锅炉原理(窦文宇版)下.ppt

电站锅炉概述,一、炉膛水冷壁Ⅴ,1一水冷壁管；2一销钉；3一铬矿砂耐火涂料图72卫燃带的构造,耐火塑料是97％铬矿砂和3％耐火粘土，再加上6％～7％的水玻璃。铬矿砂耐高温性能良好，而其导热系数比粘土耐火砖高得多，有利于冷却。在这种卫燃带构造中销钉起着冷却和固定的作用，焊接质量要好。,1一水冷壁管；2一销钉；3一铬矿砂耐火涂料图42卫燃带的构造,电站锅炉概述,一、炉膛水冷壁Ⅵ,水冷壁的固定小容量工业锅炉中，水冷壁管常是用支撑下集箱的办法固定，热膨胀向上进行大型电站锅炉的水冷壁与上下集箱直接焊接，长度达几十米，采用上部固定、下部能自由膨胀的方法解决其热膨胀问题，即将水冷壁的上集箱吊挂、固定在锅炉钢架上，下集箱则由水冷壁悬吊着。如图4-3所示。水冷壁悬挂在锅炉钢架或锅炉房钢架的大梁1上，用拉杆2把上集箱吊住,电站锅炉概述,一、炉膛水冷壁Ⅵ,图4-3水冷壁悬吊结构1钢架大梁；2拉杆；3水冷壁管；4下集箱；5一上集箱6弹簧；7吊钩,电站锅炉概述,一、炉膛水冷壁Ⅵ,为使长且薄的水冷壁具有足够的刚性，避免受热产生结构变形，在炉墙外，沿炉膛高度方向，每间隔3～4m，设置一层环绕炉壁的水平刚性梁。刚性梁由工字钢组成，通过吊拉件与水冷壁管连接。图44所示的吊拉件能限制水冷壁管在水平前后方向移动，但又可保证其能左右和上下滑动。,a安装时位置；b运行时位置1一水冷壁；2一挂钩；3一膨胀间隙；4一支架；5一张力构件图44水冷壁吊拉件示意图,电站锅炉概述,一、炉膛水冷壁Ⅶ,水冷壁管穿过炉墙的部分要留出膨胀间隙。为了防止漏风，间隙内填充石棉绳。对于敷管炉墙，炉墙贴附在膜式水冷壁管外面形成一个整体，穿墙部分可不留间隙。直流锅炉的水冷壁，其中的工质是靠水泵压头作强制流动，不像自然循环锅炉那样总是布置成垂直上升管屏，而可以较自由地布置成各种型式，如图45所示为几种基本型式,电站锅炉概述,一、炉膛水冷壁Ⅶ,几种基本型式水平环绕上升式水冷壁对炉膛四周吸热不均性不很敏感，允许工质焓增大达1200kJ／kg．因无中间集箱，金属耗量小些．但是，在安装工地装配的焊口多，安装周期长。这种型式的水冷壁在超临界压力和亚临界压力情况下均可应用。水平曲折上升式水冷壁图45g对炉膛各面墙宽度的吸热不均匀性也不敏感，易于组装，但制造稍为复杂，阻力比前一种型式大。有许多弯头，不易做成膜式水冷壁。,电站锅炉概述,一、炉膛水冷壁Ⅶ,几种基本型式“U”型上升下降式、“”型上升下降式及多次上升下降管屏式水冷壁便于组装，但不易疏水。因弯头多，做膜式壁较麻烦。它们对沿宽度的吸热不均性比较敏感。多次上升式水冷壁图45c易于组装，易做成膜式水冷壁，易疏水，工质一次上升之后有混合，但因有较多的集箱和不受热的下降管，金属耗量较大。,,电站锅炉概述,一、炉膛水冷壁Ⅶ,图45直流锅炉的水冷壁系统a水平环绕上升式；b一次上升式（c）多次上升式；（d）“U”型下降上升式；e“”型上升下降式；f多次上升下降式；g水平曲折上升式,电站锅炉概述,一、炉膛水冷壁Ⅷ,较大容量的锅炉一般做成平炉项，炉顶由顶棚管过热器组成。但一般在炉膛后墙水冷壁上部接近炉膛出口处设有折焰（烟）角。见图4-6。目的提高炉膛内的充满程度，避免涡流与死角，提高炉膛辐射受热面的利用程度，改善屏式过热器及对流过热器的冲刷条件，防止上部烟气短路。增加水平连接烟道长度，在不增加锅炉深度下，可布置更多的对流受热面。