1/3 。一般都做成对流式，布置在水平烟道或垂直烟道中。布置在水平烟道中，常垂直放置，布置在垂直烟道中，常水平放置。由于蒸汽的压力低，密度小，放热系数小，使得再热器不宜放在烟温度较高的区域，一般≤800℃

锅炉本体结构和主要受热面

锅炉启动时间：冷态启动
7～8小时
温态启动
2～3小时
热态启动
1～1.5小时
极热态
＜1小时
水冷壁前上集箱顶棚进口集箱二级过热器汇集集箱过热器二级减温器二级过热器进口集箱三级过热器进口集箱三级过热器出口集箱水冷壁凝渣管束水冷壁后墙出口集箱
高再进口集箱高再出口集箱后竖井前墙集箱再热器减温器低再出口集箱再热器减温器后竖井吊挂管集箱后竖井中隔墙集箱一级过热器出口集箱后竖井吊挂管集箱后竖井后墙集箱顶棚出口集箱
主要用于褐煤型锅炉
日本超临界燃煤锅炉均采用此种布置方式
适合600MW-1050MW超临界燃煤变压锅炉
-高灰份缺乏1000MW超临界燃煤变压锅炉经验
结构与安装具备成熟的结构技术及众多业绩，需研究大容量超临界锅炉可靠性可靠性高
性能及运行煤适应性好（采挡板调节再热汽再热器采用喷水及燃烧器摆动调温，对
螺旋水冷壁管
• 炉膛下部水冷壁（包括冷灰斗水冷壁、中部螺旋水冷壁）都采用螺旋盘绕膜式管圈，从水冷壁进口到折焰角水冷壁下标高52608.9 mm处。
锅炉本体
1、总体布置
采用П型布置形式
П型布置是传统普遍采用的方式，烟气由炉膛经水平烟道进入尾部烟道，在尾部烟道通过各受热面后排出。
其主要优点是锅炉高度较低，尾部烟道烟气向下流动有自生吹灰作用，各受热面易于布置成逆流形式，对传热有利等。
布置简图
锅炉∏型布置和塔型布置的比较
概念业绩
世界上烟煤型锅炉典型布置
特点：气密性好，减少炉膛漏风，改善燃烧，降低锅炉的排烟热损失；增加传热面积，减少高价钢材；减轻炉墙厚度和重量，降低成本；蓄热少，锅炉启动速度加快；炉膛抗爆能力增强；可成片安装，便于悬吊，缩短工期；制造、检修工艺复杂。（对炉墙具有良好的保护作用，不用高温耐火材料，只需轻质保温材料降低炉墙质量，蓄热量只是使用耐高温材料锅炉的1/4左右，燃烧室升温和降温速度快，使启动和停运过程缩短）

锅炉受热面结构范文

锅炉受热面结构范文1.墙壁受热面：墙壁受热面是锅炉最基本的受热面结构之一，分为水冷壁和磁化壁两种。

水冷壁通常由管子组成，管子内充满水，通过管道循环，在燃烧室周围形成一层水膜，起到吸收热量的作用。

磁化壁则是通过电磁感应加热壁面，使其达到高温，吸收燃烧产生的热量。

2.顶棚受热面：顶棚受热面一般位于锅炉的顶部，用于吸收燃烧室高温烟气中的热量。

顶棚受热面通常由屏护管、螺旋状管和烟气逆流管等组成。

屏护管一般位于顶棚的下部，用于抵御高温烟气的侵蚀，保护螺旋状管和烟气逆流管；螺旋状管主要用于增加受热面积，提高热传导效率；烟气逆流管则充分利用烟气的余热，提高燃烧效率。

