供熱鍋爐建筑設(shè)備熱源與冷源(已修改)
2025-01-28 07:35 本頁面
【正文】 建筑設(shè)備熱源與冷源 主編：王 麗 陳志佳 單元 4 供熱鍋爐 單元 4 供熱鍋爐 目 錄 鍋爐結(jié)構(gòu)形式的演變 1 供熱鍋爐的爐型 2 單元 4 供熱鍋爐 隨著蒸汽機(jī)的發(fā)明， 18世紀(jì)末出現(xiàn)了工業(yè)用的圓筒型蒸汽鍋爐。由于當(dāng)時(shí)社會生產(chǎn)力的迅猛發(fā)展，蒸汽在工業(yè)上的用途日益廣泛，不久就對鍋爐提出了擴(kuò)大容量和提高參數(shù)的要求。于是，在圓筒形蒸汽鍋爐的基礎(chǔ)上，從增加受熱面入手，對鍋爐進(jìn)行了一系列的研究和技術(shù)變革，從而推動了鍋爐的發(fā)展。 圖 向發(fā)展的過程和結(jié)構(gòu)形式的演變。 鍋爐結(jié)構(gòu)形式的演變 單元 4 供熱鍋爐 第一個(gè)方向， 是在鍋筒內(nèi)部增加受熱面，形成了煙管鍋爐系列。起初，先在鍋筒內(nèi)增加一個(gè)火筒（也稱爐膽），即單火筒鍋爐，煤在火筒內(nèi)燃燒放熱；后增加為兩個(gè)火筒 —— 雙火筒鍋爐。為了進(jìn)一步增大鍋爐容量，后來又發(fā)展到用小直徑的煙管取代火筒以增加受熱面，形成了煙管鍋爐和火筒煙管組合鍋爐，煙管鍋爐的燃燒室也由鍋筒內(nèi)部移至鍋筒外側(cè)。這類鍋爐，統(tǒng)稱為煙管鍋爐，其共同的特點(diǎn)是高溫?zé)煔庠诨鹜不驘煿軆?nèi)流動放熱，低溫工質(zhì) —— 水則在火筒或煙管外側(cè)吸熱、升溫和汽化。 鍋爐結(jié)構(gòu)形式的演變 單元 4 供熱鍋爐 顯而易見，這類鍋爐的爐膛一般都較矮小，爐膛四周又被作為輻射受熱面的筒壁所圍住，爐內(nèi)溫度低，燃燒條件較差，而且煙氣縱向沖刷壁面，傳熱效果也差，排煙溫度很高，熱效率低。此外，鍋筒直徑大，既不宜提高蒸汽壓力，又增加鋼耗量，蒸發(fā)量也受到限制。當(dāng)然，這類鍋爐也有優(yōu)點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)簡單，維修方便；水容積大，能較好適應(yīng)負(fù)荷變化；水質(zhì)要求低等。因此有的結(jié)構(gòu)形式至今仍被廣泛采用。 鍋爐結(jié)構(gòu)形式的演變 單元 4 供熱鍋爐 第二個(gè)方向， 是在鍋筒外部發(fā)展受熱面，形成水管鍋爐系列。大約到了 19世紀(jì)中葉，鍋爐開始在鍋筒外面增設(shè)幾個(gè)直徑較小的圓筒受熱面。后來發(fā)現(xiàn)增加圓筒數(shù)目、減小圓筒直徑，甚至以鋼管取代圓筒等做法有利于蒸汽參數(shù)的提高和傳熱的改善，最后終于出現(xiàn)了水管鍋爐。它的特點(diǎn)是高溫?zé)煔庠诠芡鉀_刷流動而放出熱量，汽、水在管內(nèi)流動而吸熱和蒸發(fā)。 水管鍋爐的出現(xiàn)，是鍋爐發(fā)展的一大飛躍。它擺脫了火筒、煙管鍋爐受鍋筒尺寸的制約，無論在燃燒條件、傳熱效果和受熱面的布置等方面都得到了根本性的改善，為提高鍋爐的容量、參數(shù)和熱效率創(chuàng)造了良好的條件，金屬耗量也大為下降。 鍋爐結(jié)構(gòu)形式的演變 單元 4 供熱鍋爐 早期出現(xiàn)的水管鍋爐是整聯(lián)箱橫水管鍋爐，后來改為波形分聯(lián)箱結(jié)構(gòu)，制造工藝復(fù)雜，金屬耗量較大，已不再生產(chǎn)。 豎水管鍋爐出現(xiàn)于 20世紀(jì)初，最早采用的也是直水管結(jié)構(gòu)。后來，發(fā)現(xiàn)彎水管比直水管結(jié)構(gòu)富有彈性，于是采用許多只鍋爐做成多鍋筒彎水管鍋爐。此后，由于傳熱學(xué)的發(fā)展，對鍋爐輻射換熱規(guī)律有了進(jìn)一步的認(rèn)識，鍋爐向著減少對流受熱面，增大輻射受熱面的方向發(fā)展。