電站鍋爐區(qū)分

1、鍋爐的種類與燃燒方式1.2 鍋爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介及其特點(diǎn)鍋爐是一種生產(chǎn)蒸汽的設(shè)備，它是利用煤、油、天然氣等燃料燃燒釋放熱能或其他熱能，加熱給水或其他介質(zhì)，以獲得規(guī)定參數(shù)和品質(zhì)的蒸汽、熱水或其他熱媒。這些攜帶能量的熱媒有時(shí)直接供給生產(chǎn)生活所需的熱能，有時(shí)通過(guò)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。鍋爐的類型很多，可以從不同角度出發(fā)對(duì)鍋爐進(jìn)行分類，主要有： （1）按用途不同，可分為電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、生活鍋爐。在檢驗(yàn)管理上，我國(guó)又把鍋爐分為工業(yè)鍋爐和電站鍋爐1。工業(yè)鍋爐和電站鍋爐主要是從用途和額定工作壓力上區(qū)分的，但實(shí)際上有些交叉，難以嚴(yán)格區(qū)別，所以鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則中才將額定工作壓力小于等于2.5Mpa的鍋爐作為工業(yè)鍋爐對(duì)待，

2、額定工作壓力大于等于3.8Mpa的鍋爐作為電站鍋爐對(duì)待。這樣的劃分，人為痕跡較重。鍋爐定期檢驗(yàn)規(guī)則中的工業(yè)鍋爐就涵蓋了前面所述的生活鍋爐。（2）按介質(zhì)不同，可分為蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、有機(jī)熱載體爐。（3）按結(jié)構(gòu)形式，可分為鍋殼鍋爐和水管鍋爐。前者鍋殼內(nèi)一般布置有其他受熱面，爐膽或管板、下腳圈等元件是鍋殼鍋爐的標(biāo)志。鍋殼鍋爐還常裝水管或煙火管以增加受熱面，根據(jù)管內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)不同又有水管、火（煙）管和水火管之分，常見(jiàn)的DZ型鍋爐就是水火管鍋殼鍋爐，即鍋爐中既有水管又有火（煙）管。而水管鍋爐汽包內(nèi)不需布置其他受熱面，容量可以做得更大。（4）按蒸汽壓力大小，可分為低壓鍋爐（p2.5MPa）、中壓鍋爐、高

3、壓鍋爐、超高壓鍋爐、亞臨界鍋爐、超臨界鍋爐、超超臨界鍋爐。低壓鍋爐容量也比較小，20th以下居多，都屬于工業(yè)鍋爐的范疇。中壓以上鍋爐都是電站鍋爐，容量越大，水冷壁的循環(huán)回路會(huì)越多，過(guò)熱器系統(tǒng)也會(huì)越復(fù)雜。超高壓以上鍋爐還會(huì)增加再熱器系統(tǒng)。（5）按燃料和提供熱能的方式不同，可分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t、余熱鍋爐、電加熱鍋爐、垃圾焚燒鍋爐、生物質(zhì)鍋爐等。目前，燃煤鍋爐所占比例最大。（6）按燃料在鍋爐中的燃燒方式，可分為層燃爐、室燃爐、沸騰爐、循環(huán)流化床鍋爐和旋風(fēng)爐。沸騰爐、循環(huán)流化床鍋爐和煤粉爐（屬室燃爐）對(duì)燃料的顆粒尺寸都有要求，顆粒度是重要的運(yùn)行指標(biāo)。煤粉爐按排渣方式又可分為液態(tài)排渣爐、固

