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水管锅炉
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|<center>'''水管锅炉'''<br><img
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|}
'''工业锅炉'''
'''水管锅炉'''是指在锅筒外部设置燃烧室和受热面，造成水和汽在管内流动的一种工业锅炉。结构较复杂，汽水系统主要包括锅筒（汽包）、集箱、水冷壁、对流管朿、省煤器和过热器等；[[燃烧系统]]主要包括燃烧器、炉膛和烟道、[[空气预热器]]等。结构形式有水筒锅炉、直水管锅炉、[[弯水管锅炉]]等。 <ref>[[崔克清．安全工程大辞典：化学工业出版社，1995年：121]]</ref>
*中文名:[[水管锅炉]]
*用 途:[[采暖]]
*结 构:锅炉本体和辅助设备
==简介==
'''水管锅炉概述'''
由于管内横断面比管外小，因此汽水流速大大增加，受热面上产生的蒸汽立即被冲走，这就提高了锅水吸热率。与锅壳式锅炉相比水管锅炉锅筒直径小，工作压力高，锅水容量小，一旦发生事故，灾害较轻，锅炉水循环好，蒸发效率高，适应负荷变化的性能较好，热效率较高。因此，压力较高，蒸发量较大的锅炉都为水管锅炉。所谓水管锅炉(a water tube boiler )，就是水、汽或汽水混合物在管内流动，而火焰或烟气在管外燃烧和流动的锅炉。
'''水管锅炉优缺点'''
早期水管锅炉的受热面管子，为了便于清除水垢，大多是直管形式。随着炉外和炉内水处理技术的进步，可以保证锅炉长期运行而管内结垢很少，因而出现了弯水管锅炉。弯水管锅炉的受热面管子，可以根据需要制成比较复杂的形状，因而锅炉的各种性能大大提高。水管锅炉的受热面由很多小管子组成，热膨胀补偿性能良好，可以根据需要任意布置。锅炉压力和容量的提高不受锅筒限制。汽水流动可以 自然循环，也可以是强制循环或水汽依次通过各受热面，不但各受热面能得到良好冷却，而且还使单位受热面吸热量增多。受热面全部在锅筒外部，水管锅炉的锅筒相对来讲很小，采用[[直流锅炉]]，锅筒可以取消，所以水管锅炉的金属使用率较低。水管锅炉采用过热器、省煤器和空气预热器后，排烟温度可以降低到100~150℃，锅炉效率可达90%以上。水管锅炉的缺点是结构比较复杂，体积较大，不适宜用于移动设备上。锅炉的相对水容量小，对自动化控制和操作水平要求较高。根据水管锅炉的上述特点，水管锅炉适用于大、中型工厂和发电厂。 <ref>[[带人孔加强圈的水管锅炉封头的开孔补强及有限元分析 周冬雷; 李敏 工业锅炉 2012-10-20]]</ref>
==锅炉结构==
整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。
'''锅炉本体'''
锅炉中的炉膛、锅筒、[[燃烧器]]、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。 锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。
'''炉膛'''
炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上，进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉，又称火床炉；将液体、气体或磨成粉状的固体燃料，喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉，又称火室炉；空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧，并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉，又称流化床炉；利用空气流使煤粒高速旋转，并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。炉膛的横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气，所以炉膛四周的炉墙由[[耐高温材料]]和[[保温材料]]构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管，它既保护炉墙不致烧坏，又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。燃用特性差别较大的燃料时锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。
'''锅筒'''
锅筒是自然循环和[[多次强制循环锅炉]]中，接受省煤器来的给水、联接循环回路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒简体由优质厚钢板制成，是锅炉中最重的部件之一。锅筒的主要功能是储水，进行汽水分离，在运行中排除锅水中的盐水和泥渣，避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。[[锅筒内部装置]]包括汽水分离和蒸汽清洗装置、给水分配管、排污和加药设备等。其中[[汽水分离装置]]的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来，并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴。中、低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分离元件；中压以上的锅炉除广泛采用多种型式的[[旋风分离器]]进行粗分离外，还用百叶窗、钢丝网或均汽板等进行进一步分离。锅筒上还装有水位表、安全阀等监测和保护设施。