于是，演變成雙鍋筒、單鍋筒鍋爐，以至發(fā)展到現(xiàn)代的無鍋筒鍋爐 —— 直流鍋爐。與此同時(shí)，蒸汽過熱器、省煤器及空氣預(yù)熱器受熱面也相繼被采用，使鍋爐設(shè)備更趨完善。 鍋爐結(jié)構(gòu)形式的演變 單元 4 供熱鍋爐 在蒸汽鍋爐發(fā)展的同時(shí)，由于城市建設(shè)的發(fā)展和節(jié)能的需要，另一類用于直接生產(chǎn)熱水的熱水鍋爐也得到較快的發(fā)展。此外，為利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)量相當(dāng)可觀的余熱，余熱鍋爐應(yīng)運(yùn)而生，它作為余熱回收利用設(shè)備受到世界各國的普遍重視。 縱觀鍋爐發(fā)展歷史，真正走上現(xiàn)代化道路才不過五六十年的時(shí)間。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代鍋爐正朝著大容量、高參數(shù)方向發(fā)展。對于供熱鍋爐，為了提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、保護(hù)環(huán)境和降低成本，鍋爐正趨于簡化結(jié)構(gòu)、改善燃燒技術(shù)、提高熱效率、降低金屬消耗和擴(kuò)大燃料適應(yīng)范圍。為確保鍋爐運(yùn)行的安全，又趨向于采用先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步提高設(shè)備的機(jī)械化、自動化和智能化。 鍋爐結(jié)構(gòu)形式的演變 單元 4 供熱鍋爐 鍋爐結(jié)構(gòu)形式的演變 圖 蒸汽鍋爐形式的發(fā)展和演變示意圖 單元 4 供熱鍋爐 供熱鍋爐的爐型 煙管鍋爐，也稱火管鍋爐 ，它的特點(diǎn)是煙氣在火筒和煙管內(nèi)流動換熱。煙管鍋爐按其鍋筒放置方式，分為 立式和臥式 兩類。它們在結(jié)構(gòu)上的共同特點(diǎn)是都有一個(gè)大直徑的鍋筒，其內(nèi)部有火筒和為數(shù)眾多的煙管。 煙管鍋爐 單元 4 供熱鍋爐 立式煙管鍋爐有 豎煙管和橫煙管 等多種形式。容量一般較小，蒸發(fā)量大多在 ,可以配置燃煤、燃油和燃?xì)飧鞣N燃燒設(shè)備。對于燃燒鍋爐，通常配置手燒爐，大多采用雙層爐排手燒爐。 供熱鍋爐的爐型 立式煙管鍋爐 單元 4 供熱鍋爐 1. 立式套筒鍋爐 圖 一配置燃油爐的立式套筒鍋爐。內(nèi)筒 ——爐膛為輻射受熱面，外筒為對流受熱面。內(nèi)外筒之間的兩端用環(huán)形平封頭圍封，構(gòu)成此型鍋爐的汽、水空間 —— 汽鍋。油燃燒器裝置在頂部，燃燒所需的空氣由爐頂?shù)乃惋L(fēng)機(jī)切向送入。油燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠跔t內(nèi)強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)并自上而下流至鍋爐底部，然后往布置在上部的煙氣出口折返，進(jìn)入外筒與鍋爐外殼內(nèi)側(cè)保溫區(qū)（爐墻）之間的環(huán)形煙道上，縱向沖刷帶肋片的外筒受熱面，最后煙氣通過上部出口排入煙囪。為了延長高溫?zé)煔庠跔t膽內(nèi)的逗留時(shí)間和提高火焰的充滿度，此型鍋爐的爐膽內(nèi)還設(shè)置有環(huán)形火焰滯留器，使之燃燒充分和強(qiáng)化傳熱。 供熱鍋爐的爐型 單元 4 供熱鍋爐 這種鍋爐結(jié)構(gòu)簡單，制造方
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