4、態(tài)排渣爐。鏈條爐屬于層燃爐，一般不大于20t/h。煤粉爐屬懸浮燃燒的室燃爐，懸浮燃燒的特點(diǎn)是燃料與空氣接觸面積大，燃燒速度快，適用于大容量鍋爐。而沸騰爐呈流化狀態(tài)進(jìn)行燃燒，所以又叫流化床鍋爐。旋風(fēng)爐污染大，大多已經(jīng)淘汰。（7）按爐膛出口煙氣壓力，可分為微正壓燃燒鍋爐、負(fù)壓燃燒鍋爐。（8）按工質(zhì)在蒸發(fā)系統(tǒng)的流動(dòng)方式，可分為自然循環(huán)鍋爐和強(qiáng)制循環(huán)鍋爐兩大類。強(qiáng)制循環(huán)鍋爐又分為控制循環(huán)鍋爐（或多次循環(huán)鍋爐）、直流鍋爐、復(fù)合循環(huán)鍋爐。（9）按安裝方式，可分為整裝鍋爐、組裝鍋爐、散裝鍋爐。（10）在工業(yè)鍋爐中，按鍋筒位置，可分為立式鍋爐、臥式鍋爐。（11）在工業(yè)鍋爐中，按燃燒室布置，可分為內(nèi)燃式鍋爐，外

5、燃式鍋爐。（12）在電站鍋爐中，習(xí)慣上把額定蒸發(fā)量小于220t/h的稱為小型鍋爐，220t/h670t/h為中型鍋爐，大于670t/h及以上為大型鍋爐。（13）在電站鍋爐中，按整體布置形式，可分為型布置、塔型布置、箱型布置等。以WNS2-1.0-Y為例，它既是燃油鍋爐，同時(shí)又屬于鍋殼鍋爐（火管鍋爐）、蒸汽鍋爐、低壓鍋爐、室燃鍋爐、燃油鍋爐、自然循環(huán)鍋爐、微正壓燃燒鍋爐、整裝鍋爐、臥式鍋爐、內(nèi)燃式鍋爐和工業(yè)鍋爐的范疇。下面將工業(yè)鍋爐和電站鍋爐的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)作一簡(jiǎn)要介紹。1.2.1 工業(yè)鍋爐工業(yè)鍋爐是指向工業(yè)生產(chǎn)或生活用途提供蒸汽、熱水的鍋爐，一般是指額定工作壓力小于等于2.5MPa的鍋爐2。工業(yè)

6、鍋爐發(fā)展較快，一批新型爐型和新技術(shù)嶄露頭角。已出現(xiàn)的新型快裝、組裝鍋爐，新發(fā)展的鑄鐵鍋爐、直流鍋爐、角管鍋爐突破了多年的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。燃油燃?xì)忮仩t上程序控制器和保護(hù)裝置的應(yīng)用和發(fā)展，在一定程度上緩解了最頭疼的缺水問(wèn)題。全自動(dòng)水處理設(shè)備的廣泛運(yùn)用，部份緩解了水質(zhì)管理薄弱單位的鍋爐水垢問(wèn)題。以下是幾種常見(jiàn)的爐型：（1）水火管鍋爐水火管鍋爐就是水火管鍋殼鍋爐（也稱DZ型鍋爐），它結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡(jiǎn)單，是我國(guó)廣大鍋爐工作者數(shù)十年共同研究開(kāi)發(fā)的結(jié)果。近40年來(lái)，水火管鍋殼鍋爐一直是我國(guó)工業(yè)鍋爐中數(shù)量最多的爐型，約占我國(guó)工業(yè)鍋爐的一半。這已經(jīng)成為我國(guó)工業(yè)鍋爐發(fā)展的重要特征。我國(guó)是以燃煤為主的國(guó)家，為便于煤炭燃燒

7、，DZ型鍋爐在鍋殼兩側(cè)及后部裝設(shè)水冷壁，即將帶有水冷壁的爐膛置于鍋殼之外，遂形成“水火管鍋殼鍋爐”。這樣也便于向較大容量發(fā)展，同時(shí)由于高效傳熱元件螺紋煙管的應(yīng)用， DZ型鍋爐容量已達(dá)到40t/h，壓力可達(dá)1.6MPa 。這種爐型的受熱面管有火管、水冷壁管（如圖1-1所示），省煤器采用耐腐蝕的鑄鐵省煤器。1-火管 2-八字型水冷壁管 3-水冷壁管圖1-1 DZ型鍋爐水火管鍋爐鍋筒直徑大、限制了容量的發(fā)展。在運(yùn)行中也暴露出一些缺陷，事故率較高：火焰直接燒鍋筒，鍋筒鼓包；因煙管水平布置，對(duì)鍋水含氧量較為敏感，煙管腐蝕；熱脹冷縮程度不同，管板裂紋；角板撐開(kāi)裂；螺紋煙管的積灰等。 經(jīng)不斷完善，已有多種改

