煤业榆林能化有限公司锅炉培训教材

PAGE191/NUMPAGES192兖州煤业榆林能化有限公司锅炉培训教材（第一版）主编：任庆伟审核：王明峰批准：张士金二〇〇六年十月十二日目录第一部分锅炉基础知识 1第一章锅炉的进展史 1第二章锅炉的分类 6第三章锅炉设备构成及其工作过程 9第四章锅炉的参数与技术经济指标 15第五章锅炉型号 17第六章 工业锅炉的结构 17第七章 电站锅炉结构 27第二部分锅炉操作部分 31第一章锅炉设备规范 311.锅炉技术参数和设计条件 312.锅炉要紧部件规范 35第二章锅炉辅助设备简要特性 391.燃烧设备及制粉系统 392.刮板捞渣机 463.气力除灰系统 524.脉冲式布袋除尘器 545.风机 586.吹灰器 59第三章锅炉要紧操作操纵爱护系统 611.操作台概况 612．操作台界面 613．分级的过程画面 624．趋势画面 635．机组负荷指令ULD 636．锅炉要紧辅助设备顺控逻辑 667．FSSS要紧设计讲明 70第四章锅炉的启动运行维护及停止 781.锅炉的启动 782.锅炉的运行调整与维护 853.锅炉的停运 93第五章辅助设备运行 971.锅炉转动设备通用规定 972.燃油系统的运行 983.引风机的运行 1014.送风机的运行 1025.一次风机的运行 1046.火检风机运行 1057制粉系统运行 106第六章锅炉事故和故障处理 118第一部分锅炉基础知识第一章锅炉的进展史

利用燃料或其他能源的热能把水加热成为热水或蒸汽的机械设备。锅的原义是指在火上加热的盛水容器，炉是指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需要的热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，要紧用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。锅炉也称蒸汽发生器，是利用燃料或工业生产中余热的热能，将工质加热到一定温度和压力的换热设备,是蒸汽动力装置的重要组成部分。电站锅炉、汽轮机和发电机是火力发电站的主机，因此电站锅炉是生产电能的重要设备。工业锅炉是在各种工业企业中提供生产和供暖所需的蒸汽的必不可少的设备。工业锅炉数量甚多，需要消耗大量燃料。利用生产过程中高温废气作为热源的余热锅炉对节能有重要作用。船用锅炉装在各种船舶上，所产生的蒸汽用于驱动蒸汽动力机械。机车锅炉作为蒸汽机车的要紧设备尚有一定的应用。

锅炉承受高温高压，安全问题十分重要。即使是小型锅炉，一旦发生爆炸，后果也十分严峻。因此，对锅炉的材料选用、设计计算、制造和检验等都制订有严格的法规。锅炉用途广泛，型式众多，一般可按下列方法分类：1.锅炉进展简史1.1锅的进展

18世纪上半叶，英国煤矿使用的蒸汽机，包括J.瓦特的初期蒸汽机在内，所用的蒸汽压力等于大气压力。18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。19世纪，常用的蒸汽压力提高到0.8兆帕左右。与此相适应，最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳（图1a[锅壳式锅炉进展简图]）。锅壳下方砖砌炉体中烧火。随着锅炉越做越大，为了增加受热面积，在锅壳中加装火筒，在火筒前端烧火，烟气从火筒后面出来，通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热，称为火筒锅炉。开始只装一只火筒，称为单火筒锅炉或康尼许锅炉(图1b[锅壳式锅炉进展简图]))；后来加到两个火筒，称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉（图1c[锅壳式锅炉进展简图]）。1830年左右，在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉（图1d[锅壳式锅炉进展简图]）。一些火管装在锅壳中，构成锅炉的要紧受热面，火（烟气）在管内流过。在锅壳的存水线以下装上尽量多的火管，称为卧式外燃回火管锅炉。它的金属耗量较低，但需要专门大的砌体。图1e[锅壳式锅炉进展简图]为火筒火管锅炉，烟气流出火筒后再流过火管，称为苏格兰船用锅炉。其形状和尺寸可与轮船机舱配合较好，锅炉本身也较轻，因此一直在船舶上使用。图1f[锅壳式锅炉进展简图]的机车锅炉在只有火管的锅壳前方装上一个包有水夹套的火箱，火箱下部装炉排烧火，布置紧凑，蒸汽机车均用这种锅炉。图1g[锅壳式锅炉进展简图]为小型立式火管锅炉。火筒锅炉和火管锅炉合称锅壳锅炉。火筒锅炉已趋淘汰，而火筒锅炉则仍在应用。

19世纪中叶，出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制，有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力。这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒，或称为汽包。初期的水管锅炉只用直水管，其进展见图2[直水管式锅炉进展简图]。直水管锅炉压力和容量都受到限制。

20世纪初期，汽轮机开始进展，它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。直水管锅炉已不能满足要求。随着制造工艺和水处理技术的进展，出现了弯水管式锅炉（图3[弯水管式锅炉进展简图]）。开始是采纳多锅筒式。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用和锅筒内部汽水分离元件的改进，锅筒数目逐渐减少，既节约了金属，又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。到30年代，已广泛应用2～4兆帕、385～400℃的具有水冷壁的弯水管式锅炉配6～12兆瓦的火电机组。第二次世界大战以后，锅炉工业进展专门快。40年代开始采纳10兆帕、510℃左右的配50兆瓦发电机组的锅炉;50年代开始采纳14兆帕左右、540～570℃的配100～200兆瓦发电机组的锅炉；60年代开始采纳配300～600兆瓦发电机组的亚临界压力(17～18.5兆帕)锅炉；70年代最大的自然循环锅炉单台容量已达850兆瓦。

往常的火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉都属于自然循环锅炉(图4[自然循环锅炉简图]水汽在上升、下降管路中因受热情况不同造成密度差而产生自然流淌。在进展自然循环锅炉的同时，从30年代开始应用直流锅炉。40年代开始应用辅助循环锅炉。

辅助循环锅炉又称强制循环锅炉(图5[辅助循环锅炉简图]),它是在自然循环锅炉的基础上进展起来的。在下降管系统内加装循环泵，以加强蒸发受热面的水循环。直流锅炉（图6[直流锅炉简图]）中没有锅筒,给水由给水泵送入省煤器，经水冷壁和过热器等蒸发受热面变成过热蒸汽送往汽轮机，各部分流淌阻力全由给水泵来克服。第二次世界大战以后，这两种型式的锅炉得到较快进展，因为当时发电机组要求高温高压和大容量。进展这两种锅炉的目的是：缩小或不用锅筒，能够采纳小直径管子作受热面，能够比较自由地布置受热面。随着自动操纵和水处理技术的进步，它们渐趋成熟。70年代最大的单台辅助循环锅炉是17兆帕压力配1000兆瓦发电机组。在超临界压力时，直流锅炉是唯一能够采纳的一种锅炉，70年代最大的单台容量是27兆帕压力配1300兆瓦发电机组。后来又进展了由辅助循环锅炉和直流锅炉复合而成的复合循环锅炉。

