锅炉基本知识

1、锅炉基本知识锅炉基本知识v 锅炉及参数的概念锅炉及参数的概念 锅炉的功能是通过热能转换以输出具有规定特性锅炉的功能是通过热能转换以输出具有规定特性的蒸汽或热水。而表征蒸汽或热水的物理特性或状态的蒸汽或热水。而表征蒸汽或热水的物理特性或状态的物理量就称为状态参数，一般称为参数。热力状态的物理量就称为状态参数，一般称为参数。热力状态参数共有六个，常用的就是参数共有六个，常用的就是压力和温度压力和温度。 锅炉就是利用燃料燃烧释放出的热能或用其他锅炉就是利用燃料燃烧释放出的热能或用其他形式的热能将工质（水或其它流体）加热到一定参数形式的热能将工质（水或其它流体）加热到一定参数（压力、温度）的设备。它由

2、锅和炉两大部分组成。（压力、温度）的设备。它由锅和炉两大部分组成。锅是指吸收热量并传给工质的受热面系统，炉是将燃锅是指吸收热量并传给工质的受热面系统，炉是将燃料的化学能转变为热能的燃烧设备。料的化学能转变为热能的燃烧设备。 额定蒸汽压力额定蒸汽压力 是指在规定的给水压力和负荷范围内长期连续运行所必须保是指在规定的给水压力和负荷范围内长期连续运行所必须保证的锅炉出口的蒸汽压力，也就是锅炉铭牌上标明的压力。单位证的锅炉出口的蒸汽压力，也就是锅炉铭牌上标明的压力。单位为为MPaMPa。我国工业锅炉参数系列规定有。我国工业锅炉参数系列规定有6 6个压力级别，即个压力级别，即0.40.4，0.70.7，

3、1.01.0，1.251.25，1.61.6和和2.5MPa2.5MPa（表压）（表压）。 额定出水压力额定出水压力 热水锅炉在额定循环水量的条件下，由循环泵在锅炉出口所热水锅炉在额定循环水量的条件下，由循环泵在锅炉出口所维持的压力。单位亦为维持的压力。单位亦为MPaMPa。我国的热水锅炉参数规定的出水压力。我国的热水锅炉参数规定的出水压力级别与蒸汽锅炉相同。级别与蒸汽锅炉相同。 一些进口的锅炉，其压力单位为巴（一些进口的锅炉，其压力单位为巴（barbar）或磅力平方英寸，）或磅力平方英寸，即即1bf/in1bf/in2 2, ,亦即亦即PSiPSi。其换算关系是：。其换算关系是： 1bar1

4、bar0.1MPa0.1MPa 1bf/in 1bf/in2 2（PSiPSi）0.00689476MPa0.00689476MPa 额定蒸汽温度额定蒸汽温度 蒸汽锅炉在规定的负荷范围、额定蒸汽压力和额定给水温度下蒸汽锅炉在规定的负荷范围、额定蒸汽压力和额定给水温度下连续运行必须保证的锅炉出口的蒸汽温度。单位为连续运行必须保证的锅炉出口的蒸汽温度。单位为。对于有过热。对于有过热器的锅炉，就是过热器出口的蒸汽温度；对没有过热器的锅炉，就器的锅炉，就是过热器出口的蒸汽温度；对没有过热器的锅炉，就是其相应额定压力下的饱和温度。工业锅炉的出口蒸汽温度参数系是其相应额定压力下的饱和温度。工业锅炉的出口蒸

5、汽温度参数系列，除饱和蒸汽温度外，还有列，除饱和蒸汽温度外，还有250250，350350，400400三个过热温度三个过热温度。 额定出水温度额定出水温度 热水锅炉在额定回水温度、额定回水压力和额定循环水量的条热水锅炉在额定回水温度、额定回水压力和额定循环水量的条件下，长期连续运行时应保证的出口热水温度。单位也是件下，长期连续运行时应保证的出口热水温度。单位也是。热水。热水锅炉标准参数系列有锅炉标准参数系列有5 5个出水温度，即个出水温度，即9595，115115，130130，150150和和180180。 额定热功率额定热功率 热水锅炉在额定回水温度、额定回水压力和额定循环水量的情热水锅

6、炉在额定回水温度、额定回水压力和额定循环水量的情况下，长期连续运行时应保证的最大供热量。其单位为兆瓦，即况下，长期连续运行时应保证的最大供热量。其单位为兆瓦，即MWMW。热水锅炉标准参数系列有热水锅炉标准参数系列有0.10.1，0.20.2，0.350.35，0.70.7，1.41.4，2.82.8，4.24.2，7.07.0，10.510.5，14.014.0，29.029.0，46.046.0，58.058.0和和116.0MW116.0MW，共共1414个热个热功率级别。功率级别。 额定蒸发量额定蒸发量 蒸汽锅炉在额定参数（压力、温度）、额定给水温度、使用设蒸汽锅炉在额定参数（压力、温度