8、進(jìn)型。主要有以下變動(dòng)：取消小煙室、濕背改干背、取消水冷壁管間的鰭片、水冷壁管進(jìn)入鍋筒由斜向改為徑向、改進(jìn)角板撐、八字型水冷壁管遮擋鍋筒使鍋筒底部不直接受火焰加熱、螺紋煙管、單回程布置煙管、拱形管板、偏置鍋筒等。（2）水管鍋爐 水管鍋爐的容量和壓力都限制較少，有很大的想象空間，而且便于布置成各種形式，水循環(huán)也比較好。水管鍋爐水汽系統(tǒng)主要包括鍋筒、集箱、水冷壁、對(duì)流管束、省煤器、過(guò)熱器等部件。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的10 t/h20 t/h的工業(yè)水管鍋爐，大多數(shù)為雙鍋筒橫置式（見(jiàn)圖1-2）或雙鍋筒縱置式鍋爐，給水溫度60105。在這種鍋爐中，水冷壁及鍋爐對(duì)流受熱面管束都是蒸發(fā)受熱面，如有過(guò)熱器，則布置在第一

9、管束之后。1-煤斗 2-爐排 3-風(fēng)室 4-老鷹鐵 5-檢查孔 6-空氣預(yù)熱器 7-下鍋筒8-旁通煙道門(mén) 9-省煤器 10-上鍋筒 11-對(duì)流管 12-水冷壁圖1-2 SHL20-13 鍋爐 近年來(lái)在國(guó)際上發(fā)展起來(lái)的新一代高效、低污染清潔燃燒技術(shù)循環(huán)流化床（CFB）鍋爐，具有強(qiáng)化傳熱、燃燒效率高、燃料適應(yīng)性廣和排放污染物少等特點(diǎn)，這種爐型在 10 t/h 以上的燃煤工業(yè)鍋爐中也已得到積極發(fā)展應(yīng)用。但循環(huán)流化床鍋爐的受熱面磨損問(wèn)題非常突出。水管鍋爐大多是散裝鍋爐，安裝相對(duì)復(fù)雜。與鍋殼鍋爐相比，對(duì)水質(zhì)及運(yùn)行操作水平均要求較高。（3）鍋殼鍋爐鍋殼鍋爐的基本結(jié)構(gòu)多數(shù)是雙層夾套結(jié)構(gòu)。其外筒叫鍋殼，內(nèi)筒叫

10、爐膽，爐膽是燃燒室。當(dāng)水汽介質(zhì)有壓力時(shí)，鍋殼受內(nèi)壓，爐膽承受外壓。鍋殼鍋爐又分立式和臥式兩種，有的也會(huì)布置水管和火管。目前常用的燃油、燃?xì)忮仩t大部分是WNS型臥式內(nèi)燃鍋殼鍋爐。鍋殼鍋爐有以下共同特點(diǎn)：盛水的“鍋”和燒火的“爐”都被包含在一個(gè)殼體鍋殼中， 爐膽容積小，被水包圍，水冷程度大，燃燒條件差，必須燒優(yōu)質(zhì)燃料；鍋殼殼體直徑較大，開(kāi)孔較多，形狀不規(guī)則，內(nèi)部受熱部分與不受熱部分連接在一起，溫度和熱膨脹程度不同，因而殼體安全性較差；鍋爐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，便于運(yùn)輸安裝、運(yùn)行管理及檢查維護(hù)；受熱面少，蒸發(fā)量或熱功率小。（4）燃油燃?xì)忮仩t為了抑制大氣環(huán)境的惡化，提高大氣質(zhì)量，上世紀(jì)八十年代以后我國(guó)燃油

