水管鍋爐
（一）單鍋筒水管鍋爐
    單鍋筒水管鍋爐主要有兩種結(jié)構(gòu),一種是單鍋筒縱置式水管鍋爐,另一種是單鍋筒橫置式水管鍋爐,而后一種結(jié)構(gòu)往往鍋爐容量都比較大。

1.單鍋筒縱置式水管鍋爐

單鍋筒縱置式水管鍋爐,常用型號(hào)如DZW（單、縱、往）型,工作壓力為1.3MPa,蒸發(fā)量為4t/h,快裝出廠(chǎng)的鍋爐。燃燒設(shè)備為水平往復(fù)爐排。

這種鍋爐的結(jié)構(gòu)如圖2-9所示。只有一個(gè)鍋筒,縱向布置于鍋爐頂部的*,兩組對(duì)流管束布置在爐膛的左、右兩側(cè),構(gòu)成了'人'字形。兩側(cè)對(duì)流管束和水冷壁管的上端與鍋筒連接,下端分別與兩側(cè)下集箱連接,從而省掉了水冷壁的下降管。

煙氣流程有兩種情況。一種是如圖2-9（a）煙氣從爐膛后部燃盡室左側(cè)的出口窗,折人左側(cè)對(duì)流管束區(qū),由后向前流動(dòng),橫向沖刷對(duì)流管束,在左側(cè)的前端,煙氣向上經(jīng)過(guò)鍋筒前端的轉(zhuǎn)向煙道,流人右側(cè)對(duì)流管束區(qū),再由前向后流動(dòng),zui后從右側(cè)后部離開(kāi)鍋爐本體,進(jìn)入尾部煙道,經(jīng)省煤器和空氣預(yù)熱器,再經(jīng)除塵器由引風(fēng)機(jī)送人煙囪排出。另一種是如圖2-9（b）煙氣離開(kāi)爐膛后部的燃盡室,隨即分成左、右兩路,分別進(jìn)入兩側(cè)對(duì)流管束區(qū),由后向前流動(dòng),橫向沖刷對(duì)流管束,然后匯合于鍋爐前部的上煙箱,再由上向下流·經(jīng)省煤器和空氣預(yù)熱器,-zui后經(jīng)除塵器和引風(fēng)機(jī)由煙囪排出。

水循環(huán)回路比較簡(jiǎn)單,水從t鍋筒流入兩側(cè)的對(duì)流管束,下降至下集箱,再經(jīng)爐膛水冷壁管和一部分受熱強(qiáng)的對(duì)流管束上升,回到鍋筒內(nèi)。

這種鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是,在對(duì)流管束中沒(méi)有隔墻,煙氣是一次流過(guò)的,使鍋爐結(jié)構(gòu)很緊湊。采用單鍋筒后,減少了鋼耗量和制造工作量。缺點(diǎn)是,水容量小,運(yùn)行時(shí)汽壓波動(dòng)較大,管理較困難。

2.單鍋筒橫置式水管鍋爐單鍋筒橫向布置的水管鍋爐多采用┌┐形布置,自然循環(huán),燃燒方式多為鏈條爐排,或?yàn)檠h(huán)流化床。鍋爐壓力一般為1.o~2.5MPa,鍋爐出力一般為19~35t/h。圖2-10示出了一臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐。

沿爐膛上升,在爐膛上部的稀相區(qū)與四周的水冷壁進(jìn)行換熱,然后通過(guò)爐膛出口和對(duì)流過(guò)熱器進(jìn)入分離器。一部分飛灰被分離下來(lái),通過(guò)落灰管和回灰閥送人爐膛的密相區(qū)再一次燃燒。燃燒形成的灰渣通過(guò)冷渣管和冷渣器排出爐外。冷渣器的作用是將800~900。C的熱渣冷卻到較低的溫度,回收熱量加以利用。

這種燃燒方式不僅可以燃燒劣質(zhì)燃料,如上述鍋爐就是燃用研石或石煤的。而且可以在給料時(shí)加入脫硫劑（如石灰石）有效地除掉煙氣中的S02氣體。同時(shí),由于爐內(nèi)燃燒溫度較低,可以減少氮氧化物的生成,這對(duì)保護(hù)環(huán)境很有好處。