'''锅炉辅助设备'''
一、给水设备 ，如：注水器，离心泵等； 二、通风设备， 如：鼓风机，引风机，烟囱 ； 三、运煤设备 ，如：人工上煤，电动葫芦； 四、出灰设备 ，如：人工出灰，刮板除渣机； 五除、尘设备， 如：旋风除尘器，多管除尘器。
==相关资料==
'''锅炉发展与展望'''
为了考核性能和改进设计，锅炉常要经过热平衡试验。直接从有效利用能量来计算锅炉热效率的方法叫正平衡，从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。考虑锅炉房的实际效益时，不仅要看[[锅炉热效率]]，还要计及[[锅炉辅机]]所消耗的能量。单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时，按化学反应计算出的空气需求量称为理论空气量。为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧，实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失，但[[排烟热损失]]会增大，还会加剧硫[[氧化物]]腐蚀和[[氮氧化物]]生成。因此应设法改进燃烧技术，争取以尽量小的[[过量空气系数]]使炉膛内燃烧完全。锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质，未经净化时其排放指标可达到环境保护规定指标的几倍到数十倍。控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。借助高烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度。 烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离，在较高容量下常采用离心力分离除尘[[静电除尘器]]和[[布袋过滤器]]具有较高的除尘效率。湿式和文氏—[[水膜除尘器]]中水滴水膜能粘附飞灰，除尘效率很高还能吸收气态污染物。 二十世纪50年代以来，人们努力发展灰渣综合利用，化害为利。如用灰渣制造水泥、砖和混凝土骨料等建筑材料。70年代起又从粉煤灰中提取[[空心微珠]]，作为耐火保温等材料。锅炉未来的发展将进一步提高锅炉和电站热效率；降低锅炉和电站的单位功率的设备造价；提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平；发展更多锅炉品种以适应不同的燃料；提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性；减少对环境的污染。
'''水管锅炉和火管锅炉的主要区别有哪些'''
水管与火管是以管子里面介质的不同来定义的，水管就是管子里面走水，通过外部烟气对流/辐射换热加热管子中的水，火管就是管子里面走烟气，让烟气加热管外介质来实现换热，火管锅炉结构简单，水及蒸汽容积大，对负荷变动适应性好，对水质的要求比水管锅炉低，多用于小型企业的生产工艺和生活采暖上。水管锅炉的受热面布置方便，传热性能好，在结构上可用于大容量和高参数的工况。但对水质和运行水平要求较高。
（1） 水管锅炉压力适应范围较广，可突破压力限制，可满足2.5MPa以上的供汽要求。[[火管锅炉]]受材料壁厚与压力的限制，用于2.5MPa压力以下。
（2） 火管锅炉为锅壳式锅炉，受各锅炉厂家设备、工装的限制，制造太大的火管锅炉难度较大，通常在35t/h以下。水管结构锅炉可实现锅炉大型化，35t/h以上的锅炉通常采用水管结构。（3） 火管锅炉具有结构紧凑的特点，在同等出力下，外形与设备重量均低于水管锅炉。水管锅炉因体积较大，有更多的空间用于布置过热器，因此水管锅炉占用锅炉房相对较大。 <ref>[[水管锅炉受压元件开孔补强方法探讨 黄玉龙; 张志程; 孙银行; 黄辉武 热力发电 2006-05-15]]</ref>
'''视频'''
'''水管锅炉如何工作'''
[https://www.bilibili.com/video/BV1ym4y1D7c2/ 哔哩哔哩]
==参考文献==
{{Reflist}}
|<center>'''水管锅炉'''<br><img
src="https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fbkimg.cdn.bcebos.com%2Fpic%2F5ab5c9ea15ce36d3f43598bc30f33a87e950b10c&refer=http%3A%2F%2Fbkimg.cdn.bcebos.com&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=auto?sec=1671717447&t=49bd9a444e75cd60083bb7292e0558fe" width="280"></center><small> 圖片來自百度</small>
|}
'''工业锅炉'''
'''水管锅炉'''是指在锅筒外部设置燃烧室和受热面，造成水和汽在管内流动的一种工业锅炉。结构较复杂，汽水系统主要包括锅筒（汽包）、集箱、水冷壁、对流管朿、省煤器和过热器等；[[燃烧系统]]主要包括燃烧器、炉膛和烟道、[[空气预热器]]等。结构形式有水筒锅炉、直水管锅炉、[[弯水管锅炉]]等。 <ref>[[崔克清．安