11、燃?xì)忮仩t增長(zhǎng)十分迅速，尤其在許多大中城市發(fā)展更快。燃油燃?xì)忮仩t燃燒強(qiáng)度高，爐膛容積熱負(fù)荷為鏈條爐的1.42.6倍；對(duì)流傳熱煙氣速度高，可為燃煤鍋爐的2倍以上，以及采用微正壓燃燒等，所以燃油燃?xì)忮仩t采用內(nèi)燃式鍋殼鍋爐較多，其結(jié)構(gòu)緊湊、鍋爐熱效率高。在燃油燃?xì)忮仩t中，由于爐膛出口煙溫高，燃煤鍋爐上常用的煙管脹接結(jié)構(gòu)在這里一般都改為了焊接結(jié)構(gòu)。小型立式水管鍋爐（即貫流鍋爐）一般由水管、集箱組成，這種鍋爐的水容積小，蒸發(fā)強(qiáng)度高，汽空間小，極易造成上部管子過(guò)熱。所以對(duì)水位的自動(dòng)控制、聯(lián)鎖保護(hù)要求很高。燃油燃?xì)忮仩t的控制主要是依靠程序控制器來(lái)完成的。（5）有機(jī)熱載體鍋爐有機(jī)熱載體爐具有熱傳導(dǎo)效率高、系統(tǒng)熱

12、損失小，溫度易控制，受熱相對(duì)均勻的優(yōu)點(diǎn)，尤其有可在相對(duì)較低的運(yùn)行壓力下獲得較高工作溫度的突出特點(diǎn)。近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展、技術(shù)水平提高，為滿足生產(chǎn)工藝的需要，有機(jī)熱載體爐的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，使用數(shù)量越來(lái)越多，并呈不斷快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。目前已被大量應(yīng)用在紡織、印染、化工、紙業(yè)、食品、玻纖等多種行業(yè)。有機(jī)熱載體爐采用強(qiáng)制循環(huán)，有機(jī)熱載體鍋爐的受熱面管多為盤(pán)管結(jié)構(gòu)。（6）電加熱鍋爐 電加熱鍋爐具有清潔、可靠等優(yōu)點(diǎn)，但電能是一種清潔的二次能源，電價(jià)較高，其運(yùn)行成本是燃煤鍋爐的6倍，燃油燃?xì)獾?倍，因此長(zhǎng)期以來(lái)電加熱鍋爐在我國(guó)未能得到很好的發(fā)展。但隨著電力建設(shè)的加快和對(duì)環(huán)保要求的嚴(yán)格，特別是實(shí)行峰谷電分

13、開(kāi)計(jì)價(jià)后，電加熱鍋爐也得到了較快的發(fā)展，電加熱鍋爐的市場(chǎng)分額不斷擴(kuò)大且產(chǎn)品仍以蓄熱式電鍋爐為主。相對(duì)于燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t，電加熱鍋爐的工作條件較好，對(duì)水質(zhì)要求不高。（7）垃圾焚燒鍋爐流化床燃燒技術(shù)是本世紀(jì)六十年代迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型清潔燃燒技術(shù)。它利用爐內(nèi)燃料的充分流動(dòng)、混合，達(dá)到高效燃燒。我國(guó)在利用流化床燃燒技術(shù)燃用低熱值燃料方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平。特別是浙江大學(xué)熱能工程研究所多年來(lái)進(jìn)行廢棄物（如城市生活垃圾等）的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，成功開(kāi)發(fā)出異重流化床城市生活垃圾焚燒技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)高效清潔燃燒。垃圾焚燒鍋爐有時(shí)還用于發(fā)電供熱，它解決了城市垃圾造成的污染，與填埋相比節(jié)省了大量土地，減少了二次污染

14、，同時(shí)充分利用了再生能源，達(dá)到了對(duì)垃圾處理的減容化、無(wú)害化、資源化的目的，社會(huì)效益顯著。在這些工業(yè)鍋爐中，可能會(huì)有的受熱面管是水冷壁管、對(duì)流管、省煤器管，有的還有火（煙）管、水管、過(guò)熱器管等。對(duì)以水為介質(zhì)的蒸汽鍋爐而言，水的預(yù)熱、汽化及蒸汽過(guò)熱在不同的受熱面中完成，鍋爐給水先進(jìn)入省煤器預(yù)熱，后經(jīng)蒸發(fā)受熱面加熱為飽和蒸汽，必要時(shí)再經(jīng)過(guò)熱器被加熱為過(guò)熱蒸汽。1.2.2 電站鍋爐鍋爐是火力發(fā)電廠的三大主機(jī)之一。隨著電力工業(yè)的進(jìn)步，特別是耐熱材料和自動(dòng)控制等技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，電站鍋爐正向高參數(shù)、大容量、高自動(dòng)化方向發(fā)展。電站鍋爐通常是指以發(fā)電或熱、電聯(lián)產(chǎn)為主要目的的鍋爐，一般是指額定工作壓力大于等于3

