特种设备基础知识(4)

1 一锅筒 2 一对流管束 3 一下降管 4 一水冷壁 5 一联箱 1 一锅筒 2 一水冷壁 3 一过热器 4 一省煤器

图 1-16 偏锅筒快装水、火管锅炉图 图1-17 单横气包水管锅炉 ( 散装 )

2.电站锅炉的结构

（1）亚临界锅炉的总体结构

图1-18所示为某台国产350MW亚临界强制循环燃煤电站锅炉的结构简图,锅炉一般为露天布置,整体外形呈门型, W型火焰、带有中间一次再热、采用平衡通风、设计燃料为烟煤。

水冷壁前墙出口集箱顶棚进口集箱低再出口集箱侧墙水冷壁出口集箱中过入口集箱高过 高再高过高再进口 出口出口进口集箱集箱集箱集箱 高过进口集箱低过出口集箱省煤器出口集箱中过出口集箱 水冷壁进口环形集箱循环泵低再入口集箱给水管道前墙悬吊管出口集箱锅筒低过进口集箱包墙环形集箱 图1-18 350MW W型火焰、中间一次再热、亚临界强制循环燃煤锅炉 1）锅筒

锅筒作为锅炉的心脏,其作用是进行汽水分离,保证正常的水循环,除去盐分,获得良好的蒸汽品质,负荷变化时起蓄热和蓄水作用, 提高锅炉过热器受热面及汽轮机的安全性。作为循环回路的闭合件将锅炉各部分的受热面如：水冷壁、省煤器、过热器、对流管束连接起来。在整个锅炉制造工艺中,占有十分重要的地位。

一般由封头、筒体和内部设备组成。封头上装有人孔、安全阀接管、及各种功能性接管等。筒体上装有下降管、给水管及紧急放水管、蒸汽引出管及附件，内部装有汽水分离器等。如图1-19所示。锅筒内部布置附件等。典型的亚临界自然循环锅炉的锅筒,内径为#1778mm,筒体壁厚200mm,筒体长度18000mm,两侧封头为半球形封头,封头最小壁厚为127mm,锅筒总长20184mm,总重204t,用SA-299材料制成。锅筒外部焊接附件包括起吊耳板、水位表支架、壁温测点预焊件、下降管接头上装焊的安装附件等。

图1-19 锅筒结构简图

（2）受热面管件

锅炉的受热面管件包括膜式水冷壁和蛇形管

1）膜式水冷壁就是布置在炉膛四周的、管内流动介质一般为水或汽水两相混合物的受热面。管内工质一般向上流动，因而水冷壁也称上升管。大型电站锅炉的炉膛水冷壁都是由管子加扁钢经焊接而成的气密性膜式壁。由于受到制造场地、设备以及运输条件等几方面的限制,一般要把炉膛四面墙的膜式壁管屏分成若干小片水冷壁管屏,分别来制造,如图1-20所示。等到安装时,再组装成锅炉的整台炉膛。

国内设计制造的电站锅炉的炉膛水冷壁,膜式壁管屏的管子外径一般在￠42~￠63.5mm之间,管子壁厚在4.5~8mm之间。管子有光管和内螺纹管两种形式。扁钢的厚度通常为6mm。管子和扁钢的材质一般均为碳钢,但在大容量、高参数的电站锅炉中也会采用Cr-Mo耐热钢。

图1-18中亚临界自然循环炉的水冷壁管屏由外径￠63.5mm的管子(局部采用内螺纹管)和6mm厚的扁钢组成,管子节距为76.2mm。

3

2

1 一管子2 一扁钢 3 一成排弯头 4 一孔弯管

图 1-20 水冷壁管屏

2）蛇形管

蛇形管主要由管子、连接附件及吊挂装置组成。锅炉中蛇形管结构的部件一般包括锅炉的过热器、再热器和省煤器等。

过热器的作用是将锅炉的饱和蒸汽进一步加热到所需过热蒸汽温度。对于电站锅炉，过热器是必需的受热面；对于工业锅炉，有无过热器取决于生产工艺是否需要；对于生活采暧锅炉，则一般无过热器。根据其布置位置和传热方式的不同,过热器又分为后屏过热器、未级过热器、立式低温过热器和水平低温过热器等

