锅炉炉墙与构架
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锅炉有关术语第一章锅炉类型一、锅炉boiler利用燃料燃烧释放的热能或其它来源的热能,将水或其它工质加热到一定温度和压力的换热设备。
二、锅炉机组boiler unit锅炉本体、锅炉范围内管道、烟风道、燃料制备系统及设备、测量仪表和其它锅炉附属机械的总称。
三、固定式锅炉stationary boiler安装于固定基础上的不可移动的锅炉。
四、蒸汽锅炉steam boiler用以产生规定参数(温度、压力)蒸汽的锅炉。
纳入安全监察范围的蒸汽锅炉为水容量大于或等于30L的承压的蒸汽锅炉。
五、电站锅炉power station boiler产生的蒸汽用以推动汽轮发电机组产生电力的锅炉。
六、工业锅炉industrial boiler为工业、企业提供热源(蒸汽或热水)的锅炉。
七、生活锅炉domestic boiler用于提供开水、洗澡和其它生活用水的锅炉。
八、热水锅炉hot water boiler提供一定温度和压力的热水的锅炉。
纳入安全监察范围的热水锅炉为额定出水压力大于或等于0.1MPa(表压)且额定热功率大于或等于0.1MW的以水为介质的热水锅炉。
九、船用锅炉marine boiler装置于船舶上,用作提供船舶动力和生活用热的锅炉。
十、快装锅炉package boiler在制造厂把锅炉零部件总装成整台发运的锅炉。
十一、组装锅炉shop-assembled boiler在制造厂内把锅炉零部件装配成几个大件,运到工地后再将各大件方便地组装成整台的锅炉。
十二、散装锅炉field-assembled boiler锅炉的零部件在工地进行安装成整体的锅炉。
十三、常压热水锅炉atmospheric pressure hot water boiler锅炉本体上开孔或者用连通管与大气相通,在任何情况下,锅炉本体顶部表压为零的热水锅炉。
十四、低压锅炉low pressure boiler出口工质压力不大于2.5MPa的锅炉。
锅炉结构及工作原理锅炉结构及工作原理锅:是指锅炉的水汽系统,由汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器和省煤器等设备组成。
(1)锅的任务是使水吸热,最后变化成一定参数的过热蒸汽。
其过程是:给水由给水泵打入省煤器以后逐渐吸热,温度升高到汽包工作压力的沸点,成为饱和水;饱和水在蒸发设备(炉)中继续吸热,在温度不变的情况下蒸发成饱和蒸汽;饱和蒸汽从汽包引入过热器以后逐渐过热到规定温度,成为合格的过热蒸汽,然后到汽轮机做功。
汽包:汽包俗称锅筒。
蒸汽锅炉的汽包内装的是热水和蒸汽。
汽包具有一定的水容积,与下降管,水冷壁相连接,组成自然水循环系统,同时,汽包又接受省煤器的给水,向过热器输送饱和蒸汽;汽包是加热,蒸发、过热三个过程的分解点。
下降管:作用是把汽包中的水连续不断地送入下联箱,供给水冷壁,使受热面有足够的循环水量,以保证可靠的运行。
为了保证水循环的可靠性,下降管自汽包引出后都布置在炉外。
联箱:又称集箱。
一般是直径较大,两端封闭的圆管,用来连接管子。
起汇集、混合和分配汽水保证各受热面可靠地供水或汇集各受热面的水或汽水混合物的作用。
(位于炉排两侧的下联箱,又称防焦联箱)水冷壁下联箱通常都装有定期排污装置。
水冷壁:水冷壁布置在燃烧室内四周或部分布置在燃烧室中间。
它由许多上升管组成,以接受辐射传热为主受热面。
作用:依靠炉膛的高温火焰和烟气对水冷壁的辐射传热,使水(未饱和水或饱和水)加热蒸发成饱和蒸汽,由于炉墙内表面被水冷壁管遮盖,所以炉墙温度大为降低,使炉墙不致被烧坏。