15、.8MPa的鍋爐。目前，電力行業(yè)和自備電廠運(yùn)行的電站鍋爐，容量差異大，型號(hào)種類多，表1-1給出了電站鍋爐參數(shù)系列。表1-1 電站鍋爐參數(shù)系列額定蒸發(fā)量t/h 額定蒸汽壓力、額定蒸汽溫度 機(jī)組功率MW3.82MPa（中壓） 9.8MPa（高壓） 13.7MPa超高壓） 16.7MPa（亞臨界） 22.1MPa（超臨界） 35 450 565 450 10130 450 25220 540 540 50410 540 540 100670 540 2001000 550 555 3002000 550 555 600從中壓到亞臨界這一區(qū)域，以自然循環(huán)為主導(dǎo)，燃燒方式則以煤粉爐為主，也有少量燃油、燃

16、氣鍋爐。但近年來(lái)循環(huán)流化床鍋爐后來(lái)居上，特別是在35t/h1000t/h級(jí)區(qū)域，大有取而代之的趨勢(shì)。從國(guó)產(chǎn)和引進(jìn)的電站鍋爐來(lái)看，亞臨界鍋爐則以強(qiáng)制循環(huán)為主，也有少量直流鍋爐。超臨界鍋爐和超超臨界鍋爐是直流鍋爐的天下。超超臨界鍋爐目前還沒(méi)有準(zhǔn)確定義，通常指額定蒸汽溫度不低于593或額定蒸汽壓力為25MPa31 MPa的鍋爐。（1）SG-2008/17.5-541/541-M1煤粉鍋爐 圖1-3所示是一臺(tái)上鍋引進(jìn)美國(guó)CE公司技術(shù)設(shè)計(jì)的2008t/h亞臨界控制循環(huán)鍋爐。額定蒸發(fā)量2008t/h，額定蒸汽壓力17.5MPa，過(guò)熱蒸汽溫度541，再熱蒸汽流量1638t/h，再熱蒸汽壓力（進(jìn)口/出口）3.

17、81/3.61MPa，再熱蒸汽溫度（進(jìn)口/出口）328/541，給水溫度281，排煙溫度126。鍋爐采用傳統(tǒng)的型布置，四角切圓燃燒。爐膛采用全焊接膜式水冷壁，爐膛寬19588mm，深16940mm，鍋筒中心標(biāo)高75100mm。上部爐膛布置了過(guò)熱器分隔屏和后屏，在折焰角和水平煙道按煙氣流程依次布置了屏式過(guò)熱器、末級(jí)再熱器、末級(jí)過(guò)熱器。豎井內(nèi)布置有低溫過(guò)熱器和省煤器。水冷壁為節(jié)距63.5mm的膜式結(jié)構(gòu)，采用51 mm的“內(nèi)螺紋管”和光管。過(guò)熱器流程是：爐頂包墻管過(guò)熱器（57 mm）低溫過(guò)熱器（57 mm）一級(jí)噴水減溫器分隔屏（6大片，57 mm）后屏過(guò)熱器（25片，57 mm、60 mm）二級(jí)噴水

18、減溫器末級(jí)過(guò)熱器（102片，57 mm）。各級(jí)過(guò)熱器之間用大口徑管連接，左右兩側(cè)連接管平行布置，以減少汽溫偏差。再熱器按蒸汽流程依次為墻式再熱器（60 mm）、屏式再熱器（50片，63 mm）、末級(jí)再熱器（76片，63 mm）。再熱蒸汽溫度主要通過(guò)燃燒器噴嘴擺動(dòng)角度，控制爐膛出口溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)。省煤器布置在豎井內(nèi)，分高、低溫兩組，管徑51 mm，順列布置。煤粉爐需要復(fù)雜的制粉系統(tǒng)，在環(huán)保效果上不如循環(huán)流化床鍋爐。圖1-3 SG-2008/17.5-541/541-M1電站鍋爐（2）YG-240/9.8-M1循環(huán)流化床鍋爐流化燃燒介于層狀燃燒與懸浮燃燒之間，燃料適應(yīng)性廣。流化燃燒是一種清潔燃燒技術(shù)，