1.2炉的进展

在锅炉的进展过程中，燃料种类对炉膛和燃烧设备有专门大的阻碍。因此，不但要求进展各种炉型来适应不同燃料的燃烧特点，而且还要提高燃烧效率以节约能源。此外，炉膛和燃烧设备的技术改进还要求尽量减少锅炉排烟中的污染物（硫氧化物和氮氧化物）。

早年的锅壳锅炉采纳固定炉排，多燃用优质煤和木柴，加煤和除渣均用手工操作。直水管锅炉出现后开始采纳机械化炉排，其中链条炉排得到了广泛的应用。炉排下送风从不分段的“统仓风”进展成分段送风。早期炉膛低矮，燃烧效率低。后来人们认识到炉膛容积和结构在燃烧中的作用，将炉膛造得较高，并采纳炉和二次风，从而提高了燃烧效率。链条炉排能适应大多数煤种，但不能烧强粘结烟煤。下饲炉排也出现得专门早，只适宜于烧优质烟煤。40年代出现了抛煤机。抛煤机能够配在固定火床上，也能够配在链条炉排上而成为抛煤机链条炉排。发电机组功率超过6兆瓦时,以上这些层燃炉的炉排尺寸太大，结构复杂，不易布置，因此20年代开始使用室燃炉，室燃炉燃烧煤粉和油。煤由磨煤机磨成煤粉后用燃烧器喷入炉膛燃烧，发电机组的容量遂不再受燃烧设备的限制。自第二次世界大战初起，电站锅炉几乎全部采纳室燃炉。

早年制造的煤粉炉采纳了Ｕ形火焰。燃烧器喷出的煤粉气流在炉膛中先下降，再转弯上升。后来又出现了前墙布置的旋流式燃烧器，火焰在炉膛中形成L形火炬。随着锅炉容量增大,旋流式燃烧器的数目也开始增加,能够布置在两侧墙，也能够布置在前后墙。1930年左右出现了布置在炉膛四角且大多成切圆燃烧方式的直流燃烧器。60年代某些国家曾在多角形炉膛中应用直流燃烧器的切圆燃烧方式,用以燃烧褐煤。第二次世界大战后,石油价廉，许多国家广泛采纳燃油锅炉。燃油锅炉的自动化程度容易提高。70年代石油提价后，许多国家又转向利用煤炭资源。这时电站锅炉的容量也越来越大，要求燃烧设备不仅能燃烧完全，着火稳定，运行可*，低负荷性能好，还必须减少排烟中的污染物质。40～60年代，为了强化燃烧和减少飞灰，一度采纳液态排渣煤粉炉和旋风炉，但由于采纳这种燃烧方式生成的氮氧化物太多，从70年代起已较少采纳。

在燃煤（特不是燃褐煤）的电站锅炉中采纳分级燃烧或低温燃烧技术，即延迟煤粉与空气的混合或在空气中掺烟气以减慢燃烧,或把燃烧器分散开来抑制炉温,不但可抑制氮氧化物生成，还能减少结渣。沸腾燃烧方式属于一种低温燃烧，除可燃用灰分十分高的固体燃料外，还可在沸腾床中掺入石灰石用以脱硫。

第二章锅炉的分类1.按用途分类

电站锅炉：大多为大容量、高参数锅炉，火室燃烧，热效率高，出口工质为过热蒸汽。

工业锅炉：用于工业生产和采暖，大多为低压、低温、小容量锅炉，火床燃烧居多，热效率较低；出口工质为蒸汽的称为蒸汽工业锅炉，出口工质为热水的称为热水锅炉。

船用锅炉：用作船舶动力，一般采纳低、中参数，大多燃油。锅炉体积小，重量轻。

机车锅炉：用作机车动力，一般为小容量、低参数，火床燃烧，以燃煤为主，锅炉结构紧凑，现已少用。

注汽锅炉：用于油田对稠油的注汽热采，出口工质一般为高压湿蒸汽。

2.按结构分类

火管锅炉：烟气在火管内流过，能够制成小容量，低参数锅炉，热效率较低，但结构简单，水质要求低，运行维修方便。

水管锅炉：汽水在管内流过，能够制成小容量，低参数锅炉，也可制成大容量、高参数锅炉。电站锅炉均为水管锅炉，热效率较高，但对水质和运行水平的要求也较高。

3.按循环方式分类

自然循环锅筒锅炉：具有锅筒，利用下降管和上升管中工质密度差产生工质循环，只能在临界压力以下应用。

多次强制循环锅筒锅炉：也称辅助循环锅筒锅炉。具有锅筒和循环泵，利用循环回路中的工质密度差和循环泵压力建立工质循环。只能在临界压力以下应用。

低倍率循环锅炉：具有汽水分离器和循环泵，要紧*循环泵建立工质循环，可应用于亚临界压力和超临界压力，循环倍率低，一般为1.25~2.0。

直流锅炉：无锅筒，给水*水泵压力，一次通过受热面产生蒸汽，适用于高压和超临界压力锅炉。

复合循环锅炉：具有再循环泵。锅炉负荷低时按再循环方式运行，负荷高时按直流方式运行，可应用于亚临界压力和超临界压力。

4.按锅炉出口工质压力分类

低压锅炉一般压力小于1.275MPa(13kgf/cm2)

中压锅炉一般压力为3.825MPa(39kgf/cm2)

高压锅炉一般压力为9.8MPa(100kgf/cm2)

超高压锅炉一般压力为1.3.73MPa(140kgf/cm2)

亚临界压力锅炉一般压力为16.67MPa(170kgf/cm2)

超临界压力锅炉压力大于22.13MPa(225.65kgf/cm2)

中国电站锅炉的现行系列为:中压3.9兆帕；高压10兆帕；超高压14兆帕；亚临界压力17兆帕。中国工业锅炉的现行系列为：0.5兆帕、0.8兆帕、1.3兆帕、2.5兆帕。5.按燃烧方式分类

火床燃烧锅炉：要紧用于工业锅炉，其中包括固定炉排炉、倒转炉排抛煤机炉、振动炉排炉；下饲式炉排炉和往复推饲炉排炉等。燃料要紧在炉排上燃烧。

火室燃烧锅炉：要紧用于电站锅炉，燃用液体燃料、气体燃料和煤粉的锅炉均为火室燃烧锅炉。火室燃烧时，燃料要紧在炉膛空间悬浮燃烧。

旋风（沸腾）炉：送入炉排的空气流速较高，使大粒燃煤在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧，小粒燃煤随空气上升并燃烧。用于燃用劣质燃料。多为工业锅炉，大型循环沸腾燃烧锅炉可用作电站锅炉。

