哈工大 热能转换装置 第3章 锅炉蒸发受热面

1、第第 3 章章 锅炉蒸发受热面锅炉蒸发受热面第第 3 章章 锅炉蒸发受热面锅炉蒸发受热面 受热面受热面1 自然循环锅炉的水冷壁自然循环锅炉的水冷壁2凝渣管束与锅炉管束凝渣管束与锅炉管束3 直流锅炉的水冷壁直流锅炉的水冷壁4v 受热面受热面 高温介质和低温介质进行换热的表面，对于锅炉高温介质和低温介质进行换热的表面，对于锅炉而言就是把烟气中的热量传给锅内低温工质的表面。而言就是把烟气中的热量传给锅内低温工质的表面。 v 受热面的作用受热面的作用 a: 传递热量传递热量 b: 隔离加热介质和被加热介质，是两种介质隔离加热介质和被加热介质，是两种介质 的分界面。的分界面。 3.1 受热面受热面v 受

2、热面的分类受热面的分类 根据受热面的烟气侧主要传热方式的不同分为：根据受热面的烟气侧主要传热方式的不同分为： a: 辐射受热面；辐射受热面； b: 对流受热面。对流受热面。 c: 半辐射受热面半辐射受热面3.1 受热面受热面v辐射受热面辐射受热面 是以辐射换热为主要换热方式的受热面。其特点是以辐射换热为主要换热方式的受热面。其特点是传递热量的多少主要取决于辐射换热的强弱。虽然是传递热量的多少主要取决于辐射换热的强弱。虽然也有对流换热，但换热的影响基本上可忽略。传热的也有对流换热，但换热的影响基本上可忽略。传热的热流密度与加热介质和被加热介质绝对温度的四次方热流密度与加热介质和被加热介质绝对温度

3、的四次方差成正比。差成正比。 主要包括主要包括:板式辐射受热面：如炉胆板式辐射受热面：如炉胆 管式辐射受热面：如水冷壁管式辐射受热面：如水冷壁3.1 受热面受热面v对流受热面对流受热面u 传热过程以对流换热为主的受热面。传热过程以对流换热为主的受热面。u 锅炉的对流受热面主要包括指凝渣管束、锅炉管束、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，但其传热过程都和烟气的热工数据有很大的不同，但

4、其传热过程都是以对流换热为主。是以对流换热为主。 3.1 受热面受热面v 半辐射受热面半辐射受热面 半辐射受热面既吸收烟气流过时的对流热，又半辐射受热面既吸收烟气流过时的对流热，又吸收炉膛中的辐射热。吸收炉膛中的辐射热。 半辐射受热面主要指屏式过热器。半辐射受热面主要指屏式过热器。3.1 受热面受热面v 受热面的分类受热面的分类 根据受热面内工质状态：根据受热面内工质状态： a: 加热受热面（预热受热面）；加热受热面（预热受热面）； b: 蒸发受热面；蒸发受热面； c: 过热受热面过热受热面3.1 受热面受热面3.1 受热面受热面3.2 锅炉管束型受热面锅炉管束型受热面v 3.2.1凝渣管束凝

5、渣管束v3.2.2 锅炉管束锅炉管束3.2.1 凝渣管束凝渣管束 锅炉采用锅炉采用型布置型布置时，后墙水冷壁要通时，后墙水冷壁要通过水平烟道，通常节过水平烟道，通常节距距S较小，易结渣。为较小，易结渣。为此，需把后墙水冷壁此，需把后墙水冷壁通过水平烟道的管子通过水平烟道的管子节距拉大，拉稀，形节距拉大，拉稀，形成凝渣管束，以防渣。成凝渣管束，以防渣。 n 采用凝渣管束的原因采用凝渣管束的原因v凝渣管束的作用凝渣管束的作用国产国产120t/h中压煤粉锅炉凝渣管束中压煤粉锅炉凝渣管束 防止后部受热面结渣（也称防防止后部受热面结渣（也称防渣管束）；渣管束）； 可均匀炉膛出口处的烟气速度可均匀炉膛出口