,电站锅炉概述,一、炉膛水冷壁Ⅷ,图4-6折焰角结构示意图a用于燃煤炉；b用于燃油然气炉；cHG-410／1001型锅炉所用结构1上升管；2集箱；3连接管；4三叉管；5节流小孔；6刚性梁,电站锅炉概述,二、凝渣管束,目的后墙水冷壁管穿过炉膛出口烟道时，由于管子横向节距较小管排较密集，当锅炉燃用煤等固体燃料并且炉膛出口烟温较高时，管排上会发生严重的结渣，为此必须增加管子的横向节距以避免烟道堵塞。凝渣管束可以保护后面密集的过热受热面不结渣堵塞，因此有时它也称为防渣管束。,电站锅炉概述,二、凝渣管束,图4-7凝渣管束aP≥9.8MPa；bP9.8MPa时1一凝渣管束排；2一后水冷壁上集箱3一凝渣管排上集箱,电站锅炉概述,三、锅炉管束,对于低、中压锅炉，由于蒸发吸热量较大，仅布置水冷壁还不足以满足需要，还要布置对流蒸发受热面。定义所谓的锅炉管束就是布置在上、下锅筒之间的密集管束。管束与锅筒可以是胀接，也可以是焊接。管内的水及汽水混合物自然循环流动，受热强的管子为上升管，受热弱的管子为下降管。,电站锅炉概述,三、锅炉管束,特点通常在管束中用耐火砖或铸铁板把烟道隔成几个流程，同时各流程的烟气流通截面随烟气温度降低而逐渐缩小，以保持足够高的烟气流速。有时为了防止烟气从炉膛流入管束时结渣而堵塞烟气通道，把入口处几排管子的节距加大。缺点锅炉管束中管子较多，若管束中间某根管子损坏通常多是因腐蚀而损坏，修理十分困难，只能在锅筒中把管子两头堵住焊起来。这是这种结构的一大缺点。,电站锅炉概述,三、锅炉管束,典型的锅炉管束见图4-8。我国小型锅炉一般采用512.5mm的管子作锅炉管束，节距100mm、95mm，管子弯曲半径R160mm。事实上，在低压小容量锅炉中，除水冷壁外和凝渣管外，其它用于加热或蒸发的受热面都可称为锅炉管束或对流管束。例如“A”型锅炉中与锅筒和集箱相连的密集管排及锅壳式锅炉的对流烟管等。,图48对流管束的布置1一第一管束；2一第二管束；3一第三管束,电站锅炉概述,,,,,,,,,43过热器及再热器,2.包墙过热器,,4.屏式过热器,,,3.低温过热器,,5.高温过热器,1.顶棚过热器,,电站锅炉概述,1.过热器作用过热器就是将锅筒出来的饱和蒸汽，进行加热到规定的过热温度的受压部件。在火力发电厂中，提高蒸汽的过热温度，可以降低蒸汽耗量。还可以防止由于蒸汽带水对汽轮机叶片的冲击和盐垢集积。一些特殊工艺过程的单位也需要过热蒸汽。对于电站锅炉，过热器是必需的受热面；对于工业锅炉，有无过热器取决于生产工艺是否需要；对于生活采暧锅炉，则一般无过热器。按传热方式来分类主要可分为对流式、半辐射式和辐射式过热器三种.,电站锅炉概述,一、过热器及再热器的作用及结构,1.过热器辐射式布置在炉壁上，结构与水冷壁相似，如包墙管，顶棚管过热器等。半辐射式通常称为屏式过热器。所谓的屏式过热器是由节距很小的处于同一平面内一排管子组成的管屏，它既吸热炉膛内的辐射式也吸收烟气的对流热，一般布置在炉膛的上方。,1一连接管；2一扎紧管图79屏式过热器,电站锅炉概述,包墙过热器,电站锅炉概述,一、过热器及再热器的作用及结构,1.过热器布置炉膛前上方的屏称前屏，布置在炉膛后上方的屏称后屏。布置在炉膛整个上方的屏称大屏。,a后屏；b大屏；c半大屏；d前屏；e能疏水的屏；f水平布置的屏图410屏式过热器的布置,电站锅炉概述,一、过热器及再热器的作用及结构,1.过热器屏式过热器可水平放置，也可垂直放置。水平放置时疏水容易，但固定困难。垂直放置时，正好相反。我国多采用垂直放置。