2-33 燃油燃气水管锅炉有哪几种典型结构?它们各有什么特点?
答:水管锅炉的本体由锅筒、集箱和炉管等主要部件构成。
常见的燃油燃气锅炉本体的结构型式,有D形、A形和O形三种,其中又以D形最为普遍。
1)图2-21是一种典型的D形锅炉。锅炉是双锅筒纵置式。右侧是水冷壁,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,其余均为密闭性结构。
该型锅炉的主要特点:
①水冷壁为密闭性结构。锅炉右侧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。其他部分则是管子与管子外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,而且降低了炉墙向火(烟)面的温度,便于炉墙做成轻型结构。
②D形锅炉根据需要,也可布置成反D形的锅炉(即D形)。此时炉膛在左侧,上下锅筒间的对流管束则在右侧,如图2-22所示。
图2-22a是蒸发量23~159t/h系列。该系列都只在前墙布置一只燃烧器。当锅炉容量变化时,锅炉的长、宽、高也相应变化。
图2-22b是蒸发量181~272t/h系列。该系列是在前墙布置两只燃烧器。当容量变化时,锅炉宽度不变,只改变长度和高度。
图2-21 D形水管锅炉
图2-22 D形系列锅炉(国外)
③D形锅炉结构比较简单,炉膛容积比较大,适用各种不同容量的锅炉,而且易于制成快装结构和形成系列化产品。
④D形锅炉,按我国工业锅炉型号编制方法,应为SZS型(双锅筒纵置式水管锅炉)或SHS型(双锅筒横置式水管锅炉)。国产的SZS型系列,有快装和组装两种型式;采用微正压燃烧,燃烧器按燃料种类进行配置;自控程度较高,可采用计算机控制系统。SZS型系列锅炉供热介质有蒸汽和热水两种。
SHS型系列,两个锅筒横置在燃烧室后部,两锅筒之间的管束为对流受热面,从侧面看为反D形。燃烧器布置在燃烧室前端。自控程度较高,可采用计算机控制。SHS型系列锅炉供热介质均为蒸汽,其参数范围:
2)A型锅炉其结构型式如图2-23所示。
图2-23 A形锅炉
1—燃烧器 2—过热器 3—烟道
锅炉是单锅筒纵置式。炉膛和对流管束均由上锅筒和两侧下集箱之间的管子构成。前墙布置燃烧器。该锅炉尾部设置有过热器。
A型锅炉的主要特点:
①该型锅炉的外形结构为左右对称结构,便于运输或制成快装锅炉。
②该型锅炉的烟气流程两种设计方案。一种方案是烟气从炉膛后向左转弯进入左侧主炉管区,由后向前,横向冲向主炉管,然后由主炉管前端向上流入位于上锅筒前端的转烟室进入右侧主炉管;由前向后,横向冲刷主炉管,最后从该侧主炉管的后部离开锅炉本体。另一种方案是烟气离开炉膛后面,分成左右两路进入两侧主炉管区向前端流动,横向冲刷主炉管,最后汇合于锅炉前部的上烟箱,再入引风机及烟囱。
③该型锅炉水容量较小,产汽快升压快,但运行中汽压波动较大,水位波动也较大。
3)O形锅炉,如图2-24所示。
图2-24 O形锅炉
1—上锅筒 2—下锅筒 3—炉镗 4—对流管束
O形锅炉为双锅筒纵置式。上锅筒长,下锅筒短,前部是O形炉膛,后部上下锅筒是对流管束。前部炉膛两侧的水冷壁管在下部弯向对方并与其下集箱相连。燃烧器布置在前墙。烟气在对流管束中的流动可根据需要布置其流程。
这种锅炉与燃煤纵置锅筒锅炉的结构基本相同,其特点也基本一样。
燃油燃气的O形锅炉结构更加紧凑,外形近似铁路客车车厢,重心也在锅炉纵向中心平面内,便于铁路运输。
4)燃油燃气水管锅炉的共同特点:
①从以上三种典型锅炉的本体看出,除O形锅炉侧墙有两根下降管外,其余的炉型和水管受热面系统都没有专门的下降管。这些受热面上升管的供水是由受热较弱的管束进行的。这种由受热强弱而形成的循环回路是一种最简单的自然循环,即靠下降和上升介质密度差所产生的压头形成流动循环系统,对锅炉的水循环安全是有利的。
②燃油燃气水管锅炉和燃煤水管锅炉一样,锅炉的主要受压部件是锅筒、集箱和炉管等部件,锅炉的受热面布置比较灵活,数量也不受布置上的限制,因此,燃油燃气水管锅炉的工作压力和锅炉容量都不会受到限制。
③水管锅炉的燃烧器都是水平安装,操作和检修比较方便,宽、高尺寸较小,有利于快装和组装生产。
④燃油燃气水管锅炉与同燃料的锅壳式锅炉相比,在结构上要复杂些。因为燃油燃气锅炉的通风(或燃烧)方式基本上都是微正压通风(或燃烧),所以炉墙的强度和密封性要求都很高。同时水管锅炉的给水和锅水品质的要求亦比锅壳式锅炉要高。
随着自动控制技术的发展,锅壳式锅炉的运行控制水平日渐提高,安全性增强,锅壳式锅炉也正在向稍大的容量发展,而且有的锅壳式锅炉上也开始布置过热器,再加上烟管的强化传热技术的发展,一般来说,容量在10t/h以下,和锅壳式锅炉相比,水管锅炉无明显的优势。