而且又能防止结渣和熔渣对炉墙的侵蚀;筒化了炉墙的结构,减轻炉墙重量。
水冷壁的形式:1.光管式2.膜式过热器:是蒸汽锅炉的辅助受热面,它的作用是在压力不变的情况下,从汽包中引出饱和蒸汽,再经过加热,使饱和蒸汽成为一定温度的过热蒸汽。
省煤器:布置在锅炉尾部烟道内,利用烟气的余热加热锅炉给水的设备,其作用就是提高给水温度,降低排烟温度,减少排烟热损失,提高锅炉的热效率。
锅炉基本知识讲解本着共同学习的原则,下文中有误之处请查阅相关资料确认。
一、锅炉概述锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。
1、锅炉本体锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分,称为锅炉本体。
锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。
炉膛:又称燃烧室,是供燃料燃烧的空间。
炉膛的横截面一般为正方形或矩形。
燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气,所以炉膛四周的炉墙由耐高温材料和保温材料构成。
在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管,它既保护炉墙不致烧坏,又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。
炉膛的结构、形状、容积和高度都要保证燃料充分燃烧,并使炉膛出口的烟气温度降低到熔渣开始凝结的温度以下。
当炉内的温度超过灰熔点时,灰便呈熔融状态。
熔融的灰渣颗粒在触及炉内水冷壁管或其他构件时会粘在上面。
粘结的灰粒逐渐增多,遂形成渣块,称为结渣。
结渣会降低锅炉受热面的传热效果。
严重时会堵塞烟气流动的通道,影响锅炉的安全和经济运行。
一般用炉膛容积热负荷和炉膛截面热负荷或炉排热负荷表示其燃烧强烈程度。
炉膛容积热负荷是单位炉膛容积中每单位时间内释放的热量。
在锅炉技术中常用炉膛容积热负荷来衡量炉膛大小是否恰当。
容积热负荷过大,则表示炉膛容积过小,燃料在炉内的停留时间过短,不能保证燃料完全燃烧,使燃烧效率下降;同时这还表示炉墙面积过小,难以敷设足够的水冷壁管,结果炉内和炉膛出口处烟气温度过高,受热面容易发生结渣。
室燃炉的炉膛截面热负荷是单位时间内单位炉膛横截面上燃料燃烧所释放的热量。
在炉膛容积确定以后,炉膛截面热负荷过大会使局部区域的壁面温度过高而引起结渣。
层燃炉的炉排热负荷是单位时间内燃料燃烧所释放的热量与炉排面积的比值。
炉排热负荷过高会使飞灰大大增加。
炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。
每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。
燃用特性差别较大的燃料时,锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。
锅炉的结构组成锅炉是由“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。
TSGG0001XXX《锅炉安全技术监察规程》释义一、增加了锅炉设备级别从危害性及失效模式动身,突出本质安全思想,对锅炉进行分级。
锅炉最危险的失效方式是爆炸,锅炉爆炸有承压部件爆炸和炉膛爆炸。
锅炉爆炸开释的能量与锅炉介质参数和容量紧密相关,锅炉介质参数和容量越大,爆炸造成的缺失和危害越大。
锅炉设备共分为A、B、C、D四个级别。