19、可采用全面的防二次污染的措施，在不增加太多投資的前提下，可將NOX、SO2等氣體排放控制在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以下。流化床床料蓄熱量大，因而燃燒穩(wěn)定，操控方便 。流化床鍋爐與煤粉爐相比，爐膛溫度更低，減少了高溫腐蝕的發(fā)生。循環(huán)流化床鍋爐為提高熱效率、減輕污染，在爐膛出口把沒(méi)有燃盡的煤粒收集起來(lái)，送回燃燒室重新燃燒，解決了流化床鍋爐熱效率低的問(wèn)題。濟(jì)南鍋爐廠設(shè)計(jì)制造的YG-240/9.8-M1循環(huán)流化床鍋爐（見(jiàn)圖1-4），可大幅度降低NOX、SO2排量，是一種很有發(fā)展前途的清潔爐型。其額定蒸發(fā)量240t/h，額定蒸汽壓力9.8MPa，額定蒸汽溫度541，給水溫度215，一、二次風(fēng)預(yù)熱溫度126，排煙溫度13

20、9，脫硫效率90%，鍋筒中心標(biāo)高39900mm。1-膜式水冷壁 2-屏式過(guò)熱器 3-頂棚包墻過(guò)熱器4-高溫過(guò)熱器 5-低溫過(guò)熱器 6-省煤器圖1-4 YG-240/9.8-M1循環(huán)流化床鍋爐該鍋爐是自然循環(huán)水管鍋爐。采用膜式壁、高溫旋風(fēng)分離器、返料器、流化床組成的循環(huán)燃燒系統(tǒng)，爐膛為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，過(guò)熱器分三級(jí)布置，中間設(shè)兩級(jí)噴水減溫，尾部設(shè)三級(jí)省煤器和一、二次風(fēng)預(yù)熱器。在爐膛上部，沿爐膛寬度布置有6片屏式過(guò)熱器和3片翼型水冷壁，各屏彎頭部位附設(shè)耐火澆注料以防磨。水冷壁采用60mm的20G無(wú)縫管，分前后左右四個(gè)水循環(huán)回路。過(guò)熱器分三級(jí)，流程是：爐頂包墻管過(guò)熱器低溫蛇形管過(guò)熱器一級(jí)噴水減溫器屏式

21、過(guò)熱器二級(jí)噴水減溫器高溫蛇形管過(guò)熱器。高、低溫蛇形管過(guò)熱器均采用38mm管子。省煤器布置在豎井內(nèi)，三級(jí)均采用32mm管子，給水沿蛇形管自下而上，與煙氣成逆向流動(dòng)。循環(huán)流化床鍋爐也有一些缺點(diǎn)或問(wèn)題。其中較突出的問(wèn)題是：煙-風(fēng)系統(tǒng)阻力較高，風(fēng)機(jī)用電量大，受熱面磨損問(wèn)題比較嚴(yán)重。要減少水冷壁、分離器的磨損，適當(dāng)?shù)臓t膛設(shè)計(jì)，分離器的正確選型和設(shè)計(jì)很重要。在電站鍋爐中，受熱面由水冷壁、過(guò)熱器、再熱器及省煤器組成，俗稱“四管”。（1）水冷壁是鍋爐燃燒室的蒸發(fā)受熱面，是主要的輻射受熱面，是循環(huán)回路的上升管。煤粉通過(guò)燃燒器送入爐膛，在燃燒室內(nèi)激烈燃燒，水冷壁外部受到高溫火焰的輻射作用，內(nèi)部流動(dòng)著高溫高壓的水和