這種鍋爐由于爐內(nèi)飛灰量大,爐膛下部的密相區(qū)磨損比較嚴(yán)重,對(duì)流受熱面的磨損也比較嚴(yán)重,在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中都應(yīng)注意防磨。另外鍋爐的排塵濃度比較大,應(yīng)選擇性能比較好的除塵器。

（二）雙鍋筒水管鍋爐雙鍋筒水管鍋爐也分為雙鍋筒縱置式和雙鍋筒橫置式兩種布置形式。
1. 雙鍋筒橫置式水管鍋爐
    這種鍋爐容量較小的型號(hào)有 SHW（ 雙·橫·往 ） 型、SHH（ 雙·橫·活 ） 型等 , 工作壓力為 1.3MPa, 蒸發(fā)量為 2t/h 或 4t/h, 如圖 2-11 所示。
    鍋爐結(jié)構(gòu)主要由上下兩個(gè)橫置的鍋筒 1 和 4, 對(duì)流管束 2和水冷壁管 11 等部分組成。上鍋筒較下鍋筒略*爐前 , 兩個(gè) 鍋筒中心線(xiàn)的連線(xiàn)與水平線(xiàn)成 80 。交角。水冷壁管從上鍋筒 前部接出 , 往下傾斜與水平線(xiàn)成 15 。交角 , 沿前墻直下至爐門(mén) 上部 , 再穿過(guò)前墻與爐墻外橫集箱焊接相連。對(duì)流管束中設(shè)有三道隔煙墻。*道隔煙墻砌在爐膛后部的*排管束右側(cè) , 約占整個(gè)爐膛內(nèi)寬的三分之二。*排管束顯露在隔煙 墻外 , 吸收爐膛輻射熱σ第二道隔煙墻與*道隔煙墻垂直 相交。第三道隔煙墻一般為鐵板 , 與鍋爐后墻相連。煙氣由 爐膛左側(cè)進(jìn)入對(duì)流區(qū)后 , 順著三個(gè)煙道呈 'Z' 形流動(dòng) , 橫向 沖刷管束 , zui后經(jīng)引風(fēng)機(jī)由煙囪排出。
    水循環(huán)有兩分系統(tǒng)。一個(gè)是本體水循環(huán)系統(tǒng) , 給水進(jìn)入上鍋筒后 , 由第三煙道的管束下降到下鍋筒 , 將水中污垢沉 積于下鍋筒 , 水再由*和第二煙道的管束上升到上鍋筒 , 從 而不斷循環(huán)  另一個(gè)是水冷壁水循環(huán)系統(tǒng) , 水由上鍋筒兩端 的下降管流到爐前橫集箱 , 經(jīng)水冷壁管返回到上鍋筒 , 產(chǎn)生 的蒸汽進(jìn)入蒸汽空間 , 分離出的水再參加循環(huán)。
    這種鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是 , 結(jié)構(gòu)緊湊 , 制造容易  每排管束都彎成一定的弧度 , 富于彈性  有足夠的爐膛容積 , 適于燃燒多樣煤種。缺點(diǎn)是 , 清理水垢困難 , 對(duì)水質(zhì)要求嚴(yán)格  老式 鍋爐多數(shù)是手工操作 , 勞動(dòng)強(qiáng)度大  沒(méi)有尾部受熱面 , 煙氣流程較短 , 排煙溫度較高。
    圖 2-12 是 SHL20-13 型鍋爐結(jié)構(gòu)。鍋爐本體主要由上、下鍋筒、對(duì)流管束和水冷壁管及集箱等受壓元件組成  尾部 有鑄鐵省煤器和管式空氣預(yù)熱器。上、下鍋筒橫置在同一垂 直面上 , 上鍋簡(jiǎn)直徑較下鍋筒稍大。兩個(gè)鍋筒之間有三組對(duì) 流管束 , 前組管束只有一排管子 , 位于爐膛煙氣出口附近  后 兩組管束中間有二道隔煙墻。煙氣由爐膛后上方進(jìn)入對(duì)流區(qū) , 先向下縱向沖刷*組管束 , 再向后轉(zhuǎn) 180 。 , 呈 Z 形曲折向 上沖刷第二、三組管束 , 然后從第三組管束的上部向下折入 尾部受熱面 , zui后經(jīng)煙氣出口進(jìn)入除塵器 , 由引風(fēng)機(jī)通過(guò)煙 囪排至大氣。