二、规定了专门情形处理渠道为促进锅炉科学技术进步,对采纳新结构、新工艺、新材料、新技术等情形,制定了安全的解决途径。
鼓舞创新,但创新是有风险的,新规程明确规定,对此类问题应当由专家组成的特种设备安全技术委员会进行评审,既可突出专家的作用,又可回避风险。
三、增加了大型电站锅炉用材料近些年由于电站锅炉的迅速进展,原规程所列材料差不多远远不能满足大型电站锅炉用材料的需求。
本次修订结合我国锅炉设计、制造、运行和检验等方面的实际体会积存,经锅炉制造单位、电力单位、检验机构和科研单位等方面充分协商,在参考国外材料标准及应用的基础上,大力增加大型电站锅炉用材料,并规定了这些材料的适用范畴。
四、简化了材料验收程序和内容随着我国锅炉用材料,专门是常规用材料制造水平的提高,从材料的制造源头提高了锅炉用材料的质量。
因此,本规程修订时增加了对B级及以下锅炉的碳素钢材料,满足一定的要求后,不再强制要求进行入厂后的理化和无损检测复验。
同时参照国际通行的做法,增加了材料使用单位人员在材料制作单位源地验收后,不强制要求进行入厂后的理化和无损检测复验,如此在质量得到保证的前提下能够大大地减少制造成本。
五、加强了立式锅炉技术要求考虑到近些年立式锅炉爆炸事故,本次修订针对容易发生事故的部位,专门是立式锅炉下脚圈与锅壳的连接部位,做出采纳氩弧焊打底的规定,以保证此薄弱部位的焊接质量。
同时为检修方便,下部必须开设3个及以上的手孔。
六、大量减少产品焊接试板考虑到目前我国焊接水平专门是常规用材料的焊接质量已大幅提高,并依照多年来实际焊接试验检验进展问题的概率极小的情形,本次修订大量减少碳素钢材料的产品焊接试板。
2024年G2电站锅炉司炉证考试题库1、【多选题】《中华人民共和国特种设备安全法》规定,使用单位使用未经定期检验或者检验不合格的特种设备的责令停止使用有关特种设备,处()以上O以下罚款。
(AC)A、3万元B、1万元C,30万元2、【多选题】下列不屈于燃油特性指标的是O。
(DE)A、凝固点B、闪点C、粘度D、密度E、成色3、【多选题】下列属于汽包的作用的是()。
(ABC)A、加热蒸发过热的连接中心B、增加水位平衡和蓄热的能力C、汽水分离D、保护环境4、【多选题】下列选项属于锅炉的参数的有()。
(BCD)A、锅炉额定蒸发量B、额定蒸汽参数C、锅炉最大连续蒸发量D、额定蒸汽温度E、给水温度5、【多选题】中速磨煤机直吹式制粉系统有这几种形式()。
(ABC)A、负压宜吹式B、正压热一次风机直吹式C、正压冷一次风机直吹式6、【多选题】减温器安装的位置有()。
(ABC)A、低温段过热器入口B、高温段过热器入口C、低温段和高温段过热器之间7、【多选题】常用煤的分析基准有()。
(ABCD)A、收到基B、空气T•燥基C、干燥基D,干燥无灰基8、【多选题】当完全燃烧产生的烟气成分包括什么?O(ABCD)A、C02B,S02C、N2D、H209、【多选题】循环流化床燃烧(CFBC)技术作为一种新型、成熟的高效低污染清洁技术,具有许多其它燃烧方式不具备的优点有()JABCD)A、燃料适应性广:B、灰渣综合利用性能好,有利于环境保护:C、负荷调节性能好:D、燃烧热强度大,炉内传热能力强。
10、【多选题】某亚临界锅炉在高热负荷区域采用了内螺纹管水冷壁其作用有()。
(ABCD)A、改善炉膛出口烟气的空气动力特性B、增长烟气流程C、强化烟气混合D、防止膜态沸腾,提高水循环的安全性11、【多选题】水冷壁分为()。
(ABC)A、光管水冷壁B、膜式水冷壁C、销钉管水冷壁12、【多选题】水冷壁是锅炉的主要()。
(ABC)A、承压受热面B,辐射蒸发受热面C、对流蒸发受热面D、加热受热面13、【多选题】消烟除尘的目的是()。
一、锅炉的工作原理锅炉是一种将燃料燃烧产生的热量转化为蒸汽的内热交换设备。