3.屏式受热面：屏式受热面也是一种常见的受热面结构，通常位于燃烧室的前墙和后墙之间。

屏式受热面由一系列垂直的屏管组成，这些屏管一般和墙面成一定的角度，用于阻挡燃烧室中的高温烟气，将其强制分布到屏管的两侧。

这样可以延长烟气与受热面的接触时间，提高吸热效果。

4.低温省煤器：低温省煤器位于锅炉烟气的后部，主要用于回收烟气中的余热，提高锅炉的热效率。

低温省煤器通常由一系列平行的管道组成，烟气在通过管道时会与低温省煤器表面的管道壁发生热量交换，将部分热量传递给水，使其升温。

低温省煤器能够降低烟气排放温度，提高燃烧效率，同时还能减少烟气中的污染物排放。

5.高温省煤器：高温省煤器位于锅炉烟气的前部，主要用于回收烟气中的余热，提高热效率。

高温省煤器通常由一系列平行的管道组成，燃料燃烧后的高温烟气会在高温省煤器中与管道壁面发生热量交换，传递给水，使其升温。

高温省煤器能够提高燃烧效率，减少燃料的消耗，降低锅炉排放的烟气温度。

总之，锅炉受热面结构的选择对锅炉的性能和效率有着重要的影响。

不同类型的锅炉需要根据自身的燃烧特点和工作要求选择合适的受热面结构，以达到最佳的热交换效果和安全运行。

§4-5 锅炉受热面

上升管起沸点A
下集箱
一、水冷壁和水循环

水循环
水冷壁

自然循环原理与基本概念
一自然循环原理
定义：在一个闭合的回路中，由于工质自身的密度差造成的重位压差，推动工质流动的现象。
自然循环锅炉的循环回路是由锅筒、下降管、分配水管、水
冷壁下联箱、水冷壁管、水冷壁上联箱、汽水混合物引出管、汽水分离器组成的，如图所示；重位压差是由下降管和上升管(水冷壁管)内工质密度不同造成的；而密度差是由下降管引入水冷壁的水吸收炉膛内火焰的辐射热量后，进行蒸发，形成汽水混合物，使工质密度降低形成的。
下降管侧 Yxj p2 p1 H xj g pxj 上升管侧 Yss p2 p1 H hu g pss
水在回路中循环流动时，下降管侧压差Yxj等于上升管侧压差Yss
H xj g H hu g pxj pss

Syd h xjg h i i g
3.
多次上升式
三种炉型水冷壁的特点

自然循环锅炉：60mm的管子控制循环锅炉：51mm 直流锅炉：22mm（为了保证有足够大工质流速）
过热器和再热器

概述过热器和再热器的结构型式过热器与再热器的热偏差
为何采用过热器和再热器
1．提高机组循环效率
提高蒸汽压力、温度。提高温度很难，提高压力受到限制，否则排汽湿度过高，因此采用再热器，同时提高循环效率。
3．锅炉参数提高，容量增大，锅炉各受热面数量和位置发生变化，过热受热面向炉膛移动（辐射式过热器），工作条件更差； 4．设计或运行不当，很容易引起受热面金属超温，长期超温会造成爆管，工质泄露，停机，是锅炉故障最多的部件之一。

锅炉受热面

省煤器
• 省煤器是锅炉汽水的预热受热面，送入锅炉的给水先经省没器加热成为压力下的饱和水，在送入到汽包到水循环系统.在锅炉尾部布置省煤器，在于降低排烟温度，节省燃料，提高锅炉的效率.由于提高了汽包的进水温度，可减小给水与汽包间的温差，降低汽包的热应力。 • 省煤器的材料一般为20号碳钢，是由多排蛇型管与进出口联箱焊接而成。 • 大型的省煤器一般由水平蛇型管和垂直悬吊管两部分组成，布置在尾部竖井低温过热器下方，给水通过省煤器的蛇型管进入联箱，经过悬吊管进入省煤器的出口联箱后引入汽包。 • 另外，在锅炉的启停过程中，需要采用间断供水。当停止供水省煤器中的水流不动会导致管字过热高温。为此，在省煤器入口联箱和水冷壁下联箱之间连有一跟不受热的管子，称为省煤器再循环管。当停止供水时，省煤器内的水在工质密度差或循环的推力下形成临时回路内的循环，达到保护省煤器的目的
回转式空气预热器
• 回转式空气预热器又分受热面回转和风罩回转式两种。受热面回转式又叫容克式。其受热面装于可转动的圆筒形转子，即转子分成许多扇形仓格，每仓格充满了传热元件。转子顶部和低部被上下连接板分隔成对应的烟起流通区，空气流通区和密封区等。烟气空气分别与烟道风道相连。当转子转动时，受热面就不断的经过烟气流通区和空气流通区，每一扇仓格转到烟气区时传热元件就吸收烟气的热量，转到空气时，又把热量传给空气，这样转一周就完成一个热交换过程。
自然循环锅炉的水冷壁
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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。