7、）、额定给水温度、使用设计燃料并保证锅炉效率、连续运行时的最大蒸发量。其单位为吨计燃料并保证锅炉效率、连续运行时的最大蒸发量。其单位为吨/ /时（时（t/ht/h）或公斤）或公斤/ /时（时（kg/hkg/h）工业锅炉标准参数系列有工业锅炉标准参数系列有0.10.1，0.20.2，0.50.5，1 1，2 2，4 4，6 6，8 8，1010，1515，2020，3535和和65t/h65t/h，共，共1313个蒸发量级个蒸发量级别。别。 一些进口锅炉的出力不是采用以上单位，而是用一些进口锅炉的出力不是采用以上单位，而是用“马力马力”即即“HP”HP”；锅炉蒸发量单位也用；锅炉蒸发量单位也用t

8、/ht/h或或kg/hkg/h，但常标有，但常标有“at 212”at 212”字样；输出热量为英热单位，即字样；输出热量为英热单位，即“Btu”Btu”或或“kW”kW”。 1HP1HP0.7457kW0.7457kW0.00075MW0.00075MW 蒸发量后面标有蒸发量后面标有“at 212”at 212”，国内一般称其为，国内一般称其为“相当蒸发量相当蒸发量”。因为英国的锅炉蒸发量是这样规定的：。因为英国的锅炉蒸发量是这样规定的：“从从212212的水蒸发为的水蒸发为212212的蒸汽量的蒸汽量”（212212100100）。）。 英热单位英热单位“Btu”Btu”是指将是指将1 1

9、磅水的温度升高华氏磅水的温度升高华氏1 1度所需热量。度所需热量。按热功率，其换算关系为：按热功率，其换算关系为： 1Btu/1Btu/秒秒1.055kW1.055kW 额定给水温度额定给水温度 是指蒸汽锅炉在规定负荷范围内应当保证的给水温度。工业锅是指蒸汽锅炉在规定负荷范围内应当保证的给水温度。工业锅炉的给水温度为炉的给水温度为2020，6060和和105105。 锅炉效率锅炉效率 即锅炉热效率。是指锅炉输出的蒸汽或热水的有效利用热量即锅炉热效率。是指锅炉输出的蒸汽或热水的有效利用热量Q Q与同一时间进入锅炉的燃料完全燃烧放出的热量与同一时间进入锅炉的燃料完全燃烧放出的热量QrQr的百分比，

10、通常的百分比，通常用符号用符号“”表示。即表示。即 Q/QrQ/Qr100%100% 燃油燃气锅炉产品的热效率，机械工业部的行业标准有规定，燃油燃气锅炉产品的热效率，机械工业部的行业标准有规定，燃油锅炉应保证燃油锅炉应保证80808585，燃气锅炉应保证燃气锅炉应保证82828787。对容量。对容量大的锅炉要求效率高。大的锅炉要求效率高。 锅壳锅壳 锅壳式锅炉中容纳汽和水及加热受热面的筒型压力容器，由管锅壳式锅炉中容纳汽和水及加热受热面的筒型压力容器，由管板（封头）和筒体组成。板（封头）和筒体组成。 炉膛炉膛 又称燃烧室。锅炉中使燃料和空气混合，燃烧，高温火焰和烟又称燃烧室。锅炉中使燃料和空气

11、混合，燃烧，高温火焰和烟气对其受热面进行传热的空间。气对其受热面进行传热的空间。v 锅炉型式的定义锅炉型式的定义 锅筒锅筒 水管锅炉中用以组成水循环回路，进行汽水分离和储存水汽的水管锅炉中用以组成水循环回路，进行汽水分离和储存水汽的筒型压力容器，由封头和筒体组成。是水管锅炉的一个重要部件。筒型压力容器，由封头和筒体组成。是水管锅炉的一个重要部件。 炉胆炉胆 又称火胆。锅壳锅炉中的炉膛或燃烧室。又称火胆。锅壳锅炉中的炉膛或燃烧室。 受热面受热面 锅炉用来传递热量的金属壁面。锅炉用来传递热量的金属壁面。 辐射受热面辐射受热面 主要以辐射换热方式从放热介质吸收热量并传递给吸热介质的主要以辐射换热方式

12、从放热介质吸收热量并传递给吸热介质的受热面。如水管锅炉的炉膛水冷壁，锅壳锅炉的炉胆等等。受热面。如水管锅炉的炉膛水冷壁，锅壳锅炉的炉胆等等。 对流受热面对流受热面 主要以对流换热方式从烟气中吸收热量并传递给吸热介质的受主要以对流换热方式从烟气中吸收热量并传递给吸热介质的受热面。如水管锅炉的对流管束，锅壳锅炉的烟管等。热面。如水管锅炉的对流管束，锅壳锅炉的烟管等。 烟水管烟水管 主要指汽水在管内流动，烟气在管外流动的水管锅炉受热面主要指汽水在管内流动，烟气在管外流动的水管锅炉受热面的管子。的管子。 烟管烟管 又称火管。主要指烟气在管内流动，置于锅水之中的锅壳锅又称火管。主要指烟气在管内流动，置于