22、汽水混合物，內(nèi)外都經(jīng)受不同程度的腐蝕和熱流分配不均等熱力工況帶來(lái)的不利影響。電站鍋爐常采用膜式水冷壁、輕型爐墻，便于懸吊，使膨脹不受拘束、且密封性好。水冷壁一般由50mm76mm的管子組成，水冷壁在后墻布置上較為復(fù)雜，一個(gè)鍋爐一個(gè)樣，是檢驗(yàn)的難點(diǎn)。（2）過(guò)熱器和再熱器都是鍋爐中工作溫度最高的部件，為了保證合理的傳熱溫差，必須布置在高溫?zé)煔鈪^(qū)域，加之過(guò)熱蒸汽的冷卻管子能力較差，這就使它們成為鍋爐受熱面中工作條件最惡劣的部件，其工作可靠性與金屬的高溫性能有很大關(guān)系。鋼材應(yīng)具有高溫組織穩(wěn)定性，必須確保管壁溫度低于管材的抗氧化溫度，并保證其高溫持久強(qiáng)度。過(guò)熱器根據(jù)布置和所處區(qū)域不同有輻射過(guò)熱器、半輻射

23、過(guò)熱器、對(duì)流過(guò)熱器。除布置在燃燒室中心的屏式過(guò)熱器外，包墻過(guò)熱器也屬輻射過(guò)熱器范疇，包墻過(guò)熱器吸熱量不大，起密封作用。半輻射過(guò)熱器通常懸吊在燃燒室上部，為屏式結(jié)構(gòu)。對(duì)流過(guò)熱器結(jié)構(gòu)形式為直徑30mm60mm的蛇形管束，分順流布置、逆流布置和順流/逆流混合布置，一般是低溫段逆流，高溫段順流。再熱器的作用是將汽輪機(jī)高壓缸排出的蒸汽再加熱，送往汽輪機(jī)中、低壓缸繼續(xù)作功。再熱器結(jié)構(gòu)與對(duì)流過(guò)熱器類似，再熱蒸汽壓力低，對(duì)管壁的冷卻能力更差，通常采用較大的管徑來(lái)減少流動(dòng)阻力，管徑為40mm63mm。（3）省煤器是為了降低排煙溫度、提高熱效率而在鍋爐尾部會(huì)布置的節(jié)能裝置。給水通過(guò)電站汽機(jī)分廠的給水加熱器加熱，到

24、105170（中壓鍋爐）、215260（高壓以上鍋爐），再經(jīng)過(guò)省煤器加溫供給汽包。電站鍋爐采用鋼管省煤器，水平逆流布置居多，結(jié)構(gòu)形式為蛇形管束，管徑是25mm51mm。為防止鍋爐升火時(shí)，省煤器管被燒壞，一般在汽包和省煤器入口之間裝有再循環(huán)管。1.2.3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)正如上一節(jié)所述，工業(yè)鍋爐與電站鍋爐結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)。電站鍋爐參數(shù)更高，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，工業(yè)鍋爐中極少采用的懸吊結(jié)構(gòu)、膜式壁，在電站鍋爐中卻廣泛應(yīng)用。隨著工作壓力的提高，鍋爐汽化熱所占比例減少，過(guò)熱吸熱增加。電站鍋爐在爐膛內(nèi)布置水冷壁已能滿足蒸發(fā)受熱面的要求，因此不再象工業(yè)鍋爐那樣，經(jīng)常需要有蒸發(fā)對(duì)流管束，過(guò)熱器則布置得更多，甚至部分過(guò)熱受熱面

25、都布置在爐膛內(nèi)。大容量高參數(shù)鍋爐還布置有再熱器。對(duì)于工業(yè)鍋爐與電站鍋爐的同類受熱面管，其工作環(huán)境會(huì)有較大不同，因此產(chǎn)生的損傷模式也不同。工業(yè)鍋爐的省煤器管主要發(fā)生內(nèi)壁氧腐蝕、外壁低溫硫腐蝕，而電站鍋爐的省煤器管主要發(fā)生外壁磨損。電站鍋爐的水冷壁管可能產(chǎn)生氫脆，工業(yè)鍋爐則不會(huì)。另外，工業(yè)鍋爐與電站鍋爐在設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、使用等環(huán)節(jié)要求不盡相同，遵循的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)也有區(qū)別。（1）設(shè)計(jì)方面由于大型鍋爐的規(guī)模及復(fù)雜性，以及對(duì)安全可靠性和運(yùn)行性能的高要求，因此在設(shè)計(jì)上大型鍋爐比中小型鍋爐復(fù)雜，電站鍋爐比工業(yè)鍋爐要求高。工業(yè)鍋爐通常只作強(qiáng)度計(jì)算，設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮水循環(huán)系統(tǒng)、最低安全水位、高溫區(qū)T型接頭、管端伸出