6.按所用燃料或能源分类

固体燃料锅炉燃用煤等固体燃料。

液体燃料锅炉燃用重油等液体燃料。

气体燃料锅炉燃用天然气等气体燃料。

余热锅炉利用冶金、石油化工等工业的余热作热源。

原子能锅炉利用核反应堆所释放热能作为热源的蒸汽发生器。

废料锅炉利用垃圾、树皮、废液等作为废料的锅炉。

其他能源锅炉利用地热、太阳能等能源的蒸汽发生器或热水器。

7.按排渣方式分类

固态排渣锅炉：燃料燃烧后生成的灰渣呈固态排出，是燃煤锅炉的要紧排渣方式。

液态排渣锅炉：燃料燃烧后生成的灰渣呈液态从渣口流出，在裂化箱的冷却水中裂化成小颗粒后排入水沟。

8.按炉膛烟气压力分类

负压锅炉炉膛压力保持负压，有送、引风机，是燃煤锅炉要紧型式。

微正压锅炉炉膛压力大于为2~5kPa，不需引风机，宜于低氧燃烧。

增压锅炉炉膛压力大于0.3MPa，用于蒸汽——燃气联合循环。

9.按锅筒布置分类

锅炉锅筒数一般为一个或两个，锅筒可纵置或横置。

现代锅筒型电站锅炉都采纳单锅筒型式，工业锅炉采纳单锅筒或双锅筒型式。

10.按炉型分类

锅炉炉型专门多，有倒U型、塔型、箱型、T型、U型、N型、L型、D型、A型等，D型、A型用于工业锅炉，其他炉型一般用于电站锅炉

11.按锅炉出厂型式分类

锅炉可作露天、半露天、室内、地下或洞内布置。工业锅炉一般采纳室内布置，电站锅炉要紧采纳室内半露天或露天布置。

12.按锅炉出厂型式分类

可分为快装锅炉、组装锅炉和散装锅炉、小型锅炉可采纳快装型式，电站锅炉一般为组装或散装。第三章锅炉设备构成及其工作过程

工作过程

图4[自然循环锅炉简图]和图7[燃烧系统示意图]为120吨／时自然循环燃煤电站锅炉的简图和燃烧系统示意图。首先由磨煤机将煤磨制成粉。煤粉由空气携带通过装在炉墙上的燃烧器送入炉膛中燃烧。在火焰中心处的气体温度达到1500～1600℃。锅炉的蒸发受热面装在炉膛的内壁上，组成水冷壁，汲取炉膛中高温火焰和烟气的辐射热量，使炉膛出口处烟气温度降低到1000～1150℃。后墙水冷壁的上部分（在水平烟道进口）组成排列较稀的数列凝渣管，以防止结渣。为防止锅炉受热面上积灰或结渣，还使用吹灰器。

过热器位于水平烟道中，它的作用是把从锅筒出来的饱和蒸汽加热成具有一定温度的过热蒸汽，目的是提高电站的经济性。烟气通过过热器后温度降低到500～600℃,然后进入尾部烟道。尾部烟道中受热面之一为省煤器。它由专门多平行的蛇形管所组成，其作用是使给水在进入锅筒之前预先加热，并降低排烟温度。另一尾部受热面是空气预热器。它的作用是使空气在进入炉膛往常加热到一定温度，以改善燃烧和进一步降低排烟温度，提高锅炉效率。

在水汽系统方面，给水在加热器中加热到一定温度，经给水管道进入省煤器，进一步加热以后送入锅筒，与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。水在水冷壁管内汲取炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中，由汽水分离装置使水、汽分离。分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器,接着吸热成为450℃的过热蒸汽，然后送往汽轮机。

在燃烧和烟风系统方面，送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉，由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧，放出大量热量。燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后，再通过除尘装置，除去其中的飞灰，最后由引风机送往烟囱排向大气。

差不多结构

锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。

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、构架和炉墙等要紧部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。锅炉本体中两个最要紧的部件是炉膛和锅筒。

①炉膛：又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉，又称火床炉；将液体、气体或磨成粉状的固体燃料喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉，又称火室炉；空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧、适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉，又称流化床炉；利用空气流使煤粒高速旋转并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。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，因此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，它既爱护炉墙不致烧坏，又汲取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聚的温度以下。

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。严峻时会堵塞烟气流淌的通道，阻碍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刻内释放的热量。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刻过短，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刻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刻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。燃用特性差不较大的燃料时，锅炉运行的经济性和可*性都可能降低。

②锅筒：它是自然循环和多次强制循环锅炉中同意省煤器来的给水、联接循环回路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒筒体由优质厚钢板制成，是锅炉中最重的部件之一。

锅筒的要紧功能是储水，进行汽水分离，在运行中排除锅水中的盐水和泥渣，以幸免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。这些盐分和杂质如在过热器管和汽轮机通道上发生结垢、积盐和腐蚀，会阻碍设备的经济安全运行。锅炉出口的蒸汽一般都有一定的质量标准。锅筒内部装置包括汽水分离和蒸汽清洗装置、给水分配管、排污和加药设备等。其中汽水分离装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来，并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴。中、低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分离元件。中压以上的锅炉除广泛采纳多种型式的旋风分离器进行粗分离外，还用百页窗、钢丝网或均汽板等进行进一步分离。随着水处理技术的提高，蒸汽分离装置趋向于简化和定型化。排污装置（包括连续排污和定期排污）能在锅炉运行中排出一部分含有较高盐分和泥渣的锅水。锅筒上还装有水位表、安全阀等监测和爱护设施。

辅助设备

除锅炉本体外，在电站锅炉中还有许多配套的辅助设备：①煤粉制备系统，包括磨煤机、排粉机、粗粉分离器和煤粉管道等；②送、引风系统，包括送风机、引风机和烟风道等；③给水系统，包括给水泵、阀门和管道等；④水处理系统（见锅炉水处理）；⑤灰渣清除系统，包括出渣机、除尘器等；⑥自动操纵和监测系统（见锅炉自动操纵、锅炉汽温调节）。

热平衡

计算锅炉热效率（简称锅炉效率）的方法。锅炉热效率是指送入锅炉的燃料热量中得到有效利用的百分数。近代电站锅炉的效率可达90％以上；工业锅炉的效率可达75％以上。

送入锅炉的燃料热量，除了有效利用的部格外，都以各种形式损失掉了，计有：排烟带走的热损失；排烟中未燃尽的一氧化碳、氢和甲烷等造成的气体不完全燃烧热损失；飞灰、炉渣和炉排漏煤等所含未燃尽碳造成的固体不完全燃烧热损失和散热损失等。

为了考核性能和改进设计，锅炉常要通过热平衡试验。直接从有效利用能量来计算锅炉热效率的方法叫正平衡，从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。考虑锅炉房的实际效益时，不仅要看锅炉热效率，还要计及锅炉辅机所消耗的能量。