13、锅水之中的锅壳锅炉的对流受热面管子。炉的对流受热面管子。 微正压燃烧微正压燃烧 炉膛中烟气压力高于大气压又不大于炉膛中烟气压力高于大气压又不大于5kPa5kPa压力的燃烧方式。压力的燃烧方式。 锅壳式锅炉锅壳式锅炉 按锅炉安装后锅壳的纵向轴线与地面的位置关系分为：按锅炉安装后锅壳的纵向轴线与地面的位置关系分为： 1 1、轴线与地面垂直，称为立式，用汉语拼音字母轴线与地面垂直，称为立式，用汉语拼音字母“L”L”表示。表示。 2 2、轴线与地面平行，称为卧式，以汉语拼音字母轴线与地面平行，称为卧式，以汉语拼音字母“W”W”表示。表示。 按燃烧室（炉膛）与锅壳的位置关系分为：按燃烧室（炉膛）与锅壳的

14、位置关系分为： 1 1、燃烧室在锅壳之外，称为外燃，以汉语拼音字母燃烧室在锅壳之外，称为外燃，以汉语拼音字母“W”W”表示表示。 2 2、燃烧室在锅壳之内，称为内燃，以汉语拼音字母燃烧室在锅壳之内，称为内燃，以汉语拼音字母“N”N”表示表示。 按主要受热面分为水管（按主要受热面分为水管（S S）和火（烟）管（）和火（烟）管（H H）。）。 水管式锅炉水管式锅炉 按水循环方式分为：按水循环方式分为： 1 1、自然循环锅炉。如果锅炉只有一个锅筒，则称单锅筒，以、自然循环锅炉。如果锅炉只有一个锅筒，则称单锅筒，以 “D”D”表示；如果锅炉有二个锅筒，则称双锅筒，以表示；如果锅炉有二个锅筒，则称双锅筒

15、，以“S”S”表表示；示； 2 2、强制循环锅炉。如果锅炉无锅筒，则锅炉为强制循环锅炉，、强制循环锅炉。如果锅炉无锅筒，则锅炉为强制循环锅炉， 以以“QX”QX”表示；表示； 按锅筒纵向轴线与燃烧火焰及烟气的流向位置关系分为：按锅筒纵向轴线与燃烧火焰及烟气的流向位置关系分为： 1 1、 锅筒与烟气流向平行，称纵置式，以锅筒与烟气流向平行，称纵置式，以“Z” Z” 表示。表示。 2 2、 锅筒与烟气流向垂直，则称横置式，以锅筒与烟气流向垂直，则称横置式，以“H” H” 表示。表示。锅壳锅炉总体型式代号锅壳锅炉总体型式代号水管锅炉总体型式代号水管锅炉总体型式代号 锅炉主要部件的组合形式，就称之为锅

16、炉的锅炉主要部件的组合形式，就称之为锅炉的“总体型式总体型式”。为。为便于设计制造与用户选用，便于设计制造与用户选用， 原机械工业部以原机械工业部以JB/T1626JB/T1626标准规定了工业锅炉的标准规定了工业锅炉的“总体型式代总体型式代号号”，如下表所示：，如下表所示：v 锅炉的型号锅炉的型号 锅炉的型号就是将总体型式代号和参数等，按规定的方式进锅炉的型号就是将总体型式代号和参数等，按规定的方式进行组合，以表示锅炉产品的型式和主要性能及规格。行组合，以表示锅炉产品的型式和主要性能及规格。 JB/T1626JB/T1626规定的工业锅炉产品型号编制方法是：规定的工业锅炉产品型号编制方法是：

17、 全部型号分三部分，中间用短横线相连。各部分中全部型号分三部分，中间用短横线相连。各部分中“”为汉为汉语拼音字母代号，语拼音字母代号，“X”X”为阿拉伯数字表示的参数。为阿拉伯数字表示的参数。燃烧方式代号x xxxxx额定蒸汽或额定出水压力（MPa）（过热）蒸汽温度或出水温度 / 进水温度燃料种类代号额定蒸发量（t/h）或额定热功率（MW）锅炉型式代号 燃料种类代号，燃料种类代号，JB/T1626JB/T1626的规定是：的规定是： 柴油柴油Yc Yc 重油重油YzYz 焦炉煤气焦炉煤气Qj Qj 天然气天然气QtQt 液化石油气液化石油气QyQy 燃料种类代号为燃料种类代号为YQYQ，表示油

