典型锅炉的结构介绍

第八节典型锅炉的结构介绍

锅炉按锅筒位置可分立式和卧式两类，立式锅炉最大的优点是占地面积小。下面分别选取几种典型结构的锅炉进行介绍和分析。

一、锅壳式锅炉

(一)立式锅壳式锅炉

立式锅壳锅炉受到高度、受热面积等因素的限制，一般额定蒸发量小于2t／h。

1．立式无管锅炉的代表——富尔顿锅炉

美国富尔顿(Fulton)锅炉是一种没有水管和烟管的锅炉，其受热面为套筒式设计(见图1—7)。内筒(炉胆)为辐射受热面，外筒为对流受热面，内外筒两端之间用环形平封头围封形成汽水空间，为增大传热系数提高热效率，外筒上还焊有肋片。这种锅炉采用自行研制的专用燃烧器，燃烧器位于锅炉顶部，其切向风速大而轴向风速小，第一回程是燃烧的高温烟气在炉膛内强烈旋转并由上而下流至锅炉底部；第二回程是烟气折返从外筒与保温层之间的通道向上流动，冲刷带肋片的外筒，最后烟气通过上部出口流向烟囱。为了延长燃烧烟气在炉膛内的滞留时间，提高火焰充满度，炉膛内还设有环形火焰滞留器，使燃烧更充分。

图1—7 富尔顿锅炉

1—鼓风机2—水位表3—水空间4—保温层5—肋片6—锅炉外壳7—蒸汽出口8—蒸汽空间9—燃烧器10—火焰滞留器11—进水口12—排污口13—烟气通道14—燃烧室15—支撑圈16—手孔17—外筒18—外包

这种锅炉的优点是对水质要求较低，水处理成本低；结构简单，制造方便；水容量相对其他立式锅炉大，适应较大幅度的负荷变化；采用自然循环，泵用电省；燃烧器置于锅炉顶部，维护较方便。缺点是排烟温度稍高，效率略低。

2．两种改进型的立式锅壳锅炉

(1)图1—8所示的是有烟管的立式锅壳锅炉，与富尔顿锅炉相比即增加了内外筒下部的烟管，主要目的是增大受热面，提高热效率。但这种锅炉的燃烧烟气不设计为旋转流动。

(2)外筒带螺旋式肋片的立式锅壳锅炉，富尔顿锅炉外筒带的是直肋片，改为螺旋式肋片是希望增加第二回程烟气流程以利传热。

3．立式烟管锅炉

这种锅炉由锅筒、炉胆、上下管板、烟(火)管等组成，如图1—9所示。

图1－8 立式锅壳锅炉

1—锅水2—内筒(炉胆) 3—外筒4—烟管

图1－9 立式烟管锅炉

燃烧器一般置于炉胆上端向下喷射燃烧烟气，烟气经下部烟箱从烟管向上返回并排出。

这种锅炉存水量也较大，但由于增加了烟管受热面，所以产汽速度也提高了，克服了小型水管锅炉水位波动较大的缺点。这种锅炉下管板受高温烟气冲刷，而内部是水垢聚积处，因此排污、清垢不力，下管板易过烧而损坏。

(二)卧式锅壳式锅炉

1．杭州特种锅炉厂WNS型锅炉

杭州特种锅炉厂生产的WNS型系列锅炉为湿背式、对称型、三回程锅炉，如图1—10所示。

图1—10 杭州特种锅炉厂WNS型锅炉

该锅炉筒体与管板采用对接焊缝，回燃室与炉胆及喉管均采用扳边后再焊接；炉胆为波纹炉胆；锅壳与管板之间采用圆钢斜拉撑，回燃室与后管板之间则采用短拉撑杆加以补强。

该锅炉配套的燃烧器、自动监控系统均采用国际名牌产品，经厂内调试合格后整装出厂。

2．杭州锅炉厂回燃式锅炉

杭州锅炉厂除了生产常规的湿背式锅炉外，小容量的锅炉有采用回燃式的。主要受压元件有锅壳、管板、平直炉胆和炉胆顶、烟管等。该锅炉锅壳与管板、炉胆与炉胆顶、炉胆与前管板之间均采用扳边后对接焊接，如图1—11所示。