单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时按化学反应方程式计算出的空气需求量称为理论空气量。为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧，实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。实际送入炉内的空气量与理论空气量之比值称为过量空气系数。实际的炉膛出口过量空气系数要紧取决于燃料性质和燃烧方式，一般在1.05～1.5的范围内。尽管多送入空气能够减少不完全燃烧热损失，但排烟热损失会增大，还会加剧硫氧化物腐蚀和氮氧化物生成。因此应设法改进燃烧技术，争取以尽量小的过量空气系数使炉膛内燃烧完全。如燃油锅炉的过量空气系数已有可能小于1.03。这种采纳低过量空气系数的燃烧技术称为低氧燃烧。

循环方式

锅炉循环方式是指锅炉蒸发系统内水汽的流淌方式，可分为自然循环、辅助循环、直流和复合循环。

烟气净化和灰渣处理锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和炭黑)、硫和氮的氧化物差不多上污染大气的物质,未经净化时其排放指标可能达到环境爱护规定指标的几倍到数十倍。操纵这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。借助高烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度。

烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力、附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采纳重力沉降和惯性力的分离，在较高容量下常采纳离心力分离除尘。静电除尘器和布袋过滤器具有较高的除尘效率。湿式和文氏-水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰,除尘效率专门高，还能汲取气态污染物。

烟气脱硫有汲取法和催化氧化法。干法汲取用碱性氧化铝、半焦炭、活性炭等；湿法汲取用氨、碳酸钠、石灰浆等。用五氧化二钒等触媒在一定温度下可使大部分二氧化硫氧化为三氧化硫，从而有助于汲取脱硫。由于烟气脱硫设备及运行费用昂贵，大部分企业倾向使用低硫燃料以降低硫氧化物的排放量。

烟气中氮氧化物要紧是一氧化氮。烟气脱硝有催化分解法、选择性催化还原法，也有采纳高温活性炭汲取脱硝的。

燃煤锅炉在运行中必定要排出大量炉渣和由除尘器收集的飞灰，一般用水力或机械的方法清除送至堆渣场。

20世纪50年代以来,人们努力进展灰渣综合利用,化害为利。如用灰渣制造水泥、砖和混凝土骨料等建筑材料。70年代起又从粉煤灰中提取空心微珠，作为耐火保温等材料。

进展趋势

锅炉进展的趋势要紧是：①进一步提高锅炉和电站热效率；②降低锅炉和电站的单位功率的设备造价;③提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平;④进展更多锅炉品种以适应不同的燃料；⑤提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性;⑥减少对环境的污染。(见彩图[煤粉锅炉内部结构])[大型辅助循环锅炉][卧式快装链条锅炉][大型锅炉膜式水冷壁]第四章锅炉的参数与技术经济指标

1.锅炉参数

锅炉参数一般指锅炉容量、蒸汽压力、蒸汽温度和给水温度。

工业蒸汽锅炉的容量用额定蒸发量表示。额定蒸发量表明锅炉在额定蒸汽压力、蒸汽温度、规定的锅炉效率和给水温度下，连续运行时所必须保证的最大蒸发量，常以每小时能产生以吨计的蒸汽量来表示，单位t/h。

热水锅炉的容量用额定供量表示，单位为kw(kcal/h)。

电站锅炉的容量也用额定蒸发量表示，单位为t/h。

锅炉蒸汽压力和温度是指过热器主汽阀出口处的过热蒸汽压力和过热蒸汽温度，关于无过热器的锅炉，用主汽阀出口处的饱和蒸汽压力和温度表示。压力的单位为MPa(kpf/cm2)，温度的单位为K或℃。

锅炉给水温度是指进省煤器的给水温度，对无省煤器的锅炉指进锅炉锅筒的水温，单位为K或℃。

工业蒸汽锅炉的给水温度为20℃、60℃、105℃三档。电站锅炉的给水温度为（中压）150℃、170℃、（高压）215℃、（亚临界）260℃。

2.锅炉技术经济指标

锅炉的技术经济指标通常用锅炉热效率、锅炉成本及锅炉可靠性3项来表示。优质锅炉应保证热效率高，成本低及运行可靠。

2.1锅炉热效率

锅炉热效率是指送入锅炉的全部热量中被有效利用的百分数。现代电站锅炉的热效率都在90%以上。工业锅炉的热效率（包括热水锅炉）55%—87%。

热效率是锅炉的一项重要节能指标，在《工业锅炉质量分等标准》中有明确规定，一等品锅炉应具有较好的节能效果，锅炉热效率应增加2%。优等品锅炉应有显著的节能效果，其热效率应增加4%。

2.2锅炉成本

锅炉成本一般用成本中的一个重要经济指标钢材消耗率表示。钢材消耗率的定义为锅炉单位蒸发量所用的钢材重量，单位为t/h。锅炉参数、循环方式、燃料种类及锅炉部件结构对钢材消耗率均有阻碍。锅炉蒸汽参数高、容量小、燃煤、采纳自然循环、采纳管式空气预热器及钢柱构架可使钢材消耗率增大；参数低、容量大、采纳直流锅炉、燃油或燃气、采纳回转式空气预热器及钢筋混凝土构架可使钢材消耗率减小。

工业锅炉的钢材消耗率在5~6吨钢材·t/h左右；电站锅炉的钢材消耗率一般在2.5~5吨钢材·h/t范围内。在保证锅炉安全、可*、经济运行的基础上应合理降低钢材消耗率，尤其是耐热合金钢材的消耗率。