18、气通用。，表示油气通用。 当锅炉输出的介质是饱和蒸汽时，第二部分的当锅炉输出的介质是饱和蒸汽时，第二部分的“过热蒸汽温过热蒸汽温度度”省略；对热水锅炉，此处就是两个温度，即省略；对热水锅炉，此处就是两个温度，即“出水温度出水温度/ /进进水温度水温度”。 常压锅炉在型号前加常压锅炉在型号前加“C”C”表示常压锅炉，表示压力段省略表示常压锅炉，表示压力段省略。 电热锅炉表示为电热锅炉表示为“WDR”WDR”，其余段意义相同。，其余段意义相同。v 锅炉本体的基本构造锅炉本体的基本构造 锅炉分为锅壳式和水管式两大类，实际上就是其本体结构的锅炉分为锅壳式和水管式两大类，实际上就是其本体结构的区别。区别

19、。 立式锅壳式锅炉立式锅壳式锅炉 立式锅壳式锅炉的锅壳纵向轴线与地面垂直，所以锅炉整体立式锅壳式锅炉的锅壳纵向轴线与地面垂直，所以锅炉整体是竖立的，具有占天不占地的优势，锅炉本体结构也较简单。是竖立的，具有占天不占地的优势，锅炉本体结构也较简单。1、套筒式结构、套筒式结构 如图如图3 31 1所示。所示。 内筒是炉胆，外筒是锅壳。为内筒是炉胆，外筒是锅壳。为强化传热，锅壳外侧焊有许多肋片。强化传热，锅壳外侧焊有许多肋片。套间就是汽水容积，上部是汽空间，套间就是汽水容积，上部是汽空间，下部是水空间。燃烧器安装在锅炉上下部是水空间。燃烧器安装在锅炉上端。火焰自上旋流而下，烟气从炉胆端。火焰自上旋流

20、而下，烟气从炉胆底部回转向上排出锅炉，因此有底部回转向上排出锅炉，因此有“二二回程锅炉回程锅炉”之称。锅炉外部是保温层之称。锅炉外部是保温层和外壳。锅炉结构简单。若使用水质和外壳。锅炉结构简单。若使用水质或排污不当，容易在套筒底部形成水或排污不当，容易在套筒底部形成水垢或堆积杂质，影响传热，甚至会产垢或堆积杂质，影响传热，甚至会产生该处过烧，裂纹。生该处过烧，裂纹。 2 2、埋头封头式结构、埋头封头式结构 如图如图3 32 2所示。所示。 锅炉本体由短而粗的炉胆（燃烧锅炉本体由短而粗的炉胆（燃烧室），上下管板，埋头烟室，烟管和室），上下管板，埋头烟室，烟管和锅壳等主要零部件组成。为强化低温锅壳

21、等主要零部件组成。为强化低温区的传热，烟管上半段内装有增加烟区的传热，烟管上半段内装有增加烟气扰动的扰流片。锅炉结构简单，燃气扰动的扰流片。锅炉结构简单，燃烧室密封性能好，埋头烟室的管板浸烧室密封性能好，埋头烟室的管板浸没在水空间（图中正常水位线以下），没在水空间（图中正常水位线以下），使管板能得到较好的冷却。燃烧室和使管板能得到较好的冷却。燃烧室和埋头烟室的空间较大，便于管板的检埋头烟室的空间较大，便于管板的检修。但如果管板水侧结垢，清理不够修。但如果管板水侧结垢，清理不够方便。另外，烟管中的烟气容易形成方便。另外，烟管中的烟气容易形成偏流，受热面利用率低。偏流，受热面利用率低。 该锅炉虽然

22、有直水管束，该锅炉虽然有直水管束，但其燃烧室在锅壳之内，管束但其燃烧室在锅壳之内，管束布置在上下锅筒之间，也可视布置在上下锅筒之间，也可视为在锅壳之内，因此将其列入为在锅壳之内，因此将其列入锅壳锅炉之列。锅炉本体由封锅壳锅炉之列。锅炉本体由封头、上下锅筒、上下管板、炉头、上下锅筒、上下管板、炉胆、胆、U U型下脚圈、中心大直径型下脚圈、中心大直径下降管和上升管束等组成。燃下降管和上升管束等组成。燃油（气）在燃烧室产生的高温油（气）在燃烧室产生的高温烟气经喉管进入管束，绕中心烟气经喉管进入管束，绕中心大直径下降管回转大直径下降管回转360360（外（外围是烟箱）散热后，至烟箱围是烟箱）散热后，至