,1进口集箱；2出口集箱；3一节距排列很小的管子；4一形成的平面管屏；5缩短了并用作夹持管屏的子图4-11立式屏的结构示例,电站锅炉概述,屏式过热器,电站锅炉概述,一、过热器及再热器的作用及结构,1.过热器对流式过热器是由许多平行连接的蛇形管连接在进口、出口箱上形成的部件。蛇形管的外径一般采用32～42mm，通常作顺列布置，管子横向节距与管子外径之比为2～3，纵向节距与弯管半径有关，一般此节距与管子外径之比为1.6～2.5。过热器管与集箱连接采用焊接。对流过热器位于炉膛出口水平烟道中，它受较高温烟气的冲刷，以吸收烟气对流热为主，烟气辐射热为辅，故称对流过热器。图413为130t／h的过热系统图。,电站锅炉概述,一、过热器及再热器的作用及结构,1.过热器对流式过热器蒸汽的流向与烟气的气向可是逆流（蒸汽流向和烟气流向相反），顺流（蒸汽流向和烟气流向相同）或混流（蒸汽进出口均在烟气的中部和后部），见图。纯逆流时，温压大，节省金属，但管壁温高，故高温过热器常采用混流布置。,,a顺流式b逆流式c双逆流式d混流式根据烟气与蒸汽相对流动方向划分的过热器型式,电站锅炉概述,,1一锅筒；2一对流过热器；4一中间集箱；5一表面式减温器；6一过热器出口联箱；7一交叉管图413130t／h锅炉对流过热器结构图,一、过热器及再热器的作用及结构,电站锅炉概述,一、过热器及再热器的作用及结构,2.再热器定义过热器在汽轮机中膨胀作功到一定程度后，再回到锅炉中进行加热，然后再回到汽机中作功，这种受热面就叫再热器。再热器实质上也是过热器，但与前面所讲的过热器相比，工质的压力较低，大约1/51/3。一般都做成对流式，布置在水平烟道或垂直烟道中。布置在水平烟道中，常垂直放置，布置在垂直烟道中，常水平放置。由于蒸汽的压力低，密度小，放热系数小，使得再热器不宜放在烟温度较高的区域，一般≤800℃,电站锅炉概述,低温过/再热器（尾部烟道）,高温过/再热器（水平烟道）,电站锅炉概述,,电站锅炉多级布置的过热器或再热器系统,电站锅炉概述,44省煤器及空气预热器,一、省煤器的作用及结构二、空气预热器的作用及结构三、省煤器与空气预热器的联合布置,电站锅炉概述,,省煤器,电站锅炉概述,一、省煤器的作用及结构,省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量来加热给水的一种热交换器。省煤器的作用主要为（1）降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。（2）充当部分加热受热面或蒸发受热面。如果锅炉的给水不经过省煤器（即不安装省煤器）而直接进入锅筒，由于锅筒内的水温接近饱和温度，而且压力越高，这个饱和温度的数值就越高。这势必导致离开锅炉的烟气温度仍很高。而有了省煤器后，给水先流经省煤器，利用给水和烟气的较大温差进行换热，使烟气充分冷却，降低了排烟温度。值得注意的是，由于采用回热循环可提高电厂的热效率，现代大型锅炉的给水温度也较高，仅利用省煤器已不能充分降低排烟温度了，而需布置空气预热器。,电站锅炉概述,一、省煤器的作用及结构,分类按材料省煤器可分为铸铁式和钢管式；按出口是否沸腾可分为沸腾式和非沸腾式铸铁省煤器由一系列外侧带有方形肋片的铸铁管通过1800铸铁弯头串接组成，如图4-31所示。,电站锅炉概述,一、省煤器的作用及结构,铸铁省煤器水从最下层排管的一侧端头进入，水平来回流动至另一侧的最末一根管子，再进入上一层排管，如此由下向上流动。烟气则由上向下流动，与水流形成逆流换热。一般水流速不小于0.3m/s，使给水加热过程中产生的O2及CO2等气体能随水流带走。