26、長(zhǎng)度等方面，即從結(jié)構(gòu)上來(lái)保證不造成金屬過(guò)熱。電站鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)，除了強(qiáng)度計(jì)算（含調(diào)峰負(fù)荷機(jī)組鍋爐的疲勞強(qiáng)度校核）外，還要做熱力計(jì)算、壁溫計(jì)算、水循環(huán)計(jì)算、煙風(fēng)阻力計(jì)算。熱力計(jì)算是基礎(chǔ)，強(qiáng)度計(jì)算、壁溫計(jì)算、水循環(huán)計(jì)算、煙風(fēng)阻力計(jì)算等都要在鍋爐熱力計(jì)算的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行。對(duì)于大型鍋爐而言，熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)選用都可能影響到爐膛出口煙溫計(jì)算值，進(jìn)而使計(jì)算壁溫不準(zhǔn)。我國(guó)目前尚沒(méi)有自己的熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，多采用原蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)。電站鍋爐高溫元件，要綜合考慮管壁溫度、系統(tǒng)阻力、熱偏差、調(diào)溫方式和材質(zhì)等因素。首先必須確保管壁溫度低于鋼材的抗氧化溫度，并保證其高溫持久強(qiáng)度，其次要盡量避免受熱管之間的熱偏差，減少受熱不均、流量不均

27、。再次，再熱蒸汽的對(duì)管壁的冷卻能力差，要盡量減小再熱器流動(dòng)阻力。例如，超超臨界鍋爐上的蒸發(fā)系統(tǒng)，通常要采用專門(mén)配套的“內(nèi)螺紋管”作為水冷壁管子，以保證水循環(huán)安全。（2）制造和檢驗(yàn)方面工業(yè)鍋爐由于溫度、壓力低，選材單一，材料都是碳素鋼，20鋼的可焊性好，受熱面管子的對(duì)接接頭不必做檢查試件。電站鍋爐材料多。對(duì)于工質(zhì)為過(guò)熱蒸汽的管子，為滿足使用要求一般都采用合金耐熱鋼。有珠光體耐熱鋼，如12CrMoG、15CrMoG、12Cr1MoVG、12Cr2MoWVTiB（鋼102）；還有鐵素體耐熱鋼和奧氏體耐熱鋼等，如10Cr9Mo1VNb（同SA-213中的T91）和TP304H。這些材料的可焊性差，裂紋

28、傾向大。對(duì)在入廠驗(yàn)收、焊接和檢驗(yàn)等方面要嚴(yán)格控制。對(duì)于使用溫度大于等于450的耐熱鋼制無(wú)縫管件及所用的管材，還必須提供持久強(qiáng)度數(shù)據(jù)和高溫性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)。JB/T3375-2002鍋爐用材料入廠驗(yàn)收規(guī)則規(guī)定，按GB5310供貨的鋼管，應(yīng)增加金相、脫碳、沖擊（厚度12 mm合金鋼管）等檢驗(yàn)項(xiàng)目。在蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程附錄（焊接工藝評(píng)定）中，把合金耐熱鋼歸為3或4類；而鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則（國(guó)質(zhì)檢鍋2002109號(hào)）把合金耐熱鋼歸為類、奧氏體鋼歸為類。即從焊接工藝和焊工資格方面都對(duì)這些材料提出了比碳素鋼更高的要求。制造這些受熱面管子時(shí)，根據(jù)工作壓力、材質(zhì)、厚度不同，規(guī)定了不同的探傷方法和比例，對(duì)下料、坡口加工、焊前預(yù)熱、焊