其基本工作原理是通过燃烧器将燃料燃烧产生的热量传递给水,使水加热并生成蒸汽。
蒸汽的压力和温度取决于锅炉的设计和操作条件。
蒸汽生成后,可以通过蒸汽轮机发电。
案例分析:在某火力发电厂中,锅炉通过燃烧煤炭产生热量,将水加热生成高温高压蒸汽,蒸汽推动蒸汽轮机旋转,最终通过发电机产生电能。
二、锅炉的结构组成锅炉主要由燃烧设备、受热面、炉膛、锅筒、炉墙、构架等部分组成。
1. 燃烧设备:包括燃烧器、煤斗、送风装置等,用于将燃料燃烧产生的热量传递给水。
2. 受热面:包括水冷壁、省煤器、过热器、再热器等,用于吸收热量,将水加热生成蒸汽。
3. 炉膛:是锅炉的核心部分,用于燃烧燃料和产生热量。
4. 锅筒:是锅炉的主体,用于容纳水和蒸汽。
5. 炉墙:用于围护炉膛,防止热量损失。
6. 构架:用于支撑锅炉本体和附属设备。
三、锅炉材料选择锅炉材料选择要求具有良好的耐热性、耐腐蚀性、强度和韧性。
常见的锅炉材料有钢、不锈钢、耐热合金等。
案例分析:在某锅炉制造厂,根据锅炉的工作压力和温度,选择了具有良好耐热性和耐腐蚀性的不锈钢材料,以确保锅炉的安全运行。
四、热力分析热力分析是研究锅炉热能转换过程的科学。
主要涉及热效率、热量损失、热量传递等方面。
案例分析:在某火力发电厂,通过优化锅炉燃烧设备,降低了热量损失,提高了锅炉的热效率。
五、安全与环保锅炉安全与环保是锅炉运行的重要指标。
主要涉及排放物处理、防爆、防腐蚀、报警系统等方面。
案例分析:在某锅炉厂,通过安装脱硫、脱硝设备,降低了锅炉排放物中的SO2和NOx含量,减少了环境污染。
六、操作管理锅炉操作管理是保证锅炉安全、经济、高效运行的关键。
主要涉及操作规程、培训、维护等方面。
案例分析:在某火力发电厂,制定了严格的锅炉操作规程,并对操作人员进行定期培训,确保锅炉安全运行。
七、维护与保养锅炉维护与保养是保证锅炉长期稳定运行的重要措施。
详解热水锅炉的主要组成部分以及运行工作过程本文转自河南太康银晨锅炉厂热水锅炉的构成以及工作过程:热水锅炉有主要部件和辅助设备两大部分组成。
大型热水锅炉的主要部件有;1,炉膛:保证燃料燃尽,并以辐射换热的方式使高温烟气冷却至一定的温度后流出炉膛。
2.燃烧设备:将燃料和热水所需空气送入炉膛,并保证燃料温度着火,燃烧完全。
3,锅筒:储存热水的容器,并于受热面管件及下降管等组成水循环回路。
4,水冷壁:是热水锅炉的辐射受热面,吸收炉膛内高温烟气的辐射热,加热工质,并起到包含炉墙的作用。
5,对流管束:是热水锅炉的主要对流受热面,与流出炉膛的热烟气进行对流热交换,以此来加热工质。
6,省煤器:是利用热水锅炉尾部烟气的热量加热回水,以降低排烟温度,提高锅炉的热效率。
7,空气预热器:利用锅炉尾部烟气的热力来加热燃烧用的空气,有利于燃料的着火和燃烧,并能有效的减少热损失。
8,炉墙构架:炉墙度锅炉起着密封和保护的作用。
构架就是支撑和固定锅炉各个部件并保持其相对位置的机构件。
大型热水锅炉的辅助设备主要有:1,燃料供应系统:储存和运输燃料,供给锅炉燃烧。
例如卧式链条燃煤热水锅炉的上煤机,燃油热水锅炉的重油轻油燃烧机,燃气热水锅炉的天然气、煤气燃烧器等都属于锅炉的燃料供应系统。
2,制粉系统:对于燃用煤粉的锅炉,依靠制粉系统将燃料磨制成煤粉,输送至锅炉燃烧。
3,送风装置:依靠鼓风机将空气送入空气预热器加热后送入炉膛或者直接将空气送入炉膛与燃料混合燃烧。
4,引风装置,依靠引风机和烟囱将锅炉排出的烟气送入大气;5,热水循环系统:依靠热水循环泵把在采暖系统中冷却的回水送入锅炉再进行二次加热。
6,补给水系统:把经过水处理的水送入锅炉,以补充采暖系统中水的流失。
