鍋爐的主要受壓元件

1、鍋爐的主要受壓元件     鍋爐的受壓元件主要有鍋筒(鍋殼)、管板(封頭)、爐膽(爐膽頂)、回燃(煙)室、集箱、汽水管、煙(火)管、拉撐件、門孔及孔蓋等。受壓元件的主要連接形式是焊接和脹接。1鍋筒(鍋殼)除了直流鍋爐和小型立式水管鍋爐(貫流爐)外，鍋爐一般都有鍋筒(鍋殼)，它是十分重要的受壓元件，其主要作用是：(1)接受和分配給水。(2)進行汽水分離，內裝汽水分離裝置，提高分離效果。(3)貯存和輸送蒸汽。(4)部分爐型的鍋爐鍋筒還可作為受熱面。水管鍋爐中，若將鍋筒置于爐體外，則亦稱鍋筒為汽包；若有上下兩個鍋筒，則上鍋筒也稱為汽鼓，下鍋筒亦稱為水

2、鼓或泥鼓。鍋殼式內燃鍋爐的結構特點是燃燒空間和大部分受熱面均布置在鍋殼內，此時，鍋殼內大多布置有爐膽、煙(火)管和拉撐等受壓元件。一般而言，筒體上要開多個管孔用來裝接下降管、安全閥、壓力表、水位表、主蒸汽(或出水)管、進水管、排污管、加藥管等。水管(或水、火管)鍋爐還要裝接水冷壁管、對流管、過熱器管等。2管板(封頭)管板(封頭)是鍋筒的組成部分，它們位于鍋筒兩端，與筒體一起組成鍋筒。封頭有球形、橢球形和扁球形三種，目前多采用橢球形封頭。管板實際上是封頭的一種特殊形式，它是在沖壓成平板狀的封頭上開許多管孔，用以連接煙(火)管，因此被稱為管板。臥式鍋殼鍋爐的鍋殼筒體兩端絕大多數(shù)為管板。3爐膽只有鍋

3、殼式鍋爐才有爐膽。爐膽和鍋筒一樣是受壓元件，但筒體受到的是內部壓力，而爐膽受到的則是外部壓力。爐膽的外面是爐水，而里面則是燃燒室，因此其內部溫度很高，內外壁溫差很大，所以爐膽是鍋殼式鍋爐中工作環(huán)境最惡劣的受壓部件。爐膽的熱膨脹問題是設計者必須考慮的問題，由于爐膽受高溫火焰灼燒，其平均溫度要高于鍋筒(鍋殼)的溫度，特別是燃油、燃氣鍋爐的火焰溫度更高，溫度變化更劇烈，因此如果設計不合理，則會將很大的熱膨脹應力集中于某幾處，容易造成應力集中處破裂甚至導致鍋爐爆炸，所以就要求爐膽應具有良好的熱脹冷縮性能。以下是幾種常見的爐膽結構形式：(1)平直爐膽平直爐膽為直筒形，分無加強圈和有加強圈兩種。(2)加膨

4、脹環(huán)的爐膽平直爐膽加膨脹環(huán)主要是為了吸收熱膨脹，避免形成過大的熱應力。(3)波紋爐膽波紋爐膽主要部分(如：受高溫火焰直接灼燒的部分)壁面形狀如一個接一個連續(xù)不斷的波紋，故得名波紋爐膽。4回燃(煙)室回燃(煙)室是濕背式、半濕背式鍋爐所特有的，一般是指位于鍋殼內部從爐膽出口到第二煙(回)程之間過渡段所占的空間。由于第二煙程與第一煙程流向相反，故得名回燃室?；厝际业拇嬖?，使鍋爐內部T形焊縫增多，應力分布相對復雜；但也使鍋爐散熱損失減少。5集箱集箱又叫聯(lián)箱，它與水管連接，主要用來匯聚和分配管中的汽水。集箱多用直徑較大的無縫鋼管加兩個端蓋制成，端蓋上大多開有手孔。集箱上的手孔是用于檢驗和清洗集箱及管子

5、的，多采用內閉式非焊接連接結構，并避免直接與火焰接觸。6水(汽)管及其組成的受壓部件鍋爐本體鋼管中流動介質為水(汽)的稱為水(汽)管。水管鍋爐的主要受熱面部件就是由水(汽)管組成的，主要有水冷壁、對流管束、節(jié)能器和過熱器。(1)水冷壁水冷壁管一般常用直徑為51635mm的無縫鋼管制成，主要吸收爐膛內的輻射熱，有的水冷壁管兩側有鰭片，以吸收更多的輻射熱，中、大型鍋爐上普遍使用了膜式水冷壁。(2)對流管束對流管束一般用直徑為3851mm的無縫鋼管制成，布置于爐膛以外，主要靠對流傳熱吸收煙氣沖刷所帶來的熱量。連接上下鍋筒的對流管束，處于煙氣溫度較高區(qū)域的為上升管，而處于煙氣溫度較低區(qū)域的則為下降管。