23、烟箱3 3、立式直水管锅炉图、立式直水管锅炉图3 33 3所示。所示。排出。由于烟气横向冲刷管束，所以它比埋头封头式锅炉的烟管排出。由于烟气横向冲刷管束，所以它比埋头封头式锅炉的烟管传热效果好。因上下筒壳均有人孔，对检查清理管板比较方便。传热效果好。因上下筒壳均有人孔，对检查清理管板比较方便。这种锅炉的工作压力一般不超过这种锅炉的工作压力一般不超过1.0MPa1.0MPa，出力不超过，出力不超过2000kg/h2000kg/h。 以上三种型式锅炉，其蒸汽空间小，这是立式锅壳式锅炉容以上三种型式锅炉，其蒸汽空间小，这是立式锅壳式锅炉容量不可能大的主要原因。根据工业锅炉的蒸汽容积负荷（单位时量不可

24、能大的主要原因。根据工业锅炉的蒸汽容积负荷（单位时间从单位蒸汽空间流出的蒸汽体积，即间从单位蒸汽空间流出的蒸汽体积，即m m3 3/m/m3 3h h）特性，如果容积）特性，如果容积负荷太大，就会造成输出的蒸汽大量带水，恶化蒸汽品质，严重负荷太大，就会造成输出的蒸汽大量带水，恶化蒸汽品质，严重时还会导致汽水共腾，影响锅炉正常运行。时还会导致汽水共腾，影响锅炉正常运行。 随着工作压力的提高，锅壳和炉胆的壁厚相应增加，这不仅随着工作压力的提高，锅壳和炉胆的壁厚相应增加，这不仅要增大制造成本，还会使炉胆产生过大的热应力，对炉胆的安全要增大制造成本，还会使炉胆产生过大的热应力，对炉胆的安全工作不利，因

25、此，立式锅壳锅炉的压力不可能设计得太高。工作不利，因此，立式锅壳锅炉的压力不可能设计得太高。 卧式锅壳式锅炉卧式锅壳式锅炉 这种锅炉与同等容量的水管锅炉相比，结构简单容易形成快这种锅炉与同等容量的水管锅炉相比，结构简单容易形成快装形式。装形式。锅炉本体主要由炉胆、转烟室、烟管和锅壳组成锅炉本体主要由炉胆、转烟室、烟管和锅壳组成。在锅。在锅壳和管板间根据强度需要布置斜拉杆，管板与管板间布置有直拉壳和管板间根据强度需要布置斜拉杆，管板与管板间布置有直拉杆，炉胆可为波纹形、直管形、或波纹直管混合形。最常用的是杆，炉胆可为波纹形、直管形、或波纹直管混合形。最常用的是中心回燃式结构和三回程结构。中心回燃

26、式结构和三回程结构。 卧式内燃锅炉的烟气流程是：燃料在炉胆中燃烧，产生的高卧式内燃锅炉的烟气流程是：燃料在炉胆中燃烧，产生的高温烟气经辐射换热后进入烟管对流放热，最后排出锅炉。因此烟温烟气经辐射换热后进入烟管对流放热，最后排出锅炉。因此烟气必须经过回转才能进入烟管。通常将烟气由炉胆至第二回程烟气必须经过回转才能进入烟管。通常将烟气由炉胆至第二回程烟管的回转部位称为转烟室。而由第二回程至第三回程的转弯部位管的回转部位称为转烟室。而由第二回程至第三回程的转弯部位则称为前烟箱（室）。则称为前烟箱（室）。1 1、炉胆布置的多种方式、炉胆布置的多种方式 作为卧式内燃锅壳式锅炉，其炉胆（燃烧室及辐射受热面

27、）作为卧式内燃锅壳式锅炉，其炉胆（燃烧室及辐射受热面）是布置在卧式锅壳之内的。当锅炉的炉胆布置在锅壳的正中心偏是布置在卧式锅壳之内的。当锅炉的炉胆布置在锅壳的正中心偏下时，称为下偏置结构。其上方及左右均有烟管管束。当炉胆在下时，称为下偏置结构。其上方及左右均有烟管管束。当炉胆在左下方或右下方时，称左偏置或右偏置结构，同时烟管管束布置左下方或右下方时，称左偏置或右偏置结构，同时烟管管束布置在另一侧。偏置结构形式可使整台锅炉受热面布置紧凑，锅炉体在另一侧。偏置结构形式可使整台锅炉受热面布置紧凑，锅炉体积小。中小型热水锅炉一般将炉胆布置在锅壳的中心位置，即炉积小。中小型热水锅炉一般将炉胆布置在锅壳的