,1吹灰器；2连接弯头；3一省煤器管子；4给水管道；5安全阀；6温度计插座；7压力表图4-31组装成的铸铁式省煤25,电站锅炉概述,一、省煤器的作用及结构,铸铁式省煤器的优点耐腐蚀、耐磨损.低压锅炉一般都没有装置良好的给水除氧设备，内部易发生氧腐蚀；同时由于给水进省煤器时水温很低，管外壁容易结露，烟气中的SO2及SO3达露点后就在管外壁形成酸液而发生外部酸腐蚀。因此，大多数低压锅炉都采用铸铁省煤器。但是铸铁省煤器的强度不高，即承压能力低（2.4MPa）。中压锅炉或容量较大的低压锅炉常采用钢管省煤器。铸铁式省煤器的缺点不能做成沸腾式。否则易发生水击，损坏省煤器；铸铁省煤器管壁较厚，体积和重量都大；肋片间易积灰、堵灰；弯头多易渗水漏水。,电站锅炉概述,一、省煤器的作用及结构,铸铁省煤器水在铸铁省煤器中要防止汽化而发生水击，因铸铁较脆，承受冲击能力差。故铸铁省煤器又称为非沸腾式省煤器，其出口水温至少应比相应压力下的饱和温度低30-40℃，以保证安全可靠。铸铁式省煤器已经系列化，设计时可按有关手册选用。管内介质中的水的放热系数非常大，并且流速的影响不大。流过省煤器（横向冲刷）的烟速应在6-9m/s，以避免严重积灰。为了保证受热面清洁，需布置吹灰器。最好有旁通烟道，水路也有旁通水路。,电站锅炉概述,一、省煤器的作用及结构,钢管式省煤器钢管式省煤器一般都是蛇形管，可作成沸腾式，也可做成非沸腾式。管子可错列，也可顺列布置，钢管直径一般在28～38mm，每组高度不超过1.5m，以便于检修和吹灰。蛇形管的平面可平行前墙，也可垂直前墙。当平行前墙时，省煤器受到磨损时，更换容易，并且只需更换几排，故多采用。,电站锅炉概述,一、省煤器的作用及结构,1集箱；2蛇形管；3支撑梁；4一定位支架图434钢管式省煤器,电站锅炉概述,一、省煤器的作用及结构,钢管式省煤器对于含灰量高的劣质燃料，省煤器受热面设计应该采用适当的防磨措施，才能有效地解决磨损问题，这除了在省煤器受热面设计中采用大直径的厚璧管和管束作顺列布置外，主要是针对容易引起磨损的部位，装设各种形式的防磨装置，如图所示。a弯头部位加装防磨板；b弯头和炉墙之间的防磨阻流板；c、d弯头和直段部位加装半圆形防磨罩；e前几排直管正面焊上圆钢条；f直接焊角钢形的防磨罩图4-35省煤器防磨措施,电站锅炉概述,一、省煤器的作用及结构,钢管式省煤器钢管式省煤器中的水速对非沸腾式不应低于0.3～0.4m/s，以便能带走空气（溶解在水中的受热后析出的气体），避免氧腐蚀；对沸腾式，不低于1m/s，以避免汽水分层。任何情况下不应高于2m/s，否则阻力太大。低压不大于8Pg（锅筒压力）；高压不大于5Pg。近几年来为了进一步强化传热，采用了鳍片管式省煤器和膜式省煤器并取得一定的效果，其结构示于图。鳍片管的成本稍高，而中间焊上2～3mm厚的扁钢成本稍便宜些。,电站锅炉概述,一、省煤器的作用及结构,a焊接鳍片管式省煤器；b轧制鳍片管式省煤器；c膜式省煤器；（d）肋片管式省煤器图4-36扩展表面的省煤器受热面,电站锅炉概述,一、省煤器的作用及结构,无论是鳍片管省煤器还是膜式省煤器大约增加烟气侧受热面积30左右，从而降低了单位蒸发量的金属耗量，阻力及积灰也减轻了.钢管式省煤器优点钢管式省煤器可用于任何压力和容量的锅炉，置于不同形状的烟道中。其优点是体积小，重量轻，价格低廉。在钢管式省煤器进口集箱和锅筒之间还装有不受热的再循环管。在启动过程中，省煤器中预先上满的水受热升温或产生蒸汽，而再循环管中水温较低，形成自然循环来保护省煤器。