理论教育 水冷壁类型与结构详解

水冷壁类型与结构详解

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:现代锅炉的水冷壁主要有光管式、膜式和销钉式三种类型。旋风炉的旋风筒内也采用销钉水冷壁结构。膜式水冷壁是由鳍片管焊接而成。膜式水冷壁能承受较大的侧向力,增加了抗炉膛爆炸的能力。膜式水冷壁存在的缺点是制造、检修工作量大且工艺要求高。设计膜式水冷壁时必须有足够的膨胀延伸自由,还应保证人孔、检查孔、火焰观察孔等处的密封性。

水冷壁类型与结构详解

水冷壁管大多使用20g无缝钢管,有的也采用低合金钢。现代锅炉的水冷壁主要有光管式、膜式和销钉式三种类型。

1.光管水冷壁

用外形光滑的管子连续排列成平面形成水冷壁。现代锅炉水冷壁管的一半被埋在炉墙里,使水冷壁与炉墙浇成一体,形成敷管式炉墙。由于炉墙温度低,所以炉墙做得较薄,既节省了材料,又减轻了重量,还便于采用悬吊结构。

2.销钉式水冷壁

销钉式水冷壁是在光管水冷壁的外侧焊接上很多圆柱形的销钉,并在有销钉的水冷壁上敷盖一层铬矿砂耐火材料,形成卫燃带。卫燃带的作用是在燃烧无烟煤、贫煤等着火困难的煤时减少着火区域水冷壁吸热量,提高着火区域炉内温度,稳定着火和燃烧。对于液态排渣炉,由销钉式水冷壁构成的熔渣池使炉膛下部区域温度提高,便于顺利流渣。旋风炉的旋风筒内也采用销钉水冷壁结构。销钉可使铬矿砂与水冷壁牢固地连接,并可把铬矿砂外表面的热通过销钉传给水冷壁管内的工质,降低铬矿砂的温度,防止其温度过高而烧坏。

3.膜式水冷壁

现代大中型锅炉普遍采用膜式水冷壁。膜式水冷壁是由鳍片管焊接而成。鳍片管有两种类型:一种是在钢厂直接轧制而成,称轧制鳍片管,如图716(a)所示;另一种是在光管之间焊接扁钢制成,称焊接鳍片管,如图716(b)所示。

图716 膜式水冷壁

(a)轧制鳍片管;(b)光管扁钢焊接鳍片管
1—轧制鳍片管;2—绝热材料;3—外壳;4—扁钢(www.daowen.com)

目前,国产超高压锅炉都采用轧制鳍片管焊接而成的膜式水冷壁。国产亚临界压力自然循环锅炉采用焊接鳍片管膜式水冷壁。焊接鳍片管的结构简单,但是每条扁钢有两条焊缝,焊接工作量大,焊接工艺要求也较高。轧制钢鳍片管的制作工艺较为复杂。

与其他结构形式的水冷壁相比,膜式水冷壁具有如下优点:

(1)膜式水冷壁的炉膛具有良好的气密性,适用于正压或负压的炉膛,对于负压炉膛还能大大减少漏风,提高锅炉热效率

(2)对炉墙具有良好的保护作用。膜式水冷壁将炉墙与炉膛完全隔开,炉墙接受不到炉膛高温火焰的直接辐射,因而炉墙温度低,无需采用耐火材料,只需轻质的保温材料即可。这不仅使炉膛重量减轻很多,便于采用全悬吊结构,同时炉墙蓄热量明显减少,加快了锅炉的启动和停运速度。

(3)在相同的炉壁面积下,膜式水冷壁的辐射传热面积比一般光管水冷壁大,因而膜式水冷壁可节约管材。

(4)膜式水冷壁可在现场成片吊装,使安装工作量大大减少,加快了锅炉安装进度。

(5)膜式水冷壁能承受较大的侧向力,增加了抗炉膛爆炸的能力。

膜式水冷壁存在的缺点是制造、检修工作量大且工艺要求高。设计膜式水冷壁时必须有足够的膨胀延伸自由,还应保证人孔、检查孔、火焰观察孔等处的密封性。此外,为了防止管间产生过大的热应力,使管壁受到损坏,运行过程中要求相邻管间温差小,一般不应大于50℃。

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