28、中心位置，即炉胆和锅壳是同一中心线，炉胆周围布置烟管。随着锅炉设计出力胆和锅壳是同一中心线，炉胆周围布置烟管。随着锅炉设计出力的增加，燃烧室直径的增大又受到技术上的限制（炉胆最大壁厚的增加，燃烧室直径的增大又受到技术上的限制（炉胆最大壁厚限制），因此出现了一个锅壳中布置两个炉胆的结构，即双炉胆限制），因此出现了一个锅壳中布置两个炉胆的结构，即双炉胆结构，工业锅炉的炉胆布置方式基本是这四种结构（船用锅炉还结构，工业锅炉的炉胆布置方式基本是这四种结构（船用锅炉还有三炉胆，以及四炉胆的结构）。有三炉胆，以及四炉胆的结构）。 2 2、关于、关于“干背干背”与与“湿背湿背” 干背干背 初期的燃油燃气锅炉

29、的转烟室置于后烟箱内，是由耐火砖或耐初期的燃油燃气锅炉的转烟室置于后烟箱内，是由耐火砖或耐火混凝土砌筑、在其外面再加一层隔热材料和钢制护板制成的，如火混凝土砌筑、在其外面再加一层隔热材料和钢制护板制成的，如图图3 34 4。这种结构是从燃煤锅炉的转烟室沿袭而来的。但实践证明，。这种结构是从燃煤锅炉的转烟室沿袭而来的。但实践证明，这种结构很难适应燃油燃气锅炉。因为在燃煤锅炉上，煤的燃烧热这种结构很难适应燃油燃气锅炉。因为在燃煤锅炉上，煤的燃烧热强度较低，烟气进入转烟室的温度一般都在强度较低，烟气进入转烟室的温度一般都在800800以下，而且燃煤以下，而且燃煤锅炉都是负压燃烧。燃油燃气锅炉则不同，

30、他们基本上都是微正压锅炉都是负压燃烧。燃油燃气锅炉则不同，他们基本上都是微正压燃烧，热强度也高，烟气进入转烟室的温度一般在燃烧，热强度也高，烟气进入转烟室的温度一般在900900以上。因以上。因此，砖制结构的转烟室不仅外表面温度高，而且常常被烧坏。又由此，砖制结构的转烟室不仅外表面温度高，而且常常被烧坏。又由于其密封性差，高温烟气外漏，往往使外部钢制护板严重过热变形，于其密封性差，高温烟气外漏，往往使外部钢制护板严重过热变形，影响锅炉正常运行。这种结构的转烟室，由于后面没有水的冷却，影响锅炉正常运行。这种结构的转烟室，由于后面没有水的冷却，所以称所以称“干背干背”。 半湿背、半干背半湿背、半干

31、背 为了保护砖衬不被烧坏，于是在转烟室出现了仿效水管锅为了保护砖衬不被烧坏，于是在转烟室出现了仿效水管锅炉炉膛的水冷壁结构。即在正对炉胆出口的耐火层里面（或中炉炉膛的水冷壁结构。即在正对炉胆出口的耐火层里面（或中间）加装水冷管，以减低耐火层温度。这就是所谓的间）加装水冷管，以减低耐火层温度。这就是所谓的“半湿背半湿背”或或“半干背半干背”，如图，如图3 35 5所示。所示。 湿背湿背 将转烟室用钢板或膜式水冷壁制成并移入锅壳内部的水空间，将转烟室用钢板或膜式水冷壁制成并移入锅壳内部的水空间，称称“湿背湿背”结构，如图结构，如图3 36 6所示。这种结构既能适应高温，密封性所示。这种结构既能适应

32、高温，密封性又好，减小锅炉体积，提高锅炉效率，因而得到广泛的运用。但这又好，减小锅炉体积，提高锅炉效率，因而得到广泛的运用。但这种湿背结构的制造比较困难，成本比较高。种湿背结构的制造比较困难，成本比较高。 实践证明，湿背式结构提高了锅炉的可靠性，经济性和安全性，实践证明，湿背式结构提高了锅炉的可靠性，经济性和安全性，是卧式内燃三回程锅炉发展的大势所趋。是卧式内燃三回程锅炉发展的大势所趋。 3 3、关于中心回燃、关于中心回燃 针对三回程湿背转烟室结构锅炉难制造及成本高的情况，针对三回程湿背转烟室结构锅炉难制造及成本高的情况，7070年代末出现了所谓年代末出现了所谓“反转燃烧反转燃烧”或或“中心回

33、流（回燃）中心回流（回燃）”的结构。的结构。如图如图3 37 7。 这种使烟气在炉胆这种使烟气在炉胆内回流的结构，试验证内回流的结构，试验证明，可以起到降低炉胆明，可以起到降低炉胆出口烟气温度的作用，出口烟气温度的作用，改善转烟室的工况。但改善转烟室的工况。但由于受炉胆尺寸的限制，由于受炉胆尺寸的限制，仅适用于中小型锅炉，仅适用于中小型锅炉，大型锅炉大都采用湿背大型锅炉大都采用湿背式三回程结构。式三回程结构。 4 4、烟管、烟管 在卧式内燃锅炉的改进中，烟管也得到不断改进。初期的烟在卧式内燃锅炉的改进中，烟管也得到不断改进。初期的烟管都是光管。后来，为强化对流传热，在低烟温区的烟管内放置管都是