7,除灰除渣系统:从锅炉中去除燃料燃烧后产生的灰渣。
8,除尘设备:去除锅炉排出烟气中的飞灰,减少对环境的污染。
9,安全附件:保证锅炉安全运行所需的各种附件。
包括安全阀,水位计,排污装置以及报警和连锁保护装置等(压力表通常用于蒸汽锅炉)。
第一节电厂锅炉简介一、锅炉的作用锅炉是发电厂三大主机中最基本的设备。
其作用是使燃料在炉内燃烧放热,加热炉水并生成一定数量、一定压力和一定温度的过热蒸汽。
二、锅炉的组成和作用锅炉有本体设备、辅助设备和锅炉附件组成。
1、锅炉本体设备是锅炉的主要组成部分,由汽水系统和燃烧系统两大部分组成。
⑴汽水系统汽水系统的组成:一般有省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器、减温器等组成。
汽水系统的作用:其主要作用是有效吸收燃料燃烧放出的热量,使炉水蒸发并形成具有一定温度和压力的过热蒸汽。
(要求是安全、高效)⑵燃烧系统燃烧系统的组成:链条锅炉:炉膛、煤道、炉排、空气预热器等;煤粉锅炉:炉膛、煤道、燃烧器、空气预热器等;循环流化床锅炉:炉膛、煤道、布风板、风帽、分离器、返料器、空气预热器等;燃烧系统的作用:其主要作用是使燃料在炉内良好燃烧,放出热量。
(要求是安全、迅速、完全)2、锅炉的辅助设备主要有通风设备、运煤设备、给煤设备、给水设备、除尘设备、除渣设备等。
通风设备:主要包括一次风机、二次风机、返料风机、引风机、烟风道、烟囱等,其作用是提供燃料燃烧所需空气,物料的流化、分离、返送所需空气,并将燃烧生成的烟气排出炉外。
运煤设备:主要包括配煤设备、输煤设备、碎煤设备等,其作用是将原煤配制成合格的燃煤,并送至锅炉煤仓中。
给煤设备:主要包括给煤机,其作用是将锅炉煤仓中的燃煤均匀地送入锅炉。
给水设备:由给水泵和给水管路组成,其主要作用是向锅炉可靠地供水。
除灰、除渣设备:由除尘器、冷渣机、输灰机、输渣机等组成,主要作用是清除烟气中的飞灰和煤燃烧后的灰渣。
3、锅炉附件主要包括安全门、水位计、吹灰器、热工仪表、控制设备等。
4、此外,锅炉本体还包括炉墙和构架。
炉墙是用成来构成封闭的炉膛和烟道,构架是用来支撑和悬吊汽包、炉墙等锅炉部件。
三、锅炉的工作过程1、燃料的燃烧、放热过程燃煤送入锅炉,与炉内灼热的处于流态化的物料混合,吸收热量并与空气混合燃烧放热,燃烧中的煤与物料在上升烟气流的作用下向炉膛上部运动,对水冷壁和炉内布置的其它受热面放热。
锅炉的组成有哪些锅炉是由“锅”和“炉”两部分组成的。
锅炉锅炉是由“锅”和“炉”两部分组成的。
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。
一、锅筒它的作用是汇集,贮存、净化蒸汽和补充给水。
在水管锅炉中,通常有1~2个锅筒,上锅筒称为汽鼓(汽包),下面的称为水鼓或泥鼓。
上锅筒内部有均匀给水的配水槽,汽水分离装置和连续排污装置。
热水锅炉锅筒内部装配管及隔板等。
上锅筒外部装有主汽阀,副汽阀,安全阀,空气阀,水位计,排污管以及压力表等连接管。
上锅筒的一端封头或顶部有人孔门。
下锅筒的一端封头上开有人孔,底部装有定期排污装置。
上下锅筒之间用许多上升管和下降管(管束)连接,整个部件呈弹性结构。
锅壳式锅炉的锅筒,除起水管锅炉上下锅筒的作用外,还要在其中布置烟管,有的还设有燃烧室的炉膛等受热面,同时锅筒又是受热面的一部分。
装有烟管的锅筒平封头,称为管板。
管板为平板形状,外周扳边与筒体焊接。
管板上开有许多管孔,通过胀接或焊接方式连接烟管。
管板上没有安装烟管的部分,是承压薄弱环节,通常用角板斜拉撑或圆斜拉撑来加强。
拉撑焊在筒节与管板之间。
当前新发展一种凸形封头管板和管群连接,进一步减少管板厚度和水流状况,改善了受力情况。