再热器一般用于高压大型电站锅炉 , 作用是把在汽轮机高压缸做过部分功的蒸汽,送回锅炉中重新加热,然后再送回汽轮机的中、低压缸继续做功。再热器实质上也是过热器。根据其传热方式与布置位置的不同又分为墙式辐射再热器、后屏再热器、末级再热器等。 省煤器安装在锅炉尾部的烟道内,作用是利用烟气的余热对给水加热, 降低排烟温度，提高锅炉效率，充当部分加热受热面或蒸发受热面，达到节约燃料的目的。

蛇形管一般是由长短不一、同种或不同种规格与材质的管子经焊接而成,管子规格为￠32~￠70mm、壁厚3~12.7,接长后长度范围可在20~70mm之间,再通过来回的弯曲,使之成为蛇形管,在同一根管上可以有不同的弯曲半径,将不同长度和节距的蛇形管套装在一起形成蛇形管组或管屏。

蛇形管屏的结构,按照在锅炉中的安装方式,大体上分为垂直悬吊式和水平悬吊式两种,如图1-21所示。

垂直悬吊式蛇形管屏,一般均为单层结构,主要应用在过热器和再热器的高温段,管屏端部直接与集箱的管接头相接,在集箱的纵向上吊挂排列,并穿出炉膛的顶棚,通过管屏上的附件与之密封;水平悬吊式蛇形管屏,绝大部分为双层结构,中间用水冷吊挂管来进行固定和吊挂,一般应用在过热器和再热器的低温段以及省煤器蛇形管中。

a) 垂直悬吊式 b) 水平悬吊式

l 一管子2 一密封板3 一定位板4 一活动夹块 1 一管子2 一吊挂管3 一连接钢板

图 1-21 锅炉蛇形管屏 3）集箱

集箱是锅炉中重要受压元件之一,起着工作介质的汇集和分配的作用。集箱的结构一般由简体、端盖、大小管接头、三通及附件组成。筒体、端盖和三通经过环缝的焊接连接在一起,筒体通过大小不一的开孔与各种管接头相连,形成一个承压容器,如图1-22所示。

并与水冷壁、过热器、再热器、省煤器,以及连接管道等相联,相应的各水冷壁管屏、蛇形管屏均吊挂在集箱上;集箱的三通按制造方式一般分为锻造挤压三通、冲焊三通、焊接三通等几种。

1一端盖 2一大管接头 3一耳板 4一筒体 5一三通 6一小管接头 7一手孔装置

图1-22 集箱 4）连接管道

连接管道一般由大口径无缝钢管、弯头、以及过渡接头等部分组成,如图1-23所示。主要用在锅炉的各系统之间传送介质,例如水冷壁系统与过热器系统之间,以及主蒸汽输送管道和再热蒸汽输送管道。

1 一集箱 2 连接管道 3 一直角锻造弯头 4 一过渡管接头

图 1-23 连接管道

为保证介质的流动特性,各种连接管道的外径并不一致,在接口处就需要有过渡管接头,即俗称的\大小头\例如蒸汽出口与汽机相接的管道等。 5）喷水减温器

喷水减温器实质上就是一种换热器，按照功能分为过热器减温器和再热器减温器两种。分别安装在过热器连接管道和再热器人口导管上,以便在必要时由减温器蒸汽入口端通过喷嘴将减温水喷入到蒸汽中,以达到降低蒸汽温度的目的,使之保持在设计值的范围内。 过热器减温器和再热器减温器在结构上大体相似,均由筒体、内套筒、管接头、喷雾管、手孔装置及一些安装定位螺钉组成,如图1-24所示。减温器筒体一般用大口径无缝钢管制成。内套筒一般用薄钢板经卷制、拼接而成,内套筒主要用于承受喷水和蒸汽腐蚀,保护减温器筒体,内套筒损坏后可以更换。喷雾管一般由小口径不锈钢管制成,在管子上钻有小孔,减温水将从这些小孔中喷出,与蒸汽混合后达到降温的目的。管接头与手孔装置均有由筒体材质相一致的锻件加工而成。

1-内套筒 2-喇叭口 3-喷雾管

图 1-24 旋涡式喷水减温器

（2）超临界锅炉的总体结构

图

1-25所示为某台国产660MW等级的超临界参数变压运行直流锅炉的结构简图,

锅炉整体布置为单炉膛、一次再热、全悬吊结构П型布置、全钢架、燃烧器前后墙布置、采

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