2-22 什么叫纵置式锅筒水管锅炉?纵置式锅筒水管锅炉结构布置有哪几种型式?其特点如何?
答:锅筒纵向中心线与锅炉前后中心线重合或平行的锅炉称为纵置式锅筒水管锅炉,工业锅炉以双锅筒居多。
纵置式锅筒水管锅炉,我国20世纪60年代以原ДКВ型锅炉为代表,即我国工业锅炉型号编号SZP型锅炉。这种锅炉主要由上下锅筒(两个纵置)、中间后部的对流管束、前后水冷壁管及集箱等组成,如图2-6所示。
图2-6 SZP10-1.3-A型锅炉(ДКВ型)
1—上锅筒 2—对流管束 3—过热器 4—下锅筒 5—水冷壁 6—下降管7—联箱 8—抛煤机 9—省煤器 10—空气预热器
该型锅炉,上锅筒有两种设计方案。
1)一种是将上锅筒做得较长,把下锅筒置于上锅筒的后半段下部,上锅筒的半段伸入炉膛顶部,如图2-6所示。炉膛两侧布置了水冷壁,水冷壁管下端连接下集箱,下集箱通过下降管与下锅筒连接供水。水冷壁管上端直接胀接在上锅筒前半段的底部两侧,这样构成水循环回路。
2)另一种设计是把上锅筒设计短一些,上下锅筒之间布置了对流管束,锅筒前是燃烧室,两侧布置水冷壁管、由上、下集箱相连,下集箱与下锅筒相连,上集箱通过引出管与上锅筒相连,构成循环回路。这种设计实质上是两个上集箱代替了上锅筒的前半段(即伸入炉膛段)。
该型锅炉的主要特点是:上下锅筒纵向中心线重合并与锅炉(炉膛)中心线一致。上锅筒无支架,其本身质量、附件和石棉层以及内部盛装的水、汽等全部重量,由水冷壁管与对流管束支撑,这样便于上锅筒自由伸缩。上锅筒两端与炉墙接触处,填塞石棉绳和石棉泥。当锅炉受热时,整个锅炉向上膨胀。
这种锅炉,原设计6.5~10t锅炉为抛煤机和手摇炉排,20t/h锅炉为抛煤机倒转炉排。由于抛煤机炉烟气中飞灰量大、含碳量高,既降低效率,又污染环境,而且对煤的粒度有较高的要求。因此,在大中城市限制使用。后来经过改型设计,取消抛煤机改用链条炉排,如图2-7所示,即SZL10-1.3-AⅡ型锅炉。该型锅炉按Ⅱ类烟煤设计,热风温度140°C,排烟温度167°C,煤耗量为1715kg/h,为二层布置。
图2-7 SZL10-1.3-AⅡ型锅炉
1—上锅筒 2—下锅筒 3—省煤器 4—空气预热器5—除渣机 6—链条炉排 7—二次风
纵置式锅筒水管锅炉还有D形布置、A形布置和O形布置等结构。O形布置主要用于燃油、燃气锅炉上,这里暂用不提。对于D形布置的水管锅炉,一般为双锅筒纵置式,它的主要特点:
1)对锅筒中心在同一竖直线上,双锅筒轴线与炉膛轴线平行,锅炉的一侧为炉膛,另一侧为对流管束,整个锅炉呈“D”字形,故称为D形锅炉,其结构如图2-8所示。
图2-8 SZL10-1.3-A型锅炉简图(D形锅炉)
1—水冷壁 2—链条炉排 3—上锅筒 4—对流管束5—下锅筒 6—上联箱 7—下集箱 8—铸铁省煤器
2)由于采用D形结构,将对流排管中间的隔焰墙顺着锅筒中心线放置,这对于排除对流排管下面的积灰是有利的。
3)采用双锅筒D形结构,除具有水容量大的特点外,在设计布置对流排管时,可以改变上、下锅筒之间的距离,以及改变对流排管的横向管数、管距等方法来使烟气流速保持在所需要的范围内。
4)最初,D形锅炉是按燃油锅炉设计的,由于燃煤的需要,将原来的D形水冷壁管从上锅筒分别接至炉膛两侧下集箱,以便在炉膛底部安装链条炉排(SZL型)或往复炉排(SZW型)或振动炉排(SZZ型)。这种炉排通常是比较狭而长,即炉排宽度较小,而长度较大。狭长的机械化炉排可以使煤充分燃烧,对减少炉渣含碳量是有利的。
这种D形锅炉,其容量一般为2~10t/h,工作压力≤1.274MPa,生产饱和蒸汽和热水。
对于A形布置的水管锅炉,采用单锅筒纵置式,位于炉膛顶部中央。炉膛两侧水冷壁的外侧为对流受热面,其中一侧布置锅炉管束,另一侧布置蒸汽过热器,尾部受热面布置在后面的专门烟道内。这种布置成“人”字形或“A”字形,故称为“人”字形炉或“A”字形炉。
我国生产的DZD型(或AZD)即AZD-20-2.5/400型锅炉属于A形炉,如图2-9所示。由于采用单锅筒,省掉了一个锅筒,故钢材耗量及加工费均较少。
图2-9 AZD(DZD)20-2.5/400型锅炉
1—倒转链条炉排 2—抛煤机 3—上锅筒 4—顶部汇合烟道 5—主炉管6—省煤器 7—出灰门 8—过热器 9—下集箱 10—防焦箱
该型锅炉对流排管的下集箱,它的中心线标高要比链条炉排面的标高要高,这样对流排管的烟气流通截面积才能减小,烟气流速因而可以提高。另一方面又因为保持有足够大的炉膛容积,所以把炉排布置得低些。两侧水冷壁的下联箱同时作为链条炉排的防焦箱,从对流排管的下联箱底下引出下降管与防焦箱连接,以保证水冷壁管水循环的安全。
该型锅炉采用抛煤机和倒转炉排燃烧方式,因而飞灰量大、含碳量高,对流管有磨损,故对消烟除尘要求较高。
纵置式锅筒水管锅炉吸收了卧式水火管快装锅炉的优点,也制成了小型的快装水管锅炉。这种类型的快装锅炉主要有双锅筒纵置的D形结构,双锅筒纵置O形结构,单锅筒纵置A形结构等几种。小型快装水管锅炉既具备水火管快装锅炉的结构紧凑、快装出厂、安装运输方便、机械化燃烧、操作方便等优点,又从根本上克服了水火管锅炉难以克服的缺点,其突出的优点是安全可靠、出力足、热效率高、使用寿命长,但快装水管锅炉与水火管锅炉比较,制造工艺复杂,耗工时高,生产成本高,劳动生产率低,目前制造与使用还不广泛,但快装水管锅炉经过长期运行考验,必将得到更大的发展。