哈工大热能转换装置第3章锅炉蒸发受热面.ppt

对流受热面 传热过程以对流换热为主的受热面。 锅炉的对流受热面主要包括指凝渣管束、锅炉管束、对流过热器和再热器、省煤器及空气预热器等受热面。尽管这些受热面的作用、构造、布置以及工质和烟气的热工数据有很大的不同，但其传热过程都是以对流换热为主。 3.2 锅炉管束型受热面 3.2.1凝渣管束 3.2.2 锅炉管束 凝渣管束的作用 由后墙水冷壁拉稀而成。 采用大节距，所用的横向、纵向相对节距多在以下范围内： 采取锅炉管束的原因 在低压小型锅炉中，由于锅炉的工作压力低，水在汽化过程中所吸收的热量—汽化热所占比例较大，仅靠炉膛水冷壁吸热量不能满足蒸发吸热的要求，因此在炉膛出口后面还要装设较多的蒸发受热面即锅炉管束。 锅炉管束的结构 锅炉管束是一种蒸发受热面，设置在锅炉炉膛出口。通常采用上下双锅筒结构，管子两端胀接或焊接在上下锅筒上。 由于工作压力低，锅筒壁不太厚，制造容易，采用双锅筒结构是比较经济的。为简化制造工艺，在设计时通常使管子形状尽量标准化，如选用相同的弯管半径。 锅炉管束可以错列布置（用于小型水管锅炉中机械通风时），其优点是传热效果好，节约钢材。也可顺列布置（小型水管锅炉中自然通风时），以便于吹灰与清灰，减少烟气流动阻力 采用管束结构可实现烟气对受热面的横向冲刷，在管束中用耐火砖把烟道隔成几个流程，随烟气温度的降低，各流程通道截面积应逐渐减小，以保证各流程的烟气速度相近。 3.3 自然循环锅炉水冷壁 水冷壁的由来 水冷壁的作用 水冷壁分类 光管水冷壁 膜式水冷壁 水冷壁是指布置在炉膛四周、炉墙内壁面附近的平行并列管。 水冷壁是一种管式辐射受热面。管子内有工质流动和冷却。是一般水管锅炉必须具备的受热面。 水冷壁的作用 对炉墙的作用 保护炉墙，减少熔渣和高温对炉墙的破坏作用。装设水冷壁后，炉墙的内壁温度大大降低，因此炉墙的厚度可以减小，重量减轻。对于敷在水冷壁管子上的炉墙，即敷管炉墙或管承炉墙，水冷壁也起了悬吊的作用。 吸热 火焰对水冷壁的辐射传热已成为锅炉传热重要方式。由于炉内温度较高，且烟速很低，这种吸热主要通过辐射方式。在炉膛出口处将烟气的温度冷却到足够低的程度。 光管水冷壁 光管式水冷壁就是通过锅筒及集箱连接起来的一排布置在炉墙内侧的光管。 中小容量锅炉用得比较广泛的光管水冷壁。 光管水冷壁的结构 水冷壁一般贴近炉墙布置的平行并列管，上部与锅筒或上集箱连接，下部与下集箱相连。 水冷壁通常是以外径d＝51（工业锅炉）～60（大锅炉）mm的无缝钢管组成，材料为20A。 管壁壁厚δ视工作压力而定，一般为3~5mm。如：中压锅炉管子尺寸为φ60×3，高压锅炉为φ60×5。 管墙距e：管子中心线与炉墙之间的距离。 工业锅炉 e/d=0.5~0.8 电站锅炉 e/d=0.5~1.0 节距S：相邻两管中心线之间的距离。 水冷壁布置的紧密程度S/d来表示。 3.3 自然循环锅炉水冷壁 大容量锅炉较多采用了膜式水冷壁，将炉墙全部遮蔽。 3.3 自然循环锅炉水冷壁 膜式水冷壁大多由光管和鳍片（扁钢条）焊接而成。 3.3 自然循环锅炉水冷壁 钢厂轧制和挤压鳍片管制成的膜式水冷壁，只在大批量生产时才比较经济。 3.3 自然循环锅炉水冷壁 炉膛密封性好，漏风量少，炉膛可采用微正压燃烧。 可降低锅炉的排烟热损失，从而提高锅炉的热效率。 对炉墙保护好，炉墙温度大大降低，可使其厚度减薄，减轻重量和简化炉膛结构。 可缩短起动和停炉时间。 3.3 自然循环锅炉水冷壁 通常是在水冷壁管上焊有较多φ6～12mm，长20～25mm的销钉（或称抓钉），外涂铬矿砂耐火塑料（97％铬矿砂和3％耐火粘土，再加上6％～7％的水玻璃） 3.3 自然循环锅炉水冷壁 增加了水平连接烟道的长度，并空出了凝渣管束的位置，可以在不增加锅炉深度（指左右方向）的情况下布置更多的过热器受热面，通常这个部位用以布置屏式过热器。 增加炉膛充满度，改善烟气流冲刷屏式过热器的空气动力特性，增加横向冲刷的作用，增加烟气流程，加强烟气混合，使烟气流沿着烟道高度分布趋于均匀。 3.3 自然循环锅炉水冷壁 折焰角的突出部分一般为为炉膛深度的30％左右。 一般取 3.3 自然循环锅炉水冷壁 水冷壁的热膨胀问题： 3.4.1 水平围绕上升管带型 3.4.2 多次垂直上升管屏型 3.4.3 多弯道立式或水平式管带型 3.4.4 直流锅炉水冷壁的应用与发展 内螺纹管结构 一次垂直上升管屏式水冷壁 由于锅炉容量增大，炉膛周界相对减小，炉膛水冷壁做成一次上升有可能保证管内工质流速足够大，管子直径也不必