34、光管。后来，为强化对流传热，在低烟温区的烟管内放置了了“扰流片扰流片”（图（图3 32 2），近年来又发展为螺纹烟管，如图），近年来又发展为螺纹烟管，如图3 38 8。螺纹烟管比光管的传热效果能提高螺纹烟管比光管的传热效果能提高3030左右，也就是同样的传热左右，也就是同样的传热量，可节省量，可节省3030左右的烟管，不仅节约了钢材，而且由于管数减左右的烟管，不仅节约了钢材，而且由于管数减少，就可缩小布置烟管的管板直径，也就缩小了锅壳直径，减小少，就可缩小布置烟管的管板直径，也就缩小了锅壳直径，减小了锅炉的体积。但使用螺纹烟管或内置扰流片时会使烟气阻力有了锅炉的体积。但使用螺纹烟管或内置扰流片

35、时会使烟气阻力有所增加，所以运用螺纹烟管及内置扰流片的结构还有待优化。所增加，所以运用螺纹烟管及内置扰流片的结构还有待优化。 图图3 38 8 单头螺纹管单头螺纹管d d直径直径 s s槽距槽距 e e槽深槽槽深槽 管轴线夹角管轴线夹角5 5、锅炉容量和压力限制、锅炉容量和压力限制 卧式内燃锅炉的锅壳和炉胆都是圆筒形元件，为保证运行安卧式内燃锅炉的锅壳和炉胆都是圆筒形元件，为保证运行安全，他们都必须有足够的强度和钢度。由于圆筒形元件的壁厚与筒全，他们都必须有足够的强度和钢度。由于圆筒形元件的壁厚与筒体直径和压力的乘积成正比，即：体直径和压力的乘积成正比，即： SDSDP P S S壁厚壁厚 D

36、 D筒体直径筒体直径 P P工作压力工作压力 所以，无论是锅壳还是炉胆，直径的增大和压力的提高，都所以，无论是锅壳还是炉胆，直径的增大和压力的提高，都意味着壁厚的增加。通过技术经济比较，若锅壳直径太大，其制造意味着壁厚的增加。通过技术经济比较，若锅壳直径太大，其制造成本会超过同等容量和压力的水管锅炉，是不经济的；对于炉胆，成本会超过同等容量和压力的水管锅炉，是不经济的；对于炉胆，若壁厚超过若壁厚超过22mm22mm，则将导致热应力过大，危及锅炉运行安全。因此，则将导致热应力过大，危及锅炉运行安全。因此，燃油燃气卧式内燃锅炉的工作压力一般，燃油燃气卧式内燃锅炉的工作压力一般不超过不超过15t/h

37、15t/h，双炉胆一，双炉胆一般不超过般不超过30t/h30t/h。这就是卧式内燃燃油燃气锅炉在出力和工作压力。这就是卧式内燃燃油燃气锅炉在出力和工作压力上所受到的技术限制。上所受到的技术限制。 水管锅炉水管锅炉 与锅壳式锅炉相比，水管锅炉的容量和压力都不受限制，而与锅壳式锅炉相比，水管锅炉的容量和压力都不受限制，而且便于布置成各种形式。水循环也比较好。但对给水品质要求比且便于布置成各种形式。水循环也比较好。但对给水品质要求比较高。较高。 燃油燃气锅炉一般都采用微正压燃烧和通风方式。所以要求燃油燃气锅炉一般都采用微正压燃烧和通风方式。所以要求炉墙的强度和密封性要好。一般炉膛水冷壁都布置成密闭性

38、结构，炉墙的强度和密封性要好。一般炉膛水冷壁都布置成密闭性结构，炉墙可采用一层或两层金属护板。炉墙可采用一层或两层金属护板。 图图3 39 9 立式直水管锅炉立式直水管锅炉 图图3 39 9是立式直水管锅炉示意图。是立式直水管锅炉示意图。锅炉没有锅筒。由上下两个环形集箱和锅炉没有锅筒。由上下两个环形集箱和两圈水管组成锅炉本体。中间是燃烧室。两圈水管组成锅炉本体。中间是燃烧室。内外两圈水管之间构成对流烟道。内外两圈水管之间构成对流烟道。 这种锅炉的水容积很小，蒸气从分这种锅炉的水容积很小，蒸气从分离器上部引出，分离出来的水从下部重离器上部引出，分离出来的水从下部重新回到锅炉中。由于水容积小，锅炉