二、水冷壁受热面水冷壁是布置在炉膛四周的辐射受热面。
在工业锅炉中一般用朽φ51×3~φ63.5×3.5mm的锅炉钢管制成,是水管锅炉的主要受热面。
辐射受热面吸收火焰辐射热并遮挡炉墙,因而对炉墙起到了保护作用;同时,由于吸热较多,能降低炉膛温度,还有防止燃烧煤层结焦的作用。
水冷壁的上部与上锅简直接连接或先经过上集箱再与上锅筒连接。
上锅筒的炉水经下降管迸人下锅筒和下集箱,经过水冷壁吸热,形成汽水混合物,并上升到上锅筒,组成一个闭合的自然循环。
过去有些快装锅炉的水冷壁管的两侧焊有翼片(又称鳍片)。
其目的是更多的接受炉膛辐射热量,同时也增大了对炉墙的遮挡面积。
第五章锅炉炉墙与构架§5-1 锅炉炉墙的作用及对其基本要求一、炉墙及其作用锅炉炉墙是用耐火和保温材料所砌筑或敷设的锅炉外壳,是使锅炉本体燃烧室和尾部烟道等区域的火焰和高温烟气与外界隔开的围墙。
作用:1.构成密闭的燃烧室和一定形状的烟气流动通道,为锅炉燃烧和传热过程的正常进行提供必要的空间条件。
2.对于负压运行的锅炉,防止外界的冷空气漏入炉膛或烟道内,以免使锅炉效率下降,影响锅炉的经济性;对于正压运行的锅炉或由于种种原因锅炉出现正压时,亦可防止炽热的火焰和烟气外泄,以免威胁运行人员的安全和影响环境卫生。
3.防止锅炉热量向周围环境散失,这样既有助于保持炉内的高温环境,强化炉内燃烧和传热过程,同时也减少了锅炉散热损失,保证运行人员有良好的工作条件。
二、对炉墙的基本要求耐热性、良好的保温性、密封性和坚固性。
1.耐热性由于锅炉炉墙长期承受燃烧室内火焰的高温辐射或经受高温烟气强烈冲刷,在某些情况下,还可能有熔渣附着其上,炉墙内壁的温度通常是很高的,所以炉墙应具有足够的耐高温性能,并应能承受很大的温度变动和抵抗灰渣侵蚀的能力。
对炉墙耐热性的要求因锅炉的种类不同而不同。
在小型锅炉中,炉膛中有相当部分是不敷设水冷壁管的,敷设水冷壁管的地方水冷壁管的节距通常也较大,因而炉墙的内壁面温度超过1000℃,这就要求炉墙有很好的耐热性;敷设光管水冷壁的炉膛,视燃烧方式和相对节距不同其内壁温度约在400~800℃;现代大容量高参数锅炉由于广泛采用了密排或膜式水冷壁结构、膜式顶棚和膜式包覆受热面结构,使得炉墙内壁可维持在较低的温度水平(一般略高于锅炉运行压力下的饱和温度),因而对炉墙耐热性的要求也大为降低。
对炉墙耐热性的要求亦因其在锅炉中所处的部位不同而不同。
以现代大容量高参数锅炉为例,虽然如前所述的原因炉墙温度整体水平较低,然而仍有局部炉墙承受着较高的温度,如燃烧器的喷口部位,燃用劣质煤需保证稳燃而敷设卫燃带的炉墙,液态排渣所要求的暖炉底炉墙,以及门孔炉墙等。
所有这些部位的炉墙仍要求有较高的耐热性。
2.保温性锅炉炉墙保温性的好坏直接关系到锅炉运行的经济性,在锅炉热平衡计算时计及的散热损失q5实际在很大程度上就是炉墙保温性能优劣的直观反映。
虽然在高参数大容量电站锅炉热损失中,q5所占份额看起来不大,大约为0.3%左右,但其热流值是很可观的,炉墙设计和施工应给于高度重视。
为了达到锅炉炉墙保温的要求.炉墙热力计算主要指标参见表5.1。
表5.1 炉墙热力计算主要指标3.密封性炉墙的密封性对锅炉运行的经济性安全性有很大的影响。
由于炉墙密封不严造成的漏风,不但会大大增加锅炉的排烟热损失,造成额外的引风电耗,也可能影响炉内正常的燃烧过程。
如果不计增加的锅炉引风电耗,则漏入锅炉烟道中的空气量每增加0.1%,锅炉效率降低约0.4~0.5%。
对于正压运行的锅炉,更要求炉墙能严格密封,以确保运行人员的安全工作及锅炉房的环境卫生。
锅炉炉墙的密封性可通过漏风系数△α来反映,处于不同流程处的漏风系数△α的值是不同的。