6、处的烟气速度场和温度场，减轻后不受热面场和温度场，减轻后不受热面热偏差。热偏差。 可吸收蒸发热量；可吸收蒸发热量；3.2.1 凝渣管束凝渣管束u由后墙水冷壁拉稀而成。由后墙水冷壁拉稀而成。u采用大节距，所用的横向、纵向相对节距多采用大节距，所用的横向、纵向相对节距多在以下范围内：在以下范围内：v 凝渣管束的结构凝渣管束的结构13 5sd23 5sd3.2.1 凝渣管束凝渣管束n 采取锅炉管束的原因采取锅炉管束的原因u在低压小型锅炉中，由于在低压小型锅炉中，由于锅炉的工作压力低，水在锅炉的工作压力低，水在汽化过程中所吸收的热汽化过程中所吸收的热量量汽化热所占比例较大，汽化热所占比例较大，仅靠炉膛

7、水冷壁吸热量不仅靠炉膛水冷壁吸热量不能满足蒸发吸热的要求，能满足蒸发吸热的要求，因此在炉膛出口后面还要因此在炉膛出口后面还要装设较多的蒸发受热面即装设较多的蒸发受热面即锅炉管束。锅炉管束。 3.2.2 锅炉管束锅炉管束u锅炉管束是一种蒸发受热面，设置在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结构，管子两端胀接或焊接在上下锅筒上。筒上。u由于工作压力低，锅筒壁不太厚，制由于工作压力低，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，在设计时通常的。为简化制造

8、工艺，在设计时通常使管子形状尽量标准化，如选用相同使管子形状尽量标准化，如选用相同的弯管半径。的弯管半径。 图图2-11 小型锅炉蒸发管束简图小型锅炉蒸发管束简图n 锅炉管束的结构锅炉管束的结构3.2.2 锅炉管束锅炉管束u锅炉管束可以错列布置（用于小型水管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，减少烟气流动阻力与清灰，减少烟气流动阻力u我国小型锅炉一般采用我国小型锅炉一般采用512.5mm

9、的管的管子作锅炉管束，节距子作锅炉管束，节距S1=100mm，S2=95mm，管子弯曲半径，管子弯曲半径R=160mm。 3.2.2 锅炉管束锅炉管束u采用管束结构可实现烟气采用管束结构可实现烟气对受热面的横向冲刷，在对受热面的横向冲刷，在管束中用耐火砖把烟道隔管束中用耐火砖把烟道隔成几个流程，随烟气温度成几个流程，随烟气温度的降低，各流程通道截面的降低，各流程通道截面积应逐渐减小，以保证各积应逐渐减小，以保证各流程的烟气速度相近。流程的烟气速度相近。图图2-12 锅炉管束流程布置图锅炉管束流程布置图3.2.2 锅炉管束锅炉管束3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁v 水冷壁的由来水冷壁

10、的由来v 水冷壁的作用水冷壁的作用v 水冷壁分类水冷壁分类v 光管水冷壁光管水冷壁v 膜式水冷壁膜式水冷壁v水冷壁是指布置在炉膛水冷壁是指布置在炉膛四周、炉墙内壁面附近四周、炉墙内壁面附近的的平行并列管。平行并列管。 水冷壁水冷壁是一种是一种管式管式辐射受热面。管子内有辐射受热面。管子内有工质流动和冷却。是一工质流动和冷却。是一般水管锅炉必须具备的般水管锅炉必须具备的受热面。受热面。 3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁v 在近代动力锅炉中，炉墙上均敷设了水冷壁。在近代动力锅炉中，炉墙上均敷设了水冷壁。 中压锅炉的水冷壁是蒸发受热面。中压锅炉的水冷壁是蒸发受热面。 高压和超高压锅炉的水