,电站锅炉概述,,空气预热器,电站锅炉概述,二、空气预热器的作用及结构,1．空气预热器的作用（1）降低排烟温度提高锅炉效率。（2）改善燃料的着火条件和燃烧过程，降低燃烧不完全损失，进一步提高锅炉效率。（3）热空气进入炉膛，提高理论燃烧温度，强化炉膛的辐射传热，进一步提高锅炉的热效率。（4）热空气还作为煤粉锅炉制粉系统的干燥剂和输粉介质。鉴于以上几点，现代锅炉中，空气预热器成为锅炉不可少的部件。对于低压锅炉，因给水温度很低，用省煤器已能很有效地将烟气温度冷却到合理的温度，常无空气预热器，不过有的工业锅炉，给水除氧后，温度也有104℃，尤其是燃用着火困难的燃料，为了改善着火燃烧条件，也有采用空气预热器的。对于火床燃烧的工业炉，因炉排片温度的限制，即使有空气预热器，空气的温度也不超过150180℃。,电站锅炉概述,二、空气预热器的作用及结构,2．空气预热器的分类按空气预热器的工作原理，空气预热器可分为间壁导热式和再生式两种。间壁导热式空气预热器的特点是在烟气与空气之间存在一个壁面，烟气将热量通过这中间壁面传给空气。再生式空气预热器是烟气和空气轮流地流过一种中间载热体金属、陶瓷、液体等来实现传热，当烟气流经中间载热体时，把再热体加热。当空气流经载热体时，载热体本身受到冷却，而空气却得到加热。间壁导热式可分为管式和板式预热器。再生式空气预热器可分为转子转和风罩转等型式。,电站锅炉概述,二、空气预热器的作用及结构,2．空气预热器的分类管式空气预热器由许多薄壁钢管装在上、下及中间管板上形成的管箱。最常用的电站锅炉管式空气预热器有立式和卧式两种。立式预热器是烟气在管内纵向流动，空气在管外横向流动冲刷管子。卧式预热器是烟气在管外横向冲刷管子，空气在管内纵向流动。总之，烟气、空气作相互垂直的逆向流动。,电站锅炉概述,第五章减温器,电站锅炉概述,本章内容,5-1汽温调节方法5-2减温器作用和结构,电站锅炉概述,51汽温调节方法,锅炉在实际运行中蒸汽参数总是处在不断变化之中影响汽温是否变化的因素分别来自烟气侧和蒸汽侧获得相对稳定或变化很小的蒸汽参数是我们的目的,电站锅炉概述,汽温的调节方法可分别考虑从烟气侧和蒸汽侧对汽温进行调节。要求调节方法①调节惯性或延迟时间要小，即灵敏；②调节范围要大；③结构简单可靠；④对循环效率的影响要小；⑤附加的金属和设备的消耗要少；⑥尽可能起到保持金属的作用。,电站锅炉概述,烟气侧汽温调节方法主要有（i）烟气再循环（ii）采用烟气档板（iii）改变火焰中心位置,调节精度低，一般只能进行粗调节,电站锅炉概述,蒸汽侧汽温调节方法蒸汽侧调节的原理是利用减温器来降低过热蒸汽的焓，使汽温降低到需要的温度。这种调节方法的特点是①调节精度高；②若布置合理，能起到保护过热器金属的作用，能使各蛇形管中的蒸汽温度均匀；③只能降低温度，为此就必须在设计时各布置全适量的受热面，使过热器的钢材消耗量加大，还要额外消耗减温所需的材料。目前，中参数锅炉（2.5,3.9MPa）的汽温调节多采用蒸汽侧调节，更高参数的锅炉多采用蒸汽侧和烟气联合调节的方法。,电站锅炉概述,52减温器作用和结构,所谓的减温器实质上就是一种换热器。,减温器可分为面式减温器和喷水减温器两种。面式减温器是一种管壳式热交换器，它利用锅炉给水或炉水作为冷却介质，通过与过热蒸汽的对流换热来冷却蒸汽它的优点是冷却介质不与蒸汽接触，对冷却介质没有特殊要求，故常用于中小型锅炉。但一般说来，对于一定的减温器，减温幅度有一饱和值，即冷却水量增加到一定值后，即使再增加流量，减温幅度也不再变化。