    爐膛在鍋爐的前部 , 四周布滿(mǎn)水冷壁管。前、后墻水冷 壁管的上端直接接入上鍋筒 , 下端分別連在前、后集箱上。兩 側(cè)水冷壁管又分成前中后三組 , 前、中組的下端接入兩側(cè)的 防焦箱 , 上端接入兩側(cè)各兩個(gè)單獨(dú)的上集箱 , 并通過(guò)導(dǎo)汽管 與上鍋筒連通  后組的下端分別接入側(cè)下集箱 （ 位于側(cè)墻的 中下部 ）, 上端也接人后上集箱 , 并通過(guò)導(dǎo)汽管與上鍋筒連通。 所有的下集箱和防焦箱 , 均由 R 鍋筒引出的下降管供水。
    這種鍋爐的設(shè)計(jì)煤種是無(wú)煙煤 , 因此在爐膛內(nèi)采用了低 而長(zhǎng)的后拱和較高的前拱 , 并使前、后拱在爐膛內(nèi)形成一個(gè) 狹窄的喉部 , 促使空氣和煤屑充分混合 , 以利燃燒。
   圖 2-13 是一種雙鍋筒橫置式室燃水管鍋爐 , 其型號(hào)為 SHS20-13 。圖中示出了這種鍋爐的結(jié)構(gòu)。上、下鍋筒橫置在 同一垂直面上 , 上鍋筒的直徑較下鍋筒稍大 , 全部重量通過(guò) 對(duì)流管束由下鍋筒支撐 , 下鍋筒用鋼架支撐。鍋爐前部是爐 膛 , 有兩個(gè)煤粉燃燒器對(duì)稱(chēng)地布置在側(cè)墻下部。爐膛四壁布滿(mǎn)水冷壁管 , 由下鍋筒接出的下降管供水 , 構(gòu)成獨(dú)立的水循環(huán)系統(tǒng)  水冷壁管在爐膛后墻上部煙氣出口處排列較稀 , 形 成防渣排管 , 有利于防止結(jié)大塊焦渣。集箱布置在爐墻外部 ,既安全可* , 又便于檢查和清洗。
   對(duì)流管束分成三組 l, *組只有一排 , 緊*防資排管 , 在 第二、三組中間設(shè)有主道隔煙墻。在對(duì)流管束下面設(shè)有落灰 斗 , 利用煙氣轉(zhuǎn)彎使飛版分離下來(lái) , 減少鍋爐原始排塵。在 鍋爐尾部設(shè)有省煤器利擎氣預(yù)熱器。
    煙氣流通路線(xiàn)如下 i 高溫?zé)煔庥蔂t膛中部上升 , 經(jīng)過(guò)防 渣排管進(jìn)入*組對(duì)流礦管束 , 向下流動(dòng) , 再向后轉(zhuǎn)彎 180 。 , 在 第二、三組對(duì)流管束的隔煙墻中曲折回轉(zhuǎn)向上 , 對(duì)這兩組管 束進(jìn)行縱向和橫向沖刷 , 然后從第三組管束的上部流經(jīng)尾部 受熱面后離開(kāi)鍋爐本體 , 進(jìn)入除塵器 , 由引風(fēng)機(jī)送入煙囪排 出。
     這種鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是 , 結(jié)構(gòu)緊湊 , 金屬消耗量低  彈性好 ,受熱后能自由膨脹  水循環(huán)可* , 熱效率較高。缺點(diǎn)是 , 爐 頂為輕型爐墻 , 容易裂縫 , 當(dāng)發(fā)生煤粉爆燃時(shí) , 爐頂很可能 被毀掉  輻射受熱面多 , 對(duì)水質(zhì)要求高 , 不但要除硬度 , 還 要除氧、除油 , 防積垢和腐蝕  爐膛冷灰斗處容易結(jié)渣 , 對(duì) 流管束部分容易積灰  對(duì)司爐人員的技術(shù)水平要求高。