11、冷壁主要是蒸发受热面，但炉高压和超高压锅炉的水冷壁主要是蒸发受热面，但炉膛顶部常布置辐射过热器。膛顶部常布置辐射过热器。 在直流锅炉中，一部分水冷壁用作加热受热面和过热在直流锅炉中，一部分水冷壁用作加热受热面和过热受热面，但水冷壁仍然主要是蒸发受热面。在超临界受热面，但水冷壁仍然主要是蒸发受热面。在超临界压力直流锅炉中，水冷壁是用作加热水和过热蒸汽。压力直流锅炉中，水冷壁是用作加热水和过热蒸汽。3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁u早期锅炉水管锅炉燃烧区距受热面近，火焰直接加热受热面，早期锅炉水管锅炉燃烧区距受热面近，火焰直接加热受热面，火焰温度降低，影响燃烧，未燃尽就随烟气排出锅炉，

12、影响火焰温度降低，影响燃烧，未燃尽就随烟气排出锅炉，影响效率。而且未燃尽燃料附着在受热面上，增加了传热热阻，效率。而且未燃尽燃料附着在受热面上，增加了传热热阻，降低了传热系数，传热减少。降低了传热系数，传热减少。u为了克服这些问题，设计锅炉时，采用较大的炉膛，让燃烧为了克服这些问题，设计锅炉时，采用较大的炉膛，让燃烧区远离受热面，这样，提高了燃烧区温度，减少了未完全燃区远离受热面，这样，提高了燃烧区温度，减少了未完全燃烧损失，锅炉效率提高。但燃烧区温度提高后，炉墙易烧坏，烧损失，锅炉效率提高。但燃烧区温度提高后，炉墙易烧坏，为保护炉墙，在炉墙四周布置管子，用工质冷却，形成了水为保护炉墙，在炉墙

13、四周布置管子，用工质冷却，形成了水冷壁。今天水冷壁已成为大型锅炉中必不可少的主要受热面。冷壁。今天水冷壁已成为大型锅炉中必不可少的主要受热面。 v 水冷壁的由来水冷壁的由来3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁v 水冷壁的作用水冷壁的作用 u 对炉墙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

14、吊的作用。管炉墙或管承炉墙，水冷壁也起了悬吊的作用。u 吸热吸热 火焰对水冷壁的辐射传热已成为锅炉传热重要方式。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。方式。在炉膛出口处将烟气的温度冷却到足够低的程度。 3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁 u光管式水冷壁光管式水冷壁u膜式水冷壁。膜式水冷壁。v 水冷壁分类水冷壁分类3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁1-水冷壁水冷壁 2-锅筒锅筒 3-防渣管防渣管 4-炉墙炉墙 5-下降管

15、下降管 6-集箱集箱 7-炉墙炉墙 8-水冷壁管水冷壁管 9-燃烧室燃烧室v 光管水冷壁光管水冷壁p 光管式水冷壁就是通过光管式水冷壁就是通过锅筒及集箱连接起来的锅筒及集箱连接起来的一排布置在炉墙内侧的一排布置在炉墙内侧的光管。光管。p 中小容量锅炉用得比较中小容量锅炉用得比较广泛的光管水冷壁。广泛的光管水冷壁。3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁n 光管水冷壁的结构光管水冷壁的结构 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。集箱连接，下部与下集箱相连。 水冷壁通常是以外径水冷壁通常是以外径d51（工

16、业锅炉）（工业锅炉）60（大锅炉）（大锅炉）mm的无缝钢管组成，材料为的无缝钢管组成，材料为20A。 管壁壁厚管壁壁厚视工作压力而定，一般为视工作压力而定，一般为35mm。如：中压锅。如：中压锅炉管子尺寸为炉管子尺寸为603，高压锅炉为，高压锅炉为605。 管墙距管墙距e：管子中心线与炉墙之间的距离。：管子中心线与炉墙之间的距离。 工业锅炉工业锅炉 e/d=0.50.8 电站锅炉电站锅炉 e/d=0.51.03.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁 节距节距S：相邻两管中心线之间的距离。：相邻两管中心线之间的距离。 水冷壁布置的紧密程度水冷壁布置的紧密程度S/d来表示。来表示。3.3 自然