若要继续增加减温幅度，只能更换容量更大的减温器。,电站锅炉概述,常见的面式减温器为U型管表面式减温器,1一冷却水进口小集箱；2一冷却水出口小集箱；3一法兰；4一减温器壳体；5一蒸汽引入管；6一U形管；7隔板；8一蒸汽引出管图5-1U形管减温器,电站锅炉概述,喷水减温器就是一种接触式换热器。喷水减温器中，减温水直接喷入过热蒸汽中，经喷咀雾化后的减温水滴从蒸汽中吸收热量后汽化，并与蒸汽混合，从而降低过热蒸汽的温度。特点减温水与蒸汽直接接触，对减温水的水质要求较高；惯性小，调节灵敏，易于实现自动化；减温幅度与喷水量成正比，减温幅度大，高达100℃；压力损失小；结构简单，省材料，一般在过热器的中间集箱或蒸汽管道间喷入减温水，无复杂设备。,电站锅炉概述,按减温器的结构型式，喷水减温器有多孔式喷水减温器、文丘利管式和旋涡式等。,图5-21根笛形管式喷水减温器,图5-3文式管式喷水减温器,电站锅炉概述,图5-4旋涡式喷水减温器,电站锅炉概述,内衬管的作用有使得喷入的冷却水在内衬管的长度范围内完全汽化，防止水滴撞击管壁，造成局部应力过大，导致疲劳破坏，防止水滴进入下级过热器，造成热偏差。混合内衬管的长度应根据水的汽化长度来确定。减温水的汽化长度是指喷水点到喷入的减温水完全汽化所需的距离。影响汽化长度的因素主要有雾化质量；蒸汽温度；减温水的温度等。目前完全依靠理论分析来求解汽化长度尚有困难。目前只能依靠经验公式，先确定汽化时间，然后再确定汽化长度。,电站锅炉概述,按减温水的来源，喷水减温器可分为①给水喷水减温器减温水在给水泵出口抽取，依靠给水本身具有的压力喷入蒸汽。②冷凝水喷水减温器在给水品质较差的电厂中，将一部分冷凝水单独收集，并专用减温水泵将冷凝水喷入蒸汽。③自制冷凝水喷水减温器将部分饱和蒸汽在专用冷凝器中冷凝作为减温水，并利用减温水和过热蒸汽之间的压差将其喷入蒸汽。,电站锅炉概述,第六章锅炉炉墙与构架,电站锅炉概述,本章内容,6-1锅炉炉墙作用、种类以及典型结构6-2锅炉构架及其类型,电站锅炉概述,61锅炉炉墙作用、种类以及典型结构,锅炉炉墙是用耐火和保温材料所砌筑或敷设的锅炉外壳，是使锅炉本体燃烧室和尾部烟道等区域的火焰和高温烟气与外界隔开的围墙。锅炉炉墙的主要作用是1．构成密闭的燃烧室和一定形状的烟气流动通道，为锅炉燃烧和传热过程的正常进行提供必要的空间条件。2．对于负压运行的锅炉，防止外界的冷空气漏入炉膛或烟道内，以免使锅炉效率下降，影响锅炉的经济性；对于正压运行的锅炉或由于种种原因锅炉出现正压时，亦可防止炽热的火焰和烟气外泄，以免威胁运行人员的安全和影响环境卫生。3．防止锅炉热量向周围环境散失，这样既有助于保持炉内的高温环境，强化炉内燃烧和传热过程，同时也减少了锅炉散热损失，保证运行人员有良好的工作条件。,电站锅炉概述,61锅炉炉墙作用、种类以及典型结构,三种基本结构型式，即重型炉墙、轻型炉墙及敷管炉墙。1．重型炉墙的结构重型炉墙是较早的锅炉炉墙结构形式，现用于无水冷壁或水冷壁管稀少的小型锅炉中。重型炉墙的特点是墙体直接砌筑在锅炉的钢筋混凝土地基或梁上，其重量为地基或梁所承受。在厚度方向它通常由两层组成用标准耐火砖23011365mm做内衬墙，用机制红砖24011553mm做外包墙。内衬墙用耐火砖，是为了能承受高温；外包墙用机制红砖是因为其绝热性较好而且价格便宜。有时为了提高重型炉墙的保温性能，也在两层之间留有7～20mm的空气夹层或放置耐火纤维材料。