对于微正压锅炉和近代大容量锅炉,△α=0是设计时必须做到的,锅炉炉墙的密封性通常通过锅炉良好的密封设计得以保证。
4.坚固性(1锅炉正常运行时在炉墙上作用有温度应力、烟气或大气压力;(2由于燃料供应失调或燃烧工况恶化,可能会在炉膛内发生爆燃现象,造成突发性的烟气压力;(3炉内燃烧火焰的脉动,也可能引起炉墙的振动;(4处于地震区的炉墙,还需承受由地震引起的使炉墙产生水平惯性力的作用;(5经常受到熔渣粘附和侵蚀的锅炉炉墙,还要求其有足够的抗熔渣性能;(6 CFB锅炉的炉墙特别是炉膛密相区部位的炉墙、旋风分离器的内壁面,由于长期经受高浓度颗粒的冲蚀,所以该处耐火或保温材料应具有很好的防磨性。
§5-2 锅炉炉墙的种类及其典型结构重型炉墙、轻型炉墙及敷管炉墙。
由内侧耐热层、中间保温层和外部密封层构成;差别在于炉墙的支承方式,炉墙各层所用的材料及其厚度和结构方法不同。
一、重型炉墙重型炉墙是较早的锅炉炉墙结构形式,用于无水冷壁或水冷壁管稀少的小型锅炉中,蒸发量小于10kg/s(36t/h)的锅炉常用重型炉墙。
结构:两层:标准耐火砖,机制红砖,(中间可加空气夹层或耐火纤维材料);钢架(少用或不用)。
在厚度方向它通常由两层组成:用标准耐火砖(230×113×65mm)做内衬墙,用机制红砖(240×115×53mm)做外包墙。
内衬墙用耐火砖,是为了能承受高温;外包墙用机制红砖是因为其绝热性较好而且价格便宜。
有时为了提高重型炉墙的保温性能,也在两层之间留有7~20mm的空气夹层或放置耐火纤维材料。
在烟气温度≤500℃的锅炉低温烟道部分,炉墙可全部用机制红砖砌筑。
特殊的墙体结构:分段卸载结构,牵连结构,膨胀缝(内嵌耐火纤维绳索)。
虽然重型炉墙的结构形状很接近于普通的砖墙,但是由于其工作条件远较普通的砖墙恶劣,有一些特殊的墙体结构,砌筑技术要比普通砖墙严格得多。
1-水平膨胀缝;2-耐火绳索;3-耐火砖;4-机制红砖图5-1 重型炉墙的卸载结构上图:重型炉墙的分段卸载结构,该结构亦称水平膨胀缝,通过该结构可将内墙体耐火砖的重量传递给外层红砖,水平膨胀缝之间的间距为2~3mm。
为了防止内衬墙和外包墙的脱离和倾斜,如图5-2所示,内衬墙在高度方向每隔7层砖就把一层耐火砖伸入红砖外包墙内,即砌一层牵连砖或每层有几块耐火砖作牵连砖,而各层牵连砖的位置在垂直线相互错开。
分段卸载结构和牵连结构的配合使用,可提高墙体的稳定性和整体性。
为了让高温的内层炉墙能自由膨胀,保证炉墙内不发生破坏性的温度应力,在墙体内要设置膨胀缝,膨胀缝的大小取决于内衬墙体的线胀系数和残余收缩率之差。
图5-1分段卸载结构中的水平膨胀缝就兼有吸收炉墙沿高度方向膨胀的作用,而炉墙沿水平方向的膨胀量则靠垂直膨胀缝来吸收。
垂直膨胀缝一般设在炉室的角部,如图5-3所示,在膨胀缝内嵌入耐火纤维绳索,安装时要保证2根以上,且与内衬表面齐平,以防炉漏气或因灰渣堵塞而失去作用。
当炉墙宽度超过5m时,在中间也需留垂直膨胀缝.1-牵连砖;2-耐火砖;3-机制红砖;4-空气层或耐火纤维层图5-2 重型炉墙的牵连结构1-机制红砖;2-耐火砖;3-垂直膨胀缝;4-耐火绳索图5-3 重型炉墙的垂直膨胀缝结构重型炉墙的总厚度通常为1.5~3块砖,相应于380~720mm厚.内层是0.5~1块耐火砖,外层是1~2块红砖。
小型锅炉炉膛部分的重型炉墙总厚度一般为500mm,内衬墙是一砖厚的耐火砖,对流受热面的炉墙总厚度一般为360~473mm,内衬墙是半砖厚的耐火砖,或内墙也用红砖砌筑。
重型炉墙外包墙的四壁转角处常在砌筑时互相咬合,这样四壁就自行形成整体,不需使用或只使用很少的钢架来把外墙箍住。
墙体直接砌筑在锅炉的钢筋混凝土地基或梁上,其重量为地基或梁所承受。