2.3锅炉可靠第五章锅炉型号1.工业锅炉型号中国工业锅炉型号按机械部部标JB1626——81的规定进行编制。工业锅炉产品型号由三部分组成，各部分短横线相连。第一部分分三段，分不表示锅炉型号（用汉语拼音字母代号）、燃烧方式（用汉语拼音字母代号）和蒸发量（用阿拉伯数字表示，单位为t/h；热水火炉为供热量，单位为MW；余热锅炉以受热面表示，单位为m2）。快装式水管锅炉在型号第一部分用K（快）代替锅筒数量代号。快装纵横锅筒式锅炉用KZ（快，纵）代号；快装强制循环锅炉用KQ（快，强）代号。第二部分表示工质参数，对工业蒸汽锅炉，分额定蒸汽压力和额定蒸汽温度两段，中间以斜线相隔，常用单位分不为MPa和℃、蒸汽温度为饱和温度时，型号第二部分无斜线和第二段。对热水锅炉，第二部分由三段组成，分不为额定压力、出水温度和进水温度，段与段之间用斜线隔开。第三部分表示燃料种类及设计次序，共两段：第一段表示燃料种类（用汉语拼音字母代号），第二段表示设计次序（用阿拉伯数字表示），原型设计无第二段。2.电站锅炉型号电站锅炉型号也由三部分组成。第一部分表示锅炉制造厂代号；第二部分表示锅炉参数；第三部分表示设计燃料代号及设计次序。工业锅炉的结构工业锅炉按差不多结构的型式来分可为火管锅炉和水管炉两种。火管锅炉的外形为一金属筒体，具有结构紧凑，整体性好，给水品质可较低，运行较方便等优点。但因其为筒壳结构，受力条件差，能承受的压力和本体尺寸受较大限制，只能制成低参数，小容量的锅炉；且因烟气纵向冲刷壁面，传热效果较差，故热效率较低，金属消耗率也较高；另外，因其炉膛尺寸小，内置燃烧装置的操作和维护不便，因而难于燃用低质燃料。水管锅炉的本体由较小直径的锅筒和管子组成，受力条件好，且受热面和炉膛的布置方便，传热性能好，热效率较高，钢材消耗率较低，在结构上可适用于大容量和高参数的锅炉，但对水质和运行要求较高。除以上两种差不多型式的锅炉外，还有一种由水管和火管组合而成的混合型锅炉，即水火管锅炉。这种锅炉具有水管和火管两种锅炉的优点，尤其是水管构成外置炉膛时：结构简单，操作方便，容量可较火管式有所扩大，且整体性好。然而也无法完全幸免两者的缺点，如对水质的要求就较高，与水管锅炉相近。火管锅炉由于容量小，整体性好，因而总是制成快装（整装）式锅炉，目前广泛用于燃油，燃气。水管锅炉宜制成较大容量的锅炉，但也有制成快装（整装）式小容量锅炉的。水火管锅炉的容量范围较大，但均制成快装（整装或迭装），广泛用于燃煤，目前在中国工业锅炉中这种锅炉占数量上的大多数。1.火管锅炉结构在火管锅炉中，烟气在火筒（俗称炉胆）和烟管中流淌，以辐射和对流方式将热量传递给工质，使之受热形成蒸汽。容纳水和蒸汽并兼作锅炉外壳的筒形受压容器称为锅壳。锅炉受热面火筒和烟管即布置在锅壳之中。燃烧装置布置在火筒之中，并以火筒为炉膛的燃烧方式称为内燃；反之，燃烧装置布置在锅壳之外者则称为外燃。火管锅炉按照其布置方式可分为卧式和立式两种，前者的锅壳纵向中心线平行于地面，后者的锅壳纵向中心线则垂直于地面。卧式火管锅炉又可分为单火筒（炉胆）锅炉（也称康尼许锅炉），双火筒（炉胆）锅炉（亦称兰开夏锅炉），烟管锅炉（外燃锅炉）和烟火管锅炉（内燃锅炉）。立式火管锅炉可分为立式横烟管锅炉和立式竖烟管锅炉两种。过去曾广泛使用的考克兰锅炉就属于前者。由于这种纯火管立式锅炉结构复杂，受热面布置受限制，热效率过低，故我国已不再制造。一种取消此种锅炉中的烟管，增设水管而形成的立式水火管组合锅炉在中国得到了广泛的采纳，并获得了专门大的进展。现在这种立式水火管组合锅炉已有多种型式，包括立式大横水管锅炉，立式小横水管锅炉，立式直水管锅炉和立式弯水管锅炉。上述各类锅炉中现在已不再生产的还有立式横水管锅炉；而单火管锅炉和双火筒则广泛用于燃油，燃气。1.1外燃烟管锅炉外燃烟管锅炉是一种卧式火管锅炉。这种锅炉的锅壳中布置有众多的烟管，但没有火筒。烟管沉醉在锅壳的水空间内。锅壳高架，燃烧装置安置在锅壳之下。在炉排的周围砌筑炉墙，形成外置炉膛。燃烧后的生成的烟气在炉膛中从前向后流淌，冲刷锅壳外壁，在炉膛的后端向上折入烟管中，然后在烟管内自后胶向前流淌，直至前烟箱，再从烟箱上面的烟囱排出。烟气在锅炉内先自前向后，再从后向前各流淌一次，称为两回程。但有些外燃烟管锅炉也有三回程的。烟管通常用无缝钢管制成。这种锅炉的优点在于：采纳了外燃方式，易于增减炉排面积和炉膛容积，故燃料的适用范围较广，燃烧操作也较方便。其缺点在于：锅炉整体性差，炉墙需现场砌筑，无法实现快装；炉墙内表面不敷设辐射受热面，这非但使炉墙得不到冷却而不得不使用重型炉墙，而且还因缺少高效的辐射受热面而使整台锅炉的传热效率降低。这些缺点导致锅炉占地面积大，安装费用高，装移不便等一系列问题。现在，这种锅炉已专门少生产，而为水火管锅炉所取代。1.2.卧式内燃烟火锅炉这种锅炉是目前制造最多，可用于烧煤，但更适合于燃油和燃气。在卧式烟火管锅炉的锅壳内偏心地布置有一个有有弹性的波形火筒，在锅壳的左右侧及火筒的上部都布置有烟管。火筒和烟管均浸没在锅壳的水空间内。燃烧装置、链条炉排安置在火筒之中。烟气的第一回程是从前向后冲刷火筒，第二回程是经两侧的烟管从后向前流至前烟箱，第三回程从前烟箱经上部烟管自前向后流入锅炉后部，然后由引风机排出。这种内燃锅炉不需外砌炉膛，整体性和密封性极好，都采纳快装，安装费用少，占地面积小。但煤种适用范围较小。另外，这种锅炉还有一些与烟管本身有关的缺点：烟管一般采纳胀接，现在如胀接工艺不恰当，就容易汇漏；烟管的间距小，清洗水垢比较困难，因而对水质的要求就较高；烟管水平布置易积灰，且烟气在管内为纵向冲刷，因而传热效率低，大量使用烟管不仅使锅炉的金属耗量大增，而且还使锅炉的通风阻力增大，特不是当烟管中烟速较高时。燃油，燃气的卧式内燃烟火管锅炉因充分利用了燃油和燃气的优越性，不用引风机，节约了投资和电耗。最大限度地发挥了内燃炉的优点，幸免了其缺点。达到了结构和布置上的紧凑，快装及运行上的高效清洁，安全可行和自动化。因此，随着国内外交流的不断增强，这种锅炉近年来在中国流行得相当快。1.3立式小横水管火管锅炉这种锅炉简称立式横水管锅炉。锅炉本体是由锅壳，炉胆，横水管，冲天管等要紧受压元件所组成。横水管也有采纳斜布置，以利水循环。这类立式火管锅炉为内燃式。