17、循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁v 当当S/d增大时，即布置较稀时，管子背面受到炉墙反射的热量较多，增大时，即布置较稀时，管子背面受到炉墙反射的热量较多，金属的利用率较高，但对炉墙的保护较差，从保护炉墙的角度。金属的利用率较高，但对炉墙的保护较差，从保护炉墙的角度。 S/d不宜过小。不宜过小。v 一般只有小型工业锅炉一般只有小型工业锅炉S/d2.0，中大容量锅炉实际采用的，中大容量锅炉实际采用的S/d至均很至均很小，一般小，一般S/d取取1.11.2，这是为了采用轻型炉墙和敷管炉墙，尤其采，这是为了采用轻型炉墙和敷管炉墙，尤其采用敷管炉墙，用敷管炉墙， S/d小于小于1.1.v 大于大容量锅炉

18、，必须采用密布水冷壁管，由于炉墙面积相对较小，大于大容量锅炉，必须采用密布水冷壁管，由于炉墙面积相对较小，否则无法达到必须的有效辐射受热面积。否则无法达到必须的有效辐射受热面积。 优点：制造、安装简单。优点：制造、安装简单。 缺点：保护炉墙的作用小，炉膛漏风严重。缺点：保护炉墙的作用小，炉膛漏风严重。n 光管水冷壁的优缺点光管水冷壁的优缺点3.3 自然循环锅炉水冷壁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。大容量锅炉较多采用了膜式水冷壁，将炉墙全部遮蔽。v 膜式水冷壁膜式水冷壁3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁u 膜式水冷壁大多由光管和鳍片（扁钢条）焊接而成。

19、膜式水冷壁大多由光管和鳍片（扁钢条）焊接而成。 u 不用扁钢，而用埋弧焊接法将管子一起焊成管排。不用扁钢，而用埋弧焊接法将管子一起焊成管排。n 膜式水冷壁的几种制作方式膜式水冷壁的几种制作方式3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁u 钢厂轧制和挤压鳍片管制成的膜式水冷壁，只在大批量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。生产时才比较经济。 轧制鳍片管的焊接轧制鳍片管的焊接3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁钢管加扁钢工艺制造的膜式水冷壁钢管加扁钢工艺制造的膜式水冷壁3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁n 膜式水冷壁管节距的选择膜式水冷壁管节距的选

20、择 3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁n 膜式水冷壁管鳍片的要求膜式水冷壁管鳍片的要求gogbqq 3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁n 膜式水冷壁的优点膜式水冷壁的优点3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁n 膜式水冷壁设计注意事项：膜式水冷壁设计注意事项：n 采用卫燃带原因采用卫燃带原因3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁图图2-7 卫燃带的构造卫燃带的构造1-水冷壁管水冷壁管 2-销钉销钉 3-铬矿砂耐火塑料铬矿砂耐火塑料n 卫燃带的敷设卫燃带的敷设3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁u 固定耐火材料；

21、固定耐火材料；u 将耐火材料上的热量传给水冷壁，使耐火涂将耐火材料上的热量传给水冷壁，使耐火涂料得到冷却，延长使用期限。料得到冷却，延长使用期限。 3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁u 对高压锅炉及超高压锅炉，广泛采用平对高压锅炉及超高压锅炉，广泛采用平炉顶结构，炉顶由过热器顶棚管组成。炉顶结构，炉顶由过热器顶棚管组成。在平炉顶结构中，后水冷壁上部常做成在平炉顶结构中，后水冷壁上部常做成一个折焰角（或简称鼻子）与上集箱相一个折焰角（或简称鼻子）与上集箱相连，炉膛出口处不装凝渣管束。连，炉膛出口处不装凝渣管束。 DG670/140型锅炉型锅炉3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁

22、u增加了水平连接烟道的长度，并空出了凝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（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器受热面，通常这个部位用以布置屏式过热器。热器。 u增加炉膛充满度，改善烟气流冲刷屏式过增加炉膛充满度，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。气流沿着烟道高度分布趋于均匀。 3.3 自然循环锅炉