在烟气温度≤500℃的锅炉低温烟道部分，炉墙可全部用机制红砖砌筑。,电站锅炉概述,61锅炉炉墙作用、种类以及典型结构,,重型炉墙的卸载结构1－水平膨胀缝；2－耐火绳索；3－耐火砖；4－机制红砖,重型炉墙的牵连结构1－牵连砖；2－耐火砖；3－机制红砖；4－空气层或耐火纤维层,重型炉墙的垂直膨胀缝结构1－机制红砖；2－耐火砖；3－垂直膨胀缝；4－耐火绳索,电站锅炉概述,61锅炉炉墙作用、种类以及典型结构,,61锅炉炉墙作用、种类以及典型结构,2．轻型炉墙的结构轻型炉墙是相对重型炉墙而言的，它是在重型炉墙的基础上发展起来的。国产的蒸发量小于130t/h的锅炉炉膛和过热器烟道部分皆采用该型炉墙。轻型炉墙的特点是炉墙分段压在金属托架上，每段高度为5m左右，由托架把每段炉墙的荷载传到锅炉构架上，所以这种炉墙高度可远远超过上述的重型炉墙。轻型炉墙常用于水冷壁管较密的炉膛或炉膛内壁面温度低于600～1000℃的场合，炉墙厚度一般为260～310mm，比重型炉墙薄而轻，每平方米炉墙面积约重400kg左右不包括钢制护板的重量．因为轻型炉墙每段的高度不大，所以炉墙的总高度不受限制，承受横向力如地震力等的能力大．但是轻型炉墙的金属消耗量大要用炉墙托架、拉钩、护板，并且要加强锅炉构架，砖砌的轻型炉墙还需采用价格比昔通耐火砖高2－3倍的异形耐火砖，砌筑这些异形耐火砖的费用比普通砖贵3～4倍。,电站锅炉概述,61锅炉炉墙作用、种类以及典型结构,,61锅炉炉墙作用、种类以及典型结构,,轻型砖砌炉墙的结构1－耐火转；2－硅藻土砖；3－石棉白云石板；4－水冷壁管；5－钢制护板；6－拉钩；7，8－异型砖；9－托架；10－托架的支座搭钩；11－锅炉构架的框架梁；12－膨胀缝,电站锅炉概述,61锅炉炉墙作用、种类以及典型结构,,61锅炉炉墙作用、种类以及典型结构,,3.敷管炉墙的结构所谓敷管炉墙是将轻质炉墙材料敷设在膜式水冷壁或光管水冷壁、包覆过热器的内扩板上形成的炉墙。敷管炉墙的特点是炉墙材料重量直接由受热面支承，炉墙材料和受热面一起膨胀。敷管炉墙的材料可以采用不定形材料和纤维状材料，这些材料有耐火混凝土、保温混凝上、膨胀珍珠岩、微孔硅酸钙、硅酸铝耐火纤维、岩棉、矿棉和玻璃棉等，有时泡沫石棉也用作保温材料。保温混凝土的敷管炉墙用抹面涂料作防护层，纤维状保温材料的敷管炉墙用金属护板作防护层。敷管炉墙由于重量轻、保温性、气密性好，是近代大容量电站锅炉普遍采用的一种炉墙结构形式，目前400t／h以上的大型锅炉无一例外都采用这种炉墙结构。,电站锅炉概述,61锅炉炉墙作用、种类以及典型结构,,61锅炉炉墙作用、种类以及典型结构,,,敷管炉墙的典型结构a）光管敷管炉墙b）膜式壁敷管炉墙,电站锅炉概述,61锅炉炉墙作用、种类以及典型结构,,61锅炉炉墙作用、种类以及典型结构,,,敷管炉墙由于是直接敷贴在锅炉受热面的管子上，所以要求管排平整。在炉膛和烟道内出现正压或负压使管子和炉墙受到很大的推力时不能凸起和出现裂缝。轻型砖砌炉墙的最外层有钢板和框架梁，具有很大的刚性，能承受这种推力。为了使敷管炉墙能承受这种推力，常沿炉墙高度每隔3～4m装设一圈刚性梁，用来把炉墙和管子箍起来并使之形成具有刚性的平面，图就是该型炉墙所用的刚性梁结构。,炉墙的刚性梁（a搭接式（b）框架式1－水冷壁；2－刚性梁；3－钢柱；4－桁架,电站锅炉概述,62锅炉构架及其类型,,,,锅炉构架是由梁、柱、支撑等构件所组成的钢结构或钢筋混凝土结构空间体系，是锅炉的主要承载部件和支撑骨架，锅炉的所有重量都通过构架传给锅炉基础或整个厂房的基础。