由于炉胆容积较小，水冷程度较大，燃料不易燃烧充分，受热面积较小，排烟温度高，因此这类锅炉的热效率低，消烟除尘也较差。锅炉的容量小，参数低。1.4立式直水管火管锅炉简称立式直水管锅炉。这是前些时期进展起来的立式水管锅炉。锅壳分为上下两个独立的部分，各垂直水管的上下两端分不与锅壳的这两部分相连接。这种锅炉相关于前一种立式锅炉的优越性在于：水循环有所改善；上下管板不受炉膛的高温辐射，不地因产生水垢而使管板过热，管中的水垢也较易消除；受热面可布置较多，结构紧凑，安装维修较方便。但仍有如下缺点：锅炉热次序仍不高，钢耗也较大。而且管束中的积灰不易消除。1.5立式弯水管锅炉它是近期来在改革旧式锅炉的基础上进展起来的一种立式火管锅炉。炉胆内布置有水冷管，其两端分不连接于炉胆侧壁和炉胆顶球面壁。这些水管与炉胆内壁构成了锅炉的辐射受热面。在锅壳外壁上安装有一圈呈交错排列的耳形管，在耳形管排的不处罩以绝热的环形烟箱，形成锅炉的对流蒸发受热面。炉排置于炉胆的底部。燃料在炉排上燃烧后所生成的高温烟气，流经炉膛中的弯水管，从炉膛上部的喉管流出，分左右两路进入耳形对流管束区，沿锅壳外壁各绕流半圈，横向冲刷锅壳外烟箱中的耳管及相应的锅壳外壁。最后，烟气经烟囱排入大气。这种锅炉，由于其在炉胆内和锅壳都安装了水管，从而增大了辐射受热面和对流受热面，排烟温度较低，锅炉效率较高，结构上也考虑了清灰的方便，但对锅炉给水的要求较高。这种锅炉是我国目前应用专门广的一种立式锅炉。2.水火管锅炉结构水火管锅炉一般是指由卧式外燃烟管锅炉在锅壳下部加装水冷壁而成的一种卧式外燃烟水管锅炉。这种锅炉结构紧凑，整装出厂，曾被专称为“快装锅炉”，并以KZ的型号来表示。现在为了与水管锅炉的命名相一致，已有开始改为DZ型号的。在中国，快装锅炉原初是为了取代兰开夏，考克兰等老式锅炉的，现在已成了中国工业锅炉生产中最要紧的品种。燃烧设备一般采纳链条炉排，但也有采纳往复炉排的，个不采纳振动炉排，在小容量锅炉中也采纳固定炉排。烟气流程为：烟气从炉膛向后流出后，先向上流入第一烟管束，从后向前流至前烟管，然后由前烟箱折流入第二烟管束，从前向后流至省煤器，最后由引风机引出。这种锅炉的优点是结构紧凑，占地面积和高度小，安装和运输方便，热效率高。其缺点要紧是锅壳下部直同意炉膛高温辐射，对水质要求高。3.水管锅炉结构水管锅炉的显著特点是汽水在管内流淌，烟气在管外冲刷流淌。与火管锅炉相比，它在结构上没有大直径的锅壳，并以富有弹性的弯水管取代刚性较大的直烟管，这不仅可节约金属，而且更为增大容量和提高蒸汽参数制造了条件。采纳外燃方式可不受锅壳的限制，燃烧的规模和燃料的适应范围能够扩大。从抟热学的观点来看，能够采纳高效的传热方式：适当增大辐射受热面；组织烟气对水管受热面的横向冲刷，必要时还可将管子交错排列。同时，水管受热面布置简便，清垢除灰容易，能够在最合适的烟温区间布置蒸汽过热器，以及在尾部安置省煤器及空气预热器。因此这种锅炉对水质要求高，但这对大容量，高参数锅炉和现代水处理技术来讲，不是什么苦恼。总之，关于大容量，高参数锅炉来讲，水管锅炉具有极大的优越性，而且往往是唯一的选择；而关于小容量低压锅炉来讲，水火锅炉乃至火管锅炉则保持专门大的优势。水管锅炉按管子的布置方位能够分为横水管锅炉和竖水管锅炉；按照管子的形状又可分为直水管锅炉和弯水管锅炉。横水管锅炉中水管呈水平或微斜布置对水循环专门不利；而直水管锅炉中水管挺直，刚性大而缺乏弹性，对缓解热应力和制造应力不利。但直水管用于横水管锅炉中时，各直水管用整集箱或波形分集箱相连，集箱上各相连管端的对壁的相当位置上开有手孔，可用以清洗管内水垢。只是因为整集箱尺寸大，形状不利于承压，承压能力差；波形分集箱和手孔的制造比较苦恼，维修工作量大，金属耗量大，故现已为具有少量锅筒的竖弯水管所代替。竖弯水管锅炉按照锅筒的数量可分为单锅筒和双锅筒；按照锅筒的布置方向可分为纵置式和横置式两种。单锅筒纵置式锅炉最常使用的一种单锅筒纵置式锅炉是“A”字型锅炉。锅筒位于炉膛的中央上部，沿锅炉（炉排）的纵向中心线布置，下面左右两侧各有一个纵置大直径集箱，左右两组对流管束在上部与锅筒相连，下部则分不与左右两侧集箱相连。这种锅炉本体的型式最适用于烟气作二回程流淌，故常用于抛煤机倒转链条炉排的燃烧，但也可采纳其他燃烧装置。烟气在炉膛在自后向前流淌，流至前墙附近时，分左右两股经两侧的狭长烟窗进入对流管束，然后由前向后流淌，横向冲刷管束。蒸汽过热器布置在右侧前半部对流管束烟道中，成为第二回程对流受热面的一部分。烟气流至锅炉后部后，左右两股分不向上，汇合于锅炉顶部，然后转弯向下，依次流过铸铁省煤器和空气预热器，经除尘器后由引风机抽出排入烟囱。Ａ型锅炉的突出优点有：结构紧凑，对称，容易制成快装，金属耗量小。其缺点是锅炉管束布置受结构限制，其制造和维修也较苦恼。单锅筒横置式锅炉的结构特点在于其锅炉管束不是直接由上部锅筒和下部大直径集箱连成，而是采纳组合式。即先在较小直径的上，下两集箱之间安装上数排管子构成一个组件，然后将若干组件的上集箱沿锅筒长度与锅筒垂直连接，各组件的下集箱则通过连接管与一个在锅筒下方、并与之平行的汇合集箱垂直地相连，汇合信木箱则通过若干下降管与锅筒相连。锅炉采纳链条炉排及组合长后拱，燃用劣质烟煤。这种锅炉金属耗量较小，但占面积较大，且锅炉管束水循环阻力大，清洗不便，因而对水质要求高。双锅筒纵置式锅炉：在这种锅炉中，上下平行布置的两个锅筒之间装置着锅炉管束。两个锅筒的纵向中心线与锅炉的纵向中心线相平行。依照锅炉管束相关于炉膛的布置位置的不同，双锅筒纵置式锅炉又能够分为锅炉管束旁置，即所谓“Ｄ”字形锅炉；和锅炉管束后置，即所“Ｏ”字形锅炉。锅炉的燃烧设备多采纳抛煤机手摇炉排，链条炉排或振动炉排，近年来广泛用于沸腾炉。这种锅炉的结构特点为烟气横向冲刷管束，传热好，紧凑，对称，宜用于整装或迭装。双锅筒横置式锅炉：双锅筒横式锅炉在较大的工业锅炉中使用最广。上下锅筒及其间的管束被横向悬置在炉膛之后。燃烧所生成的烟气从炉膛后部上方烟窗流出，经凝渣管后进入管束中的过热器烟道。然后向下，从管束下部，对管束作前后三次曲折向上冲刷绕行。再从上部出口窗向后流至尾部烟道，依次流过省煤器和空气预热器后排出锅炉。这种锅炉已具有中，大型锅炉的特点：燃烧设备机械化程度高，受热面积高效齐全，锅炉效率高；但锅炉整体性差，构架和炉墙复杂。金属耗量较大。4.锅炉蒸发受热面的结构