23、水冷壁自然循环锅炉水冷壁u折焰角的突出部分一般折焰角的突出部分一般为为炉膛深度的为为炉膛深度的30左左右。右。u一般取一般取图图2-8 折焰角结构折焰角结构a)HG-230/100-6型锅炉型锅炉b)HG-410/100-1型锅炉型锅炉1-上升管上升管 2-集箱集箱 3-连接管连接管4-三叉管三叉管 5-节流小孔节流小孔 6-刚性管刚性管7545,45253.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁v 水冷壁的热膨胀问题：水冷壁的热膨胀问题：图图2-10 水冷壁管的吊拉件示意图水冷壁管的吊拉件示意图a)安装时的位置安装时的位置 b)运行时的位置运行时的位置1-水冷壁管水冷壁管 2-拉钩拉钩 3

24、-膨胀间隙膨胀间隙 4-支架支架 5-张力构件张力构件3.3 自然循环锅炉水冷壁自然循环锅炉水冷壁v3.4.1 水平围绕上升管带型水平围绕上升管带型v3.4.2 多次垂直上升管屏型多次垂直上升管屏型v3.4.3 多弯道立式或水平式管带型多弯道立式或水平式管带型v3.4.4 直流锅炉水冷壁的应用与发展直流锅炉水冷壁的应用与发展 3.4 直流锅炉的水冷壁直流锅炉的水冷壁 u直流锅炉直流锅炉 工质在各受热面一次性强工质在各受热面一次性强制流过。给水由给水泵进入省制流过。给水由给水泵进入省煤器，经炉膛蒸发受热面、对煤器，经炉膛蒸发受热面、对流过渡区、过热器，然后送往流过渡区、过热器，然后送往汽轮机。各

25、部分流动水阻力全汽轮机。各部分流动水阻力全由水泵来克服。由水泵来克服。u直流锅炉和自然循环锅炉在直流锅炉和自然循环锅炉在结构上的差异除了无锅筒之结构上的差异除了无锅筒之外，主要在于炉膛部分的水外，主要在于炉膛部分的水冷壁。冷壁。 3.4 直流锅炉的水冷壁直流锅炉的水冷壁 3.4 直流锅炉的水冷壁直流锅炉的水冷壁 u 结构形式结构形式 水冷壁由许多根平行的管子组水冷壁由许多根平行的管子组成管带，然后是水平或微倾斜地成管带，然后是水平或微倾斜地自下向上沿炉膛四周内壁盘旋上自下向上沿炉膛四周内壁盘旋上升。为了盘旋上升，至少有一个升。为了盘旋上升，至少有一个墙上的水冷壁是微倾斜布置。墙上的水冷壁是微倾

26、斜布置。u 应用应用 苏联最早采用这种水冷壁，称兰苏联最早采用这种水冷壁，称兰姆辛型。国内姆辛型。国内SG-220-100型型和和SG-400-140型直流锅炉水型直流锅炉水冷壁都采用这种型式。冷壁都采用这种型式。 3.4.1 水平围绕上升管带型水冷壁水平围绕上升管带型水冷壁n 水平围绕上升管带型优缺点水平围绕上升管带型优缺点 u 优点优点 不用中间集箱，从而没有不受热的下降管道，因而不用中间集箱，从而没有不受热的下降管道，因而可节约金属，便于滑压运行。可节约金属，便于滑压运行。 由于相邻管带外侧两根管子间的壁温差较小，适宜由于相邻管带外侧两根管子间的壁温差较小，适宜于整焊膜式结构。于整焊膜式

27、结构。u 缺点缺点 在工厂的安装组合率低，现场焊接工作量大，制在工厂的安装组合率低，现场焊接工作量大，制造整焊膜式壁时，制造工艺要求较高。造整焊膜式壁时，制造工艺要求较高。3.4.1 水平围绕上升管带型水冷壁水平围绕上升管带型水冷壁u管内工质的汽水分层问题。试验指出，倾斜角为管内工质的汽水分层问题。试验指出，倾斜角为5o以上时，以上时，由汽水分层而造成的管子上下壁温差已较小，若倾斜角达由汽水分层而造成的管子上下壁温差已较小，若倾斜角达911o时，汽水分层就不再发生。时，汽水分层就不再发生。u结构布置上的问题。角度太大，又将造成结构布置上的困难。结构布置上的问题。角度太大，又将造成结构布置上的困

