文档介绍：水管锅炉的结构
2004-6-3
水管锅炉因其结构布置比较合理,工作性能比较完善,经济技术指标也较先进,因此发展十分迅速。它可以满足不同蒸发量的要求。我们以D型锅炉为例,这种型式的锅炉用于船舶上作蒸汽动力装置的主锅炉,或作为大型油船柴油机动力装置的辅助锅炉。
一、D型水管锅炉的组成及其工作原理
图4—1是一台D型水管锅炉的工作示意图。
 
图4—1 D型水管锅炉的工作示意图

D型水管锅炉本体的造形类似英文字母“D”,故称为D型锅炉。其本体是由上锅筒、下锅筒、联箱、水冷壁、对流管束、炉膛及燃烧器等部分构成。除了炉膛和燃烧器外其他部件都承受着锅炉的饱和压力。
(1)上锅筒
上锅简虽然不是受热面,但在水管锅炉中,它有下列几方面的重要作用:
a)由于在上锅筒中可以储存一定量的水(约为锅炉蓄水量的1/3),当给水量和产生的蒸汽量在数量上不平衡时,可暂时以上锅筒中水位的上下波动来应付,从而降低了对给水调节的要求。另外,它又使锅炉具有一定的蓄热能力,当锅炉向外界输出的热量与向锅炉内供入的热量不平衡时,上锅筒中的水可暂时释放或吸收一部分热量,以减缓蒸汽压力的被动,从而降低了对燃烧调节的要求。
b)上锅简向蒸发受热面管子输送锅水,接受来自蒸发管束的汽水混合物,并在其中进行汽水分离。锅炉接收给水和向外供应饱和蒸汽也需要经过上锅筒。因此,上锅筒是汽水系统的一个汇集点,另外上锅筒也是一些重要附件装设的地方。
c)给水在上锅简内进行锅内水处理,并通过在上锅筒中进行的上部排污,排除锅炉中盐度较大的锅水以及漂浮在水面上的油质和泡沫等杂质,以避免在受热面上结水垢和防止受热面的腐蚀。
d)给水在上锅筒中得以预热和除气。锅炉给水的温度较锅水低,且溶解有氧气,进入上锅筒后被周围锅水加热至接近饱和温度,同时溶解的氧也随之析出,从而减轻了上锅筒的温度应力和氧对受热面的腐蚀。
(2)联箱和下锅筒
联箱和下锅筒也都不是受热面。联箱是用来固定水冷壁管于并使水冷壁管内形成正常的水循环。下锅简是用来固定除水冷壁以外的蒸发受热面管子并联接其水循环,也有一定的蓄水能力。它们能将锅水中沉淀出来的泥渣通过下排污将其排除。
(3)蒸发受热面
在锅炉中直接受热产生饱和蒸汽的受热面称为蒸发受热面。水冷壁管及靠近炉膛的前三排对流管束(即防渣管),烟气通过辐射传热的方式,将热量传递给管中的锅水,因而称为辐射受热面。其余的蒸发管束,通过对流换热的方式,接收烟气传递的热量,因而称之为对流受热面。
(4)炉膛
炉膛是燃油雾化、燃烧的场所。它的作用是提供足够的空间,使燃油得以充分的燃烧同时使燃烧发出的热量不要散失到锅炉外面。
炉膛由耐火砖墙和水冷壁组成。水冷壁就是铺设在炉膛内壁上的蒸发受热面管子,由于它吸收高温火焰和烟气的辐射热量,因此可以保护耐火砖不致于过热而烧坏,有冷却炉墙的作用;同时能提高锅炉的蒸发率;通过在炉膛不同部位布置不同数量的水冷壁受热面;来控制炉膛中烟气的温度和温度场分布,保证炉膛内良好的燃烧;它是整个锅炉蒸发受热面的重要组成部分。水冷壁吸收的辐射热,约占锅炉整个受热面吸热量的1/3左右,使烟气由理论燃烧温度(约2000K)下降到炉膛出口温度(1500~1750K),烟气离开炉膛后,流到蒸发管束中去。
(5)燃烧器
燃油锅炉的燃烧器是由雾化器或喷油嘴和配风器组成。喷油器将送入炉膛内的燃油雾化成油雾,配风器将助燃空气合理地导入炉膛,使之能与雾化的燃油进行及时充分的混合。

(1)蒸汽过热器
当要求锅炉供应过热蒸汽时,在锅炉中加装蒸汽过热器。根据对过热蒸汽温度要求的高低,蒸汽过热器可放置在对流管束中间或对流管束后面。它接收从上锅筒中来的饱和蒸汽,在其中加热成过热蒸汽再向外界供汽。
(2)省煤器
省煤器用于加热进入锅炉的给水。由于它安装在锅炉本体的后面,可吸收流出本体后的烟气中的余热,因而能起到节省燃料的作用。
(3)空气预热器
空气预热器是利用烟气进入烟囱以前的余热来加热助燃的空气,既达到了回收热量的目的,又改善了燃油的燃烧条件。通常空气预热器安装在省煤器的后面。
省煤器和空气预热器都装在锅炉本体的后面,统称为尾部受热面。尾部受热面也不是所有锅炉都必须装设的;有的锅炉只装设其中的一个。对于小型锅炉,为了简化管理和减小锅炉的外形尺寸,多不装设尾部受热面。

(1)燃油系统
燃油系统中的油泵将燃油从油罐中抽出送到日用油箱,再用燃油泵从日用油箱中抽出,经过加压、加温和过滤最后送到喷油器进行雾化。这个系统通常以日用油箱为界限又分成供油系统和燃油工作系统。
(2)给水、凝水、蒸汽系统
给水系统是由包括锅炉给水