使进入锅炉的工质（如给水）在锅炉中吸热汽化的受热面称为锅炉蒸发受热面。在热水锅炉和超临界压力锅炉中不存在蒸发受热面，水冷壁用作加热工质的辐射受热面。锅炉蒸发受热面以布置在炉膛中的汲取辐射热的水冷壁为主，称为辐射蒸发受热面。在低压锅炉中，由于水冷壁吸热不能满足全部工质汽化热的需要，因而在对流烟道中还需布置汲取对流传热量的锅炉管束，称为对流蒸发受热面。另一种对流蒸发受热面为中、高压锅炉中的凝渣管束。凝渣管束由炉膛后水冷壁出口烟窗处“拉稀”形成，其作用为爱护炉膛出口处的对流过热器不结渣堵塞。

4.1自然循环锅炉的水冷壁结构

一般水冷壁回路均由不受热的下降管和作为上升管的受热水冷壁管构成。下降管从上锅筒将炉水经集箱引入水冷壁。下降管和水冷壁管的上端和上锅筒胀接或焊接，下端和下集箱焊接。炉膛中部的斜管束为对流蒸发受热面管束。

4.2强制循环锅炉的水冷壁结构

多次强制循环锅炉的水冷壁均为垂直上升管屏，其结构与自然循环锅炉的水冷壁结构相似。

4.3锅炉管束与凝渣管束结构

凝渣管束布置在炉膛出口处，由后墙水冷壁管拉稀成为*列的几排对流管束。凝渣管束管子外直径与后水冷壁管管径相同。其纵向节距和横向节距与管子外直径的比值一般为3~5。

凝渣管束用于中、低压锅炉和旧式高压锅炉。在现代高压和超高压锅炉中常采纳屏式过热器降低炉膛出口烟气温度以防止后置的密集过热器受热面管束结焦堵塞。

4.4水冷壁管的高温腐蚀及防止

锅炉受热面的高温腐蚀及发生在烟温>700℃的区域内。布置在炉膛火焰中心区的水冷壁管金属与含硫高温烟气接触会发生水冷壁管的高温腐蚀。减轻这类腐蚀的方法有：各燃烧器中燃料和空气分配均匀；火焰不直接冲刷管壁；过量空气系数不宜过小；采纳添加剂和应用渗铝管作为水冷壁等。

5.锅炉的过热器结构

在电站锅炉中，过热器的作用为将饱和和蒸汽加热到具有一定温度的过热蒸汽以提高电站效率。在工业锅炉中，依照用户需要也可装设过热器，但汽温一般不超过400℃。

过热器可依照布置位置和传热方式分为几类，工业锅炉的过热器均为对流式过热器，现代大型电站锅炉的过热器则常由对流式，半辐射式和辐射式过热器组成。

5.1对流式过热器结构

对流式过絷器由一系列蛇形钢管和两个或更多的集箱构成。蛇形管由无缝钢管弯制而成。过热器管束常作顺列布置。

过热器管一般为光管，这种管子具有积灰少，易制造和价廉的特点，但如烟速低时，则光管的传热效果差。为了强化烟气的传热，可采纳带纵肋的鳍片管或带环状圆肋的肋片管作为过热器，如此可减小过热器的受热面和尺寸。

5.2屏式过热器结构

屏式过热器由钢管和集箱组成，一般吊悬在炉膛上部或炉膛出口处。依照所需蒸汽流速确定每片屏中的管数。屏式过热器同时汲取对流传热量和辐射传热量，所汲取的对流热或辐射热在总汲取热量中的份额由屏式过热器所在位置确定。

屏式过热器管子一般均为光管，国外也试用过由鳍片管焊成的膜式屏式过热器。膜式屏式过热器与光管的相比，污染程度可减少吸热量可增加12%，但制造较复杂。

5.3辐射式过热器结构

辐射式过热器要紧布置在炉膛壁面上，汲取炉膛中辐射热量加热蒸汽，因此也称墙式过热器。如与对流式过热器一起采纳，有利于改善汽温调节特性。这种过热器金属耗量少但因炉膛热负荷高和管内蒸汽冷却性能差，应注意运行安全性。在起动时应采纳给水冷却或用其他锅炉的蒸汽冷却等方法来保证辐射式过热器管得到冷却。辐射式过热器管的我么范围与对流过热器的相同。

5.4炉顶过热器与包墙管过热器结构

炉顶过热器布置在炉顶，管径与对流式过热器和的相同，炉顶过热器的要紧作用为在其上敷设耐火材料和保温材料以形成轻型炉顶。

包墙管过热器布置在大型锅炉的水平烟道和尾部竖井的壁面，其作用为使该处的敷管炉墙得以敷在过热器管子上。这种过热器的管径与对流过热器的相同。

5.5过热器管的高温腐蚀及防止

燃用K、Na、S等成分较多的煤时，烟气会与管子表面氧化铁作用形成碱金属复合硫酸盐。这种复合硫酸盐在550—710℃范围内熔化成液态，有强烈腐蚀性，在壁温为600—700℃时腐蚀最严峻。防止和减轻方法为不使金属壁温超过600—620℃，以免过热器或再热器管腐蚀；在煤中加入附加剂也可减轻腐蚀。

6.锅炉的再热器结构

锅炉再热器一般用于高压大型电站锅炉。国产锅炉容量大的超高压电站锅炉均带有再热器。采纳再热循环能够提高电站效率，但要增加设备投资费用，依照技术经济比较，用于高压以上大型锅炉为宜。

再热器与对流式过热器的构造相似，均由蛇形管和集箱组成。再热器中工质压力远低于过热器的压力，约为过热器的1/5，而再热器的出口汽温却等于或接近过热蒸汽出口汽温。由于再热蒸汽压力较低，蒸汽传热系数小造成对管壁冷却能力差，因此再热器均为布置在烟温较低区的对流受热面而不似过热器有辐射式和屏式过热器的型式。