2. 雙鍋筒縱置式水管鍋爐
    雙鍋筒縱置式水管鍋爐 , 目前用的有較多種爐型。其中圖 2-14 是目前應(yīng)用較 為廣泛的一種爐型。其 型號(hào)為 SZW（ 雙、縱、 往 ）, 其工作壓力一般為1.3MPa, 蒸發(fā)量為 2t/h 或 4t/h 。這種鍋爐的結(jié)構(gòu) , 主 要由上鍋筒 1 、下鍋筒 3 、 水冷壁管 7 、對(duì)流管束 8和集箱等受壓元件組成。 尾部裝有鑄鐵省煤器 6 。 上鍋筒較下鍋筒直徑大、 筒身長(zhǎng) , 兩個(gè)鍋筒平行縱 置在同一垂直面上。鍋筒 之間用兩組對(duì)流管束相連 接 , 在管束左前部和中后 部設(shè)有兩道縱向煙氣隔 墻。爐膛位于鍋爐的左側(cè) , 并與對(duì)流煙道互相平行 , 從而構(gòu)成了 D 形。
    煤依*自重由煤斗落到往復(fù)爐排上 , 進(jìn)入爐膛燃燒。煙 氣由爐膛后部右側(cè)進(jìn)入對(duì)流煙道 , 先由后向前沖刷*組管 束 , 再向右轉(zhuǎn) 180 。彎折入第二組管束 , 由前向后流動(dòng) , 從管 束末端直接進(jìn)入尾部受熱面 , 通過(guò)煙囪排至大氣。水循環(huán)系 統(tǒng)有兩條 : 一條是輻射受熱面部分。爐膛內(nèi)兩側(cè)各有一排水 冷壁管 , 其上端直接與上鍋筒連通 , 下端通過(guò)下集箱由下鍋 筒可*地供水 , 從而構(gòu)成獨(dú)立的水循環(huán)系統(tǒng)。另一條是對(duì)流 受熱面部分。兩組對(duì)流管束中 , *組管束 （ 上升管 ） 受高溫?zé)煔饧訜?nbsp;, 水或汽水混合物密度小 , 向上流動(dòng)  第二組管 束吸收熱量較少 , 水的溫度低 , 密度大 , 向下流動(dòng) , 從而在 上、下鍋筒之間構(gòu)成了水循環(huán)系統(tǒng)。
    這種鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是 , 可以用改變上、下鍋筒之間的距離 ,以及改變對(duì)流管束的排數(shù)、管距等方法 , 使煙氣流速保持在 需要的范圍內(nèi)  煙道隔墻順著鍋筒中心線(xiàn)設(shè)置 , 有利于清除 管束下部的積灰  為了配合爐膛的深度 , 爐排比較長(zhǎng) , 有利于充分燃燒 , 減少 -k 灰含碳量。缺點(diǎn)是通常爐膛沒(méi)有前后水 冷壁 , 不便于布置爐拱。
    另一種形式的雙縱水管鍋爐蒸發(fā)量多為 6.5t/h 或 16 t/h, 有長(zhǎng)上鍋筒 （ 圖 2-15） 和短上鍋筒 （ 圖 2-16） 兩種 結(jié)構(gòu)。