6、(3)省煤器省煤器是布置在鍋爐尾部煙道中利用排煙的熱量來加熱鍋爐給水的一種換熱設備，屬對流受熱面。它可以提高給水的溫度，減少排煙損失。一般而言，省煤器出水溫度每升高10，鍋爐排煙溫度平均降低23。省煤器分為沸騰式和非沸騰式，也可按連接方式分為不可分式(焊接)和可分式，或按材料不同分為鋼管省煤器和鑄鐵省煤器。小型鍋爐一般選用非沸騰式、可分式鑄鐵省煤器，且多帶有鰭片以提高換熱效率。鑄鐵省煤器的特點是耐腐蝕，表面易積灰，煙氣流動阻力大，但鑄鐵有脆性，因此工作壓力不能太高，且水不允許沸騰，以防脆性破裂。鋼管式省煤器適用于給水經熱力除氧或給水溫度較高的鍋爐，一般為較大型鍋爐。鋼管省煤器由許多平行的蛇形管

7、組成，其優(yōu)點是能耐高壓，水可被加熱至產生部分飽和蒸汽，不怕產生水擊，表面不易積灰，但不耐腐蝕。為了防止省煤器在鍋爐啟動、停爐等過程中，因停止給水使管壁得不到足夠的冷卻而過燒損壞，應安裝旁通煙道或再循環(huán)管。對于小型燃油鍋爐而言，由于本身排煙溫度較低，排煙量亦較少，造成的排煙損失不大；而燃料油煙氣中的含硫量較高，易對尾部受熱面產生低溫腐蝕，綜合考慮經濟問題，小型燃油鍋爐多不裝省煤器。(4)過熱器有的鍋爐對于出口蒸汽的溫度和濕度有特殊要求，于是將鍋筒(汽包)中的濕飽和蒸汽引到專門加熱蒸汽的受壓部件過熱器中，一般蒸發(fā)量在20th以上水管鍋爐都帶有過熱器，少數(shù)蒸發(fā)量為4th甚至更小的蒸汽鍋爐也帶有過熱器

8、。過熱器按其換熱的方式可分為對流式、半輻射式、輻射式三種。對流式過熱器置于爐膛外對流煙道內，主要吸收煙氣的對流傳熱。半輻射式過熱器置于爐膛上部出口處附近，既吸收輻射熱又吸收對流傳熱。輻射式過熱器則置于爐膛上部，主要吸收爐膛內火焰和高溫煙氣的輻射熱。一般中小型蒸汽鍋爐的過熱器均為對流過熱器。按放置的方式可分為立式過熱器和臥式過熱器，如圖15所示。兩種過熱器優(yōu)缺點比較見表16。         圖15過熱器放置方式    a)立式過熱器b)臥式過熱器   &#

9、160; 表16立式過熱器與臥式過熱器的比較 按過熱器中蒸汽與煙氣流動方向可分為順流式、逆流式和混流式，如圖16所示。順流式過熱器蒸汽人口處的幾排管子內易結鹽垢導致爆管；逆流式布置傳熱效果最好，但蒸汽出口處幾排管子易超溫過熱，應采用耐熱合金鋼；混流式布置是先逆流后順流，綜合了前面兩種布置方式的優(yōu)點，克服了不足之處。     圖16過熱器后位與煙氣流動方式a)逆流b)順流c)混流蒸汽流向指：管內蒸汽溫度由低向高煙氣流向指：管外煙氣溫度由高向低 另外，還有一種內部亦為流動的蒸汽的受壓部件再熱器，再熱器只用于高參數(shù)大容量的鍋爐，目前這種鍋爐絕大多數(shù)是燃煤的，此處不作介紹。7煙(火)管鍋殼式鍋爐的主要受熱面是煙(火)管，高溫煙氣甚至是火焰在管內流動加熱管外的鍋水，以產生蒸汽。由于煙(火)管的數(shù)量受到鍋筒直徑的限制，因此只適用于較小容量的鍋爐上，即使采用雙爐膽，目前世界上鍋殼式鍋爐最大額定蒸發(fā)量為35th，再大的就采用水管鍋爐了。目前煙(火)管有三種類型：光管、螺紋管和光管內放置彈簧般的鋼絲(擾流子)。8拉撐件拉撐件可以提高板狀受壓元件的強度，改善受力狀況，減小板狀元件的壁厚。鍋爐上常用的