再热器的结构型式有立式对流再热器和卧式对流再热器两种。

7.锅炉的省煤器结构

省煤器是现代锅炉的一个必备部件，其作用利用锅炉尾部烟气的热量加热给水以降低排烟温度。应用省煤器后可提高锅炉热效率。

省煤器的结构：

7.1铸铁式省煤器

铸铁式省煤器由一系列铸铁外肋管和铸铁连接弯头构成。省煤器管作卧式串联布置，给水由下而上流淌，为了幸免性脆的铸铁管因蒸汽骤凝发生水击而破裂，省煤器出口水温应比饱和温度至少低30度。

铸铁式省煤器的安全性较差，连接弯头多，易漏汇，在其连接系统上要有烟气旁通及直接向锅筒供水的给水旁路以便在锅炉起动，停炉或低负荷运行时能将省煤器退出运行并能在运行中抢修。

铸铁式省煤器鳍片管现已标准化生产，优点为壁厚，耐腐蚀，可用于给水未经除氧的工业锅炉及烟气外部腐蚀严峻区域。但易漏汇，笨重和易堵灰。应安装压缩空气吹灰器，不宜用饱和蒸汽吹灰。

7.2钢管式省煤器

钢管式省煤器由一系列并联蛇形管和集箱构成。管子作水平*列布置，一般布置在炉墙外，集箱和管子在墙外焊连接。在大型锅炉中，自集箱引出的蛇形管为数众多。为幸免管子穿墙时漏风过多，可采纳集箱在炉墙外与少量穿墙连接管连接，连接管再在墙内和众多蛇形管连接。

省煤器管中工质一般由下向上流淌，以利于排除空气，幸免产生局部氧气腐蚀，在沸腾式省煤器中可幸免发生汽塞现象。在超临界压力锅炉中，由于水质好且可不能发生汽泡，因此省煤器也可布置成工质为自上而下的流淌方式。

钢管式省煤器可制成沸腾式或非沸腾式省煤器，省煤器内有蒸汽产生，锅筒水可进入省煤器。

7.3省煤器的磨损与腐蚀

锅炉中的烟气，当燃用固体燃料时，常带有大量灰粒。当灰粒随烟气流过对流受热面管子时，由于灰粒的冲击和切削作用会对受热面管子产生磨损。当燃用大量发热量低而灰分高的燃料时更易发生磨损。

当燃用含硫燃料时，烟气中的三氧化硫在受热面壁温低于烟气露点时会发生受热面腐蚀。磨损和腐蚀对锅炉寿命和安全运行危害较大。

省煤器及其同类结构的受热面的管子在同一烟道截面和同一管子圆周上的磨损程度都不相同。此外，对磨损严峻的省煤器管段或弯头处可采纳防磨罩方法来减轻磨损。防磨罩的作用之一为可幸免被爱护的省煤器管段与烟气中的灰粒直接接触，其作用之二可减小省煤器管弯头与炉墙之间间隙中的烟速以减轻该处的管段磨损。8.锅炉的空气预热器结构

空气预热器的作用为：利用省煤器后排出的热量加热燃烧用的空气以利燃料的着火和燃烧，并可降低排烟温度以提高锅炉效率。

空气预热器的结构：

8.1铸铁式空气预热器结构

铸铁式空气预热器由一系列具有椭圆形截面的、内外均有肋片的铸铁管和出口连接风罩组成。管内外的肋片起增强传热的作用。空气在管内作纵向冲刷，烟气在管外流淌。管子作水平布置，各管之间通过管子端部小孔用螺栓连接。这种空气预热器的优点为耐腐蚀和磨损，缺点笨重，漏风较大。在燃用含硫燃料且排烟温度较低时，有时用作第一级空气预器以应付低温腐蚀。

8.2钢管式空气预热器

钢管式空气预热器有立式布置和卧式布置两种，大多数钢管式空气预热器均为立式布置。

8.3玻璃管式空气预热器

玻璃管式空气预热器的结构与钢管式空气预热器的相仿，但管子为玻璃。玻璃管采纳耐热玻璃，要紧作用为解决空气预热器烟气侧的低温腐蚀问题。

8.4钢板式空气预热器

钢板式空气预热器的受热面由薄钢板焊成，由于钢板易受热变形，其最高烟气工作温度为400度。这种空气预热器重量大于钢管式空气预热器，但工作可*性比钢管式的差，因而已较少使用。

8.5其它空气预热器

回转式空气预热器是大型电站锅炉中得到了广泛使用的空气预热器，具有结构紧凑，省金属等优点。但结构复杂，漏风量较大。这种空气预热器利用再生方式传热，烟气和空气在预热器受热面中交替进行放热和吸热。

分受热面旋转的正直轴回转式空气预热器、受热面旋转的水平轴回转式空气预热器、风罩旋转的回转式空气预热器。

空气预热器的磨损与腐蚀

空气预热器布置在锅炉的较低烟温区，因而常发生受热面的低温腐蚀。

9.锅炉炉墙结构的差不多要求

锅炉炉墙是锅炉的外壳。它将锅炉内燃烧着的火焰、高温烟气以及各受热面部件与外界隔绝开来，是锅炉的重要组成部分。炉墙的要紧作用如下。

（1）绝热防止锅炉内热量的散失，最大限度的减少锅炉的散热损失，并以保证炉内燃烧所需的高温及锅炉房内安全运行所需的环境温度。

（2）密封当锅炉负压运行时，防止外界冷空气漏入炉内，确保运行经济性；当锅炉正压运行时，防止火焰和烟灰喷出，确保运行人员安全和环境安全。

（3）形状和流道构成一定形状和尺寸的烟气流道，使锅炉中的烟气按既定的方式依次流过各受热面。为了保证墙能起到上述作用，它必须满足如下要求：优良的绝热性，良好的密封性，足够的耐热性，一定的机械强度。电站锅炉结构

电站锅炉生产过热蒸汽用以推动蒸汽轮机。按循环方式，电站锅炉可分为自然循环电站锅炉、多次强制循环电站锅炉、电站直流锅炉和复合循环锅炉。

1.自然循环电站锅炉结构

自然循环锅炉利用循环回路上升管内汽水混合物和下降管内水的密度差建立工质的循环。其特点是具有锅筒并只能在临界压力以下工作。

自然循环锅炉的循环回路由锅筒、集箱、下降管和上升管组成。下降管布置在炉墙不处，不受热，上端与锅筒相连以使锅筒内炉水流入管内，下端与集箱相连。上升管也称水冷壁管，布置在炉膛四周，汲取火焰的辐射热，使由下降管经下集箱进入上升管的炉水汽化产生蒸汽。上升管下端与下集箱相连，上端与锅筒相连，管内产生的汽水混合物回入锅筒，在锅筒内进行分离，分离后的炉水进入下降管，饱和蒸汽流入过热器进一步受热。

自然循环锅炉中，锅筒是蒸发热受热面和过热器之间的固定分界点。锅筒的质量大、金属耗量多，制造、运输、安装都较为困难，由于筒壁较厚而产生的较大筒壁温差限制了锅炉的起停速度，