该锅炉受热面采用不对称布置，炉胆布置在右侧，烟管布置在左侧。燃烧烟气自燃烧器喷出，至炉胆顶后从炉胆内沿壁折返后流到炉前烟箱，完成了第一回程和第二回程，然后从前烟箱又流到左侧烟管前端，最后经烟管流到烟道，完成了第三回程。

该锅炉具有不对称型锅炉水循环好的优点，同时回燃式结构也大大降低了制造成本。

图1—11 杭州锅炉厂回燃式锅炉

3．德国E·T劳斯半湿背锅炉

与该品牌锅炉的湿背式锅炉相比，这种锅炉主要在回燃室结构上与之不同，其余结构基本一致，如图1—12所示。E·T劳斯的半湿背结构一般用于2t／h(额定蒸发量)以下。

图1—12 E．T劳斯半湿背锅炉

二、水管锅炉

锅壳锅炉的受热面面积受到了锅筒(壳)大小的限制，因此额定蒸发量一般不超过35 t／h，而要产生更多的蒸汽则必须采用水管锅炉。锅壳锅炉的额定工作压力也受到结构的限制，也只能采用水管锅炉来解决。另外，水管锅炉的水循环好，结构更适应温度、压力的剧烈变化。但由于水管的壁薄、口径小，因此水管锅炉对水处理的要求要高于锅壳锅炉。

燃油、燃气的水管锅炉可大体上分为小型立式水管锅炉、快装式水管锅炉和散装水管锅炉三类，下面分别介绍。

1．小型立式水管锅炉

这种锅炉由上下集箱和中间的水管等部件共同组成本体，为全焊接结构，上下集箱之间还用外置的平衡管相连，平衡管上装有水位表，有的还装有汽水分离器，如图1—13所示。这种锅炉俗称贯流式锅炉，其水管有采用光管加两端缩口制成的，也有采用鳍片管的。这种锅炉的内圈水管靠炉膛侧的半周为辐射受热面，内圈管另外半周及外圈管靠炉膛侧的半周为对流受热面，因此辐射受热面积几乎占总受热面积的1／3。又因炉膛水冷度大，使炉膛温度较低，而对流受热面因烟气横向冲刷，扰动剧烈，既起到清灰作用，又具有较高的传热系数。

图1—13 小型立式水管锅炉

小型立式水管锅炉的水容量较小，因此锅炉启动速度较快；本体破损时的破坏威力也较小；但当外界负荷变化及间断给水时，蒸汽压力波动较大，受外界影响较大。这种锅炉对水质要求高，如水处理不当，水管下部缩口处泥垢易沉积后而堵塞、爆管，且除垢、清垢较困难。这种锅炉的燃烧器位于锅炉顶部，便于维护。

2．SZS型水管锅炉

SZS型燃油、燃气锅炉是双锅筒水管锅炉，采用反“D”字形布置，如图1—14所示。这种锅炉上下锅筒纵向布置，左侧为炉膛，主要由水冷壁包围吸收热量，右侧为对流管束，参数高的还有过热器。锅筒与水冷壁管、对流管一般采用胀接连接。

在对流管束中，受热较强的管束为上升管，受热较弱的管束则为下降管。水冷壁管由于受到强烈的辐射热，管内汽水混合物的流向则始终向上。

这种锅炉燃烧器置于前墙，采用微正压燃烧，炉膛四周密封性要求高，以强化燃烧，消除漏风，降低排烟热损失；全部水冷壁直接与上下锅筒连接，省去了集箱和下降管，减小了水循环阻力。这种锅炉还可快(整)装出厂。