    鍋爐主體主要由上、下兩個(gè)縱置的鍋筒、對(duì)流管束、水冷壁管和集箱等受壓元件組成 , 尾部有省煤器和空氣預(yù)熱器。 圖 2-15 所示的下鍋筒比上鍋筒長(zhǎng)度約短一半 , 位于鍋爐整體 后半段的下部。上鍋筒的前半段伸到爐膛頂部。兩鍋筒間由 彎水管相連 , 彎水管中被兩堵橫向隔煙墻隔成三個(gè)煙氣通道。 爐膛的前、后、左、右四面都布置有水冷壁。水冷壁管的上 端與上鍋筒脹接 , 下端與下集箱焊接  下集箱后端伸至鍋筒的底部 , 由供水下降管與下鍋筒相連。圖 2-16 所示的上鍋筒 較短 , 僅比下鍋筒長(zhǎng)一些 , 是圖 2-15 的改進(jìn)爐型。它取消了前墻水冷壁 , 增加了兩個(gè)側(cè)上集箱 , 與爐膛兩側(cè)水冷壁管的 上端焊接 , 每個(gè)側(cè)上集箱又有導(dǎo)汽管與上鍋筒連通  增加了 燃盡室兩側(cè)水冷壁管  下鍋筒的位置距操作地面 3m 高 , 提高 了整個(gè)爐體與爐膛的標(biāo)高。
    燃燒設(shè)備大多采用風(fēng)力機(jī)械拋煤機(jī)加手搖活動(dòng)爐排 , 也 有采用鏈條爐排或振動(dòng)爐排的。燃燒時(shí) , 煙氣從爐膛右上側(cè) 流人對(duì)流管束區(qū) , 順著兩道擋煙墻呈水平 'Z' 形路線(xiàn)由前向 后彎曲回行 , 橫向沖刷管束 , 再由爐墻左側(cè)下方進(jìn)入尾部受熱面 , zui后經(jīng)過(guò)除塵器 , 由引風(fēng)機(jī)送入煙囪排到大氣。水循 環(huán)系統(tǒng)有五六條 , 可概括為兩大部分。一是對(duì)流受熱面部分 : 給水進(jìn)入上鍋筒后 , 經(jīng)后部的對(duì)流管束降至下鍋筒 , 在下鍋 筒沉積污垢后 , 由前部的對(duì)流管束上升至上鍋筒 , 構(gòu)成一條 水循環(huán)系統(tǒng)。二是輻射受熱面部分 : 長(zhǎng)上鍋筒鍋爐的前、后、 左、右四面水冷壁管 , 各自構(gòu)成獨(dú)立的水循環(huán)系統(tǒng)共為四條  短上鍋筒鍋爐 , 雖元前水冷壁管 , 但增加了燃盡室左右兩側(cè)水冷壁管 , 因此一共構(gòu)成了五條獨(dú)立的水循環(huán)系統(tǒng)。
    這種鍋爐的優(yōu)點(diǎn)是 , 結(jié)構(gòu)緊湊 , 外形尺寸較小  煙氣橫向沖刷管束 , 傳熱效果較好。缺點(diǎn)是 , 由于采用拋煤機(jī)給煤 , 屬于半懸浮燃燒 , 煙塵大 , 飛灰含碳量較高  對(duì)水質(zhì)要求高 , 給水必須經(jīng)過(guò)軟化處理  特別是長(zhǎng)上鍋筒鍋爐 , 如缺水或水 質(zhì)不良 , 容易使鍋筒變形、鼓包。
（ 三 ） 角管鍋爐
    近年來(lái) , 我國(guó)工業(yè)鍋爐行業(yè)引進(jìn)了丹麥沃倫公司制造的角管式鍋爐產(chǎn)品 , 這引起了國(guó)內(nèi)水循環(huán)專(zhuān)家對(duì)這種鍋爐的興 趣和極大的關(guān)注。
    角管式鍋爐是四角上布置有不受熱的下降管且有自支撐作用 , 鍋筒一般布置成單鍋筒型的一種水管鍋爐的名稱(chēng)。 
1. 角管式鍋爐的基本原理
    角管式鍋爐的基本原理是用一個(gè)管路系統(tǒng)作為鍋爐的框架 （ 或稱(chēng)為骨架 ） 。這個(gè)框架同時(shí)作為下降管、下分配集箱和 上集箱 , 并完成一定程度的汽水分離。一般情況下 , 該框架 同時(shí)是整臺(tái)鍋爐的支撐框架 , 所有的鍋爐負(fù)荷均由其承受。