39、启新回到锅炉中。由于水容积小，锅炉启动快。但对负荷变化的自动控制要求较动快。但对负荷变化的自动控制要求较高，必须有可靠的水位连锁保护，否则高，必须有可靠的水位连锁保护，否则极易造成上部管子过热。极易造成上部管子过热。1 1、小型立式水管锅炉、小型立式水管锅炉 小型立式水管锅炉的本体一般就由水管、上下集箱组成（直流小型立式水管锅炉的本体一般就由水管、上下集箱组成（直流锅炉则无集箱）。锅炉则无集箱）。 图图3 31010是一种立式螺旋管圈（盘管）式是一种立式螺旋管圈（盘管）式直流水管锅炉。这种锅炉是给水进入锅炉后，直流水管锅炉。这种锅炉是给水进入锅炉后，“一次性一次性”流经受热面而完成预热和蒸发过

40、流经受热面而完成预热和蒸发过程，生成的蒸气从管圈末端输出（有时还可程，生成的蒸气从管圈末端输出（有时还可以加热为过热蒸气）。因工质只从受热面直以加热为过热蒸气）。因工质只从受热面直接流过，所以称接流过，所以称“直流锅炉直流锅炉”。这种锅炉启。这种锅炉启动很快，但对水质要求很高，因此一般只在动很快，但对水质要求很高，因此一般只在有自制蒸镏水的船舰和海上石油钻井平台上有自制蒸镏水的船舰和海上石油钻井平台上使用。使用。 小型立式水管锅炉有体积小、占地少和小型立式水管锅炉有体积小、占地少和水容积小、启动快的优点，但对水质和自控水容积小、启动快的优点，但对水质和自控要求高，而且内部检查清理比较困难。因此

41、要求高，而且内部检查清理比较困难。因此，一般只用在锅炉装设场地狭小或有特殊用，一般只用在锅炉装设场地狭小或有特殊用途的场所。途的场所。图图3 31010直流式水管锅炉直流式水管锅炉 1.1.外壳外壳 2.2.内壳内壳 3.3.燃烧器燃烧器 4.4.观察孔观察孔5.5.耐火砌体耐火砌体 6.6.水冷管水冷管7.7.空气通道空气通道 8.8.加热盘管加热盘管2 2、常见（自然循环）水管锅炉、常见（自然循环）水管锅炉 水管锅炉的本体由锅筒、集箱和水管等主要零部件构成。水管锅炉的本体由锅筒、集箱和水管等主要零部件构成。 常见的燃油燃气锅炉本体有常见的燃油燃气锅炉本体有“D”D”、“A”A”、“O”O”

42、型三种型三种，其中又以，其中又以“D”D”形最为普遍。形最为普遍。1 1）图图3 31111是一种典型的是一种典型的“D”D”形（也有反形（也有反“D”D”型）锅炉。型）锅炉。 锅炉是双锅筒纵置式。右侧是水冷炉膛，左侧上下锅筒间是锅炉是双锅筒纵置式。右侧是水冷炉膛，左侧上下锅筒间是对流管束。锅炉本体四周除前墙未布置水冷壁外，其余均为密闭对流管束。锅炉本体四周除前墙未布置水冷壁外，其余均为密闭性结构。即右水冷壁是用扁钢将管子焊接连成片的所谓膜式（鳍性结构。即右水冷壁是用扁钢将管子焊接连成片的所谓膜式（鳍片管）水冷壁。其它部分则是管子与管子外壁相切的所谓切向管片管）水冷壁。其它部分则是管子与管子外

43、壁相切的所谓切向管水冷结构。这两种结构，不仅有利于炉墙的密封，而且降低了炉水冷结构。这两种结构，不仅有利于炉墙的密封，而且降低了炉墙向火（烟）面的温度，使炉墙可筑成轻型结构。墙向火（烟）面的温度，使炉墙可筑成轻型结构。 “ “D”D”形锅炉结构比较简单，炉膛容积大，易于制成快装结形锅炉结构比较简单，炉膛容积大，易于制成快装结构和形成系列化产品。构和形成系列化产品。 我国我国D D型快装锅炉只有型快装锅炉只有6 6，1010，20t/h20t/h的蒸汽锅炉和相应热功的蒸汽锅炉和相应热功率的热水锅炉。率的热水锅炉。 图图3 311 D11 D型锅炉型锅炉 J.J.鳍片管结构鳍片管结构 K.K.顺列管束顺列管束 P.P.清检孔清检孔 S.S.窥视孔窥视孔 1.1.炉膛炉膛 2.2.对流管束对流管束3.3.上锅筒上锅筒 4.4.燃烧器口燃烧器口 5.5.下降管下降管2 2）图图3 31212是一种是一种“O”O”型锅炉。型锅炉。 锅炉也是双锅筒纵置式。上锅筒长，下锅筒短，前部是锅炉也是双锅筒纵置式。上锅筒长，下锅筒短，前部是“O”O”形炉膛，后部上下锅筒间是对流管束。前部炉膛两侧的水冷壁管形炉膛，后部