28、难。u国内的设计约国内的设计约915o之间。之间。u但是对于汽水分层问题，还可以用选择较高的质量流速来避但是对于汽水分层问题，还可以用选择较高的质量流速来避免，所以即使是水平布置部分，只要管子中工质具有足够的免，所以即使是水平布置部分，只要管子中工质具有足够的质量流速，亦不致发生严重的汽水分层。质量流速，亦不致发生严重的汽水分层。 n 上升管带倾斜角度的选择上升管带倾斜角度的选择 3.4.1 水平围绕上升管带型水冷壁水平围绕上升管带型水冷壁u 与锅炉的容量有关与锅炉的容量有关 为了使流动阻力不致太大，每根管圈内的为了使流动阻力不致太大，每根管圈内的流速在保证水动力稳定及不发生汽水分层等的流速在

29、保证水动力稳定及不发生汽水分层等的前提下不宜过高。对于容量大的锅炉，辐射受前提下不宜过高。对于容量大的锅炉，辐射受热面平行联接的管子数目就要多些。如果用单热面平行联接的管子数目就要多些。如果用单回路管带，则管带宽度太宽，管子之间的热偏回路管带，则管带宽度太宽，管子之间的热偏差较大，为此，容量较大的锅炉宜用双回路管差较大，为此，容量较大的锅炉宜用双回路管带，或四回路管带。带，或四回路管带。 n 管带数的选择管带数的选择 3.4.1 水平围绕上升管带型水冷壁水平围绕上升管带型水冷壁u水冷壁的管径一般为水冷壁的管径一般为2550mm。管径的选择。管径的选择主要考虑经济性及工作可靠性。主要考虑经济性及

30、工作可靠性。u 从经济性角度来看，采用小管径是合理的。但从经济性角度来看，采用小管径是合理的。但在保证了质量流速在一定范围后，如采用过小在保证了质量流速在一定范围后，如采用过小的管径，将使管带宽度增加，对减少热偏差是的管径，将使管带宽度增加，对减少热偏差是不利的。不利的。 n 管径的选择管径的选择 3.4.1 水平围绕上升管带型水冷壁水平围绕上升管带型水冷壁3.4.2 多次垂直上升管屏多次垂直上升管屏 u 结构形式结构形式 水冷壁由若干个垂直管屏组水冷壁由若干个垂直管屏组成，每个管屏又由几十根并联的成，每个管屏又由几十根并联的上升管及两端的集箱组成，每个上升管及两端的集箱组成，每个管屏宽约管屏

31、宽约1.22m。各管屏之间用。各管屏之间用23根不受热的下降管连接，使根不受热的下降管连接，使它们串联起来。它们串联起来。 u 应用应用 最早是西德本生型直流锅炉最早是西德本生型直流锅炉采用这种结构，国内杨柳青及南采用这种结构，国内杨柳青及南市电厂直流锅沪也属于这一种类市电厂直流锅沪也属于这一种类型。型。 n 多次垂直上升管屏优缺点多次垂直上升管屏优缺点 u 优点优点 便于在制造厂做成组件，简化工地安装工便于在制造厂做成组件，简化工地安装工作，简化支吊结构。作，简化支吊结构。u 缺点缺点 由于有中间集箱和不受热的下降连接管道，由于有中间集箱和不受热的下降连接管道，金属耗量大，也不适应滑压运行的

32、要求，由于金属耗量大，也不适应滑压运行的要求，由于相邻管屏外侧两根相邻管子间的管壁温差大，相邻管屏外侧两根相邻管子间的管壁温差大，不适应膜式壁的要求。不适应膜式壁的要求。 3.4.2 多次垂直上升管屏多次垂直上升管屏 n 多次垂直上升管屏的改进多次垂直上升管屏的改进 u适应膜式壁的要求，现时往往只在炉膛下适应膜式壁的要求，现时往往只在炉膛下部做成部做成23次串联管屏，以减少相邻管屏外次串联管屏，以减少相邻管屏外侧两根相邻管子间的壁温差，而在炉膛上侧两根相邻管子间的壁温差，而在炉膛上部则做成一次垂直上升管屏，这时因已为部则做成一次垂直上升管屏，这时因已为过热蒸汽，比容大，可保证足够的工质流过热蒸