所以，锅炉构架型式的合理选择和结构的正确设计直接关系到锅炉自身坚固性、稳定性、美观性和经济性。锅炉构架的型式与锅炉的整体结构有很大的关系，尤其与锅炉炉墙采用的结构型式密切相关。小型工业锅炉大多采用重型炉墙，其受热面和汽包的总重量也不大，常把它们支座在钢筋混凝土短柱或直接安放在锅炉基础上，尽可能不采用钢构架来支承或悬吊。所以小型锅炉的构架基本上是不承重的，主要是用来箍紧炉墙和承受一些不大的横推力以及个别部件的重量，仅用来连接一些必不可少的锅炉平台、扶梯。这种构架常用一些小型型钢角钢、槽钢等连成柱和拉条，是一种简单、轻便的钢构架。大中型锅炉的受热面以及汽包常需架在几十米高的位置，而且一般采用轻型或敷管炉墙，所以汽包，受热面和炉墙必须用钢构架或钢筋混凝土构架来支承或悬吊。相对而言，其构架比较复杂。,电站锅炉概述,62锅炉构架及其类型,,,,按其结构，中、大型锅炉的构架可分为框架式和桁架式两类。如图所示，框架式构架一般为梁与柱刚性连接的空间框架；桁架式构架的各个平面由桁架组成，或在框架内加斜支撑。与框架式构架相比，桁架式构架更利于抵抗水平力，金属耗量也比框架式少。,,锅炉构架的结构形式（a）框架式构架；（b）桁架式构架1－炉膛部分构架；2－锅炉尾部构架,电站锅炉概述,62锅炉构架及其类型,,,,按其承载方式，中、大型锅炉的构架又可分为支承式构架和悬吊式构架两类。对于支承式锅炉，当主要部件的支承点较分散且用轻型炉墙时，可采用框架式构架；当采用重型炉墙或锅炉的重量集中支吊在炉顶时，可采用桁架式构架；露天布置或安装在地震区时则应采用桁架式构架。由于尾部构架支杆布置较困难，一般常采用框架式构架。对于悬吊式锅炉，构架一般由钢结构的炉顶梁格和钢筋混凝土框架组成参看图，当钢筋混凝土框架过高时例如塔式布置锅炉，则应用桁架式构架代替钢筋混凝土框架。锅炉尾部为单级回转式空气预热器时，应另设构架支承，尾部受热面双级布置的半悬吊式锅炉，一般也另设钢结构的框架式构架支承。,,电站锅炉概述,62锅炉构架及其类型,,,,,,支承式锅炉构架立柱的布置,电站锅炉概述,62锅炉构架及其类型,,,,,,悬吊式锅炉构架的荷重方式和上述支承式锅炉构架不同，大中型悬吊式锅炉的所有重量，包括汽包、受热面、炉墙等都通过吊钩悬吊在顶板的大钢板梁或桁架式顶板上，强度很大的顶板被支座在30～60m高的立柱顶上，通过立柱把巨大的荷重（300MW自然循环锅炉总荷重约为7000t）传给锅炉的混凝土基础。如图所示，悬吊式锅炉的顶板系统是由主梁，次梁，小梁和支撑构件组成的桁架结构。,,悬吊式锅炉的顶板系统1－主梁；2－次梁；3－小梁；4－支撑构件,电站锅炉概述,62锅炉构架及其类型,,,,,,主梁由柱顶直接支承，并将悬吊载荷传递给立柱。主梁的布置有横向布置和纵向布置两种方式，通常，由于锅炉宽度方向的柱距大于深度方向的柱距，由跨距大的梁来承受较大的载荷比较经济，所以在一般情况下，主梁都是沿锅炉宽度方向布置。次梁是直接支吊载荷的构件，并将载荷传递给主粱。次粱应对称于锅炉中心线布置，并在主梁两侧成一直线，其跨距应小于主粱。次梁与主梁的连接应采用刚性连接。当支吊点不在次梁位置时，需用小梁直接支吊载荷，并传递给次梁。小梁还可作为保证次梁稳定和传递炉顶水平力的构件。顶梁系统承受着锅炉大部分垂直载荷，当锅炉露天布置或在地震区时，还要承受风载和地震水平力的作用。为了保证主梁端部的稳定性和顶梁系统在水平方向具有一定的整体刚度，必须设置支撑构件。支撑构件常用交叉斜杆形式。,,