重型炉墙的高度不宜超过10~12m,一般高4~8m。
较高的重型炉墙也有分成2~3段的,下段砌在地基上,上段用钢梁或钢筋混凝土梁支承。
二、轻型炉墙结构:耐火砖(红砖),异型砖,硅藻土砖,石棉白云石板,(耐火混凝土板,保温混凝土板),钢制护板(密封涂料),分段卸载结构,牵连结构,(托架或吊耳,支座搭钩,钢筋,拉钩或铁丝)锅炉构架,框架梁;膨胀缝。
炉墙分段压在金属托架上,每段高度为5m左右,由托架把每段炉墙的荷载传到锅炉构架上,炉墙高度可远远超过重型炉墙。
轻型炉墙常用于水冷壁管较密的炉膛或炉膛内壁面温度低于600~1000℃的场合,炉墙厚度一般为260~310mm,比重型炉墙薄而轻,每平方米炉墙面积约重400kg左右(不包括钢制护板的重量).因为轻型炉墙每段的高度不大,所以炉墙的总高度不受限制,承受横向力(如地震力等)的能力大.但是轻型炉墙的金属消耗量大(要用炉墙托架、拉钩、护板,并且要加强锅炉构架),砖砌的轻型炉墙还需采用价格比普通耐火砖高2-3倍的异形耐火砖,砌筑这些异形耐火砖的费用比普通砖贵3~4倍。
轻型炉墙可分为砖砌结构轻型炉墙和混凝土框架结构轻型炉墙两种。
1.砖砌结构轻型炉墙1-耐火转;2-硅藻土砖;3-石棉白云石板;4-水冷壁管;5-钢制护板;6-拉钩;7,8-异型砖;9-托架;10-托架的支座搭钩;11-锅炉构架的框架梁;12-膨胀缝图5-4 轻型砖砌炉墙的结构内侧耐热层一般采用耐火砖,在烟气温度低于600-700℃的省煤器烟道的炉墙内侧也可采用优质红砖;绝热层由一层硅藻土焙烧板构成,或由里层为硅藻土砖、外层为石棉白云石板或矿渣棉板等绝热板两层构成;最外层是由钢制护板组成的密封层。
图5-5所示为轻型砖砌炉墙的分段卸载结构,炉墙的重量分段由一排固定在锅炉钢架梁上的铸铁或钢制的托架支承,每隔3m左右设置一层托架,托架之间的间距为250~320mm。
托架上下的耐火砖做成异型砖,两砖之间一般留有7~15mm的膨胀缝,在膨胀缝中填充石棉绳或耐火纤维绳索,以吸收内层耐火砖受热时沿垂直方向产生的膨胀量。
为了防止炉墙因内部受热后向炉膛中凸出,每隔500~1000mm用一排铸铁拉钩把砌在内层耐火砖里的异形砖拉住,拉钩则固定在与护板焊牢的管子上,铸铁拉钩、异形砖和固焊于护板上的管子组成了轻型砖砌炉墙的牵连结构(图5-4)。
炉墙内层耐火砖沿周向产生的膨胀量靠布置在墙角或炉墙中间的垂直膨胀缝来吸收,一般沿炉宽每隔3-4m布置一道垂直膨胀缝。
因硅藻土砖或其它绝热材料的工作温度较低且较疏松,绝热层可依靠自己的疏松性来补偿这不太大的膨胀量。
图5-6是轻型砖砌炉墙垂直膨胀缝结构。
1-耐火转;2-硅藻土砖;3-异型耐火砖;4-托架;5-耐火绳索;6-保温板;7-锅炉构架图5-5 轻型砖砌炉墙的分段卸载结构(a)斜墙角;(b)直墙角;(c)炉墙平直段图5-6 轻型砖砌炉墙的垂直膨胀缝结构轻型砖砌炉墙常用于内壁温度高于600-800℃的地方,例如,国产的蒸发量小于130t/h的锅炉炉膛和过热器烟道部分皆采用该型炉墙。
2.混凝土框架结构轻型炉墙混凝土框架结构轻型炉墙如图5-7所示,该结构利用型钢作框架,高温烟气侧耐热层和相邻的保温层分别由耐火混凝土和保温混凝土浇注,最外层用钢板做成外护板或用以铁丝网为骨架的密封涂料涂抹而成。
为了使耐火混凝土能更好地固定在框架上井具有足够的强度,在耐火混凝土中设置用46mm圆钢制成的钢筋网,网格尺寸为120×120mm,钢筋的两端点焊在框架上,钢筋交叉处用退过火的 6mm铁丝扎牢。
为防止耐火混凝土因其膨胀系数和钢筋不同而引起裂缝,钢筋上应涂以2mm厚的沥青,以便高温下沥青溶化后使钢筋和耐火混凝土之间有一定的空隙.耐火混凝土板的接缝处应留有5mm左右的膨胀缝,并嵌以石棉纸板。