33、汽，比容大，可保证足够的工质流速，同时炉膛上部的热负荷己较低。速，同时炉膛上部的热负荷己较低。 3.4.3 多弯道立式或水平式管带型多弯道立式或水平式管带型 u 应用应用 瑞士苏尔寿瑞士苏尔寿直流锅炉采用直流锅炉采用这种型式。目这种型式。目前这种型式已前这种型式已很少采用。很少采用。 n 多弯道立式或水平式管带型优缺点多弯道立式或水平式管带型优缺点 u 优点优点 优点是减少甚至不用中间集箱，节约金属优点是减少甚至不用中间集箱，节约金属耗量，并能适应复杂的妒膛形状。耗量，并能适应复杂的妒膛形状。 u 缺点缺点 两集箱之间管子特别长，热偏差大，不利于两集箱之间管子特别长，热偏差大，不利于管子的自由

34、膨胀；管子的自由膨胀； 管带每一弯道的两个行程之间的相邻管子内管带每一弯道的两个行程之间的相邻管子内工质流向是相反的，因温差大，并且制造工艺工质流向是相反的，因温差大，并且制造工艺较复杂，因之不适应膜式壁结构；较复杂，因之不适应膜式壁结构； 立式多弯道管带的疏水也较困难。立式多弯道管带的疏水也较困难。 3.4.3 多弯道立式或水平式管带型多弯道立式或水平式管带型 u随着直流锅炉水冷壁的发展，由于广泛采用整焊膜式壁。随着直流锅炉水冷壁的发展，由于广泛采用整焊膜式壁。水平围绕上升管带型发展为螺旋上升式水冷壁。现时，西水平围绕上升管带型发展为螺旋上升式水冷壁。现时，西德的本生型和瑞士的苏尔寿型都有不

35、少采用螺旋式水冷壁。德的本生型和瑞士的苏尔寿型都有不少采用螺旋式水冷壁。过去具有不同型式水冷壁的直流锅炉已逐渐消除了它们之过去具有不同型式水冷壁的直流锅炉已逐渐消除了它们之间的差异。这种螺旋式水冷璧比一次垂直上升管屏易于保间的差异。这种螺旋式水冷璧比一次垂直上升管屏易于保证水冷壁中的工质质量流速。证水冷壁中的工质质量流速。对于大容量锅炉，炉膛下部辐射区做成螺旋式，而在上部对于大容量锅炉，炉膛下部辐射区做成螺旋式，而在上部辐射区则采用垂直上升管屏，这样便于采用悬吊式炉膛。辐射区则采用垂直上升管屏，这样便于采用悬吊式炉膛。同时由于炉膛上部热负荷已较低，两相邻垂直管屏的外侧同时由于炉膛上部热负荷已较低，两相邻垂直管屏的外侧管子的管壁温差己不致造成膜式壁的损坏。在西欧这种锅管子的管壁温差己不致造成膜式壁的损坏。在西欧这种锅炉仍称为本生型直流锅炉。炉仍称为本生型直流锅炉。 3.4.4 直流锅炉水冷壁的应用与发展直流锅炉水冷壁的应用与发展 图图3-8 螺旋式水冷壁螺旋式水冷壁 3.4.4 直流锅炉水冷壁的应用与发展直流锅炉水冷壁的应用与发展 u 螺旋式水冷壁螺旋式水冷壁 采用螺旋管圈垂直管圈方式炉膛水冷壁采用螺旋管圈垂直管圈方式【即下部炉膛的水冷壁采用螺旋管圈（内螺纹管），上部炉膛的水冷壁为垂直】，保证质量流速符合