第9章锅炉受热面的布置和热力计算

说明 ②大容量锅炉的炉膛壁面积比容量小的锅炉炉膛壁面积相对减少。∴中小锅炉，仅水冷壁就可使烟足够冷却。
而↑，即随 D↑，单位宽度上的蒸发量迅速↑。
③∵ V y D ， ∴随 D b ↑，水平烟道的高度 h 需增加，否则烟速可能太高，∵b 相对较小，gr 也可能超速。尾部竖井深度也需增大，同样由于增大较慢，gr 采用多重管圈，sm 采用多重管圈或双面进水。ky 采用双面进风，以避免工质流速过高。
还要考虑到与其它设备（主要是汽轮机的配合等）。
1．层燃炉的外形
一般低压小容量锅炉，蒸发吸热量较大，都布置有锅炉管束，管束与炉排的相对位置非常重要。主要有纵置式和横置式双锅筒纵置式：优点：管束布置灵活，燃烧室的形状适合于采用链条炉排等机械化燃烧设备。缺点：双面进风困难，容量大时，炉排宽大，难于快装。
t ky 足够大，一般情况下，为了传热效果较好，须保证t sm 和
t lk 较高时， py 不妨设为一定，因此，当t gs 和
应选高些。
m 值表示空预器中空气的水当量与烟气的水当量之比。它与燃料性质尤其是燃料的水分有关，还与排烟中的过量空气系数有关。当燃料中水分增加时，由于烟气容积及比热都增加，而使 m 值下降，一般 m=0.7~0.9。
已知条件和计算目的不同
设计计算的任务是在给定的给水温度和燃料特性的前提下确定保证达到额定蒸发量，选定的经济指标及给定的蒸汽参数所必须的锅炉各个受热面的结构尺寸，并为选择辅助设备和进行锅炉的其它计算提供原始资料。设计计算是设计新锅炉时常用的计算方法设计一个好的锅炉，须遵循，实践—认识—再实践—再认识。
py 经济性：降低 py q 2 节约能源，但
太低，
使得传热温差减小，传热面积增大，浪费金属，提高初投资。

锅炉受热面

类似于三分仓受热面转动式空预器：双流道风罩转动式一、二次风分开
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双流道风罩转动式空预器
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漏风
是回转式空预器的主要问题特点：空气侧烟气侧原因：
1)受热面元件内残留的空气或烟气 (少)
2)密封漏风：动静部件之间空气侧正压烟气侧负压影响：送引风机电耗排烟热损失送入炉内风量不足
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3 半辐射式
• 位置：布置在炉膛上部或炉膛出口烟窗处，既吸收炉膛高温烟气的辐射热，也吸收烟气的对流换热，屏式过热器。
• 结构：管屏式
• 类型：分隔屏过热器后屏过热器屏式过热器屏式再热器
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第二节省煤器与空气预热器
尾部受热面或低温受热面
一、省煤器的作用
1、降低烟气温度
2、减少蒸发受热面：
风罩转动式
第一、受热面转动式：
二分仓 (烟气区、空气区及密封区) 烟气体积流量大：50%；空气30-40%
三分仓 (烟气区、一次风、二次风及密封区)
可以采用冷一次风机应用最广
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三分仓回转式空预器
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第二、风罩转动式：
静子(受热面)上下两端装有可转动的上、下风罩
减轻了转子重量
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只设整体旁路的称为一级旁路系统﹐其优点是系统简单﹑操作方便﹐ 适用于再热器不需保护的机组﹔ 设有高压和中﹑低压旁路的称为两级旁路系统﹐其优点是调节灵活﹐能有效地保护再热器﹐但系统较复杂﹔ 同时设有整体旁路﹑高压旁路和中﹑低压旁路的称为三级旁路系统。这种系统最为复杂﹐但有利于机组适应负荷变化的要求。
2 两级布置（低温布置）
图2－16 1000t/h直流锅炉再热器布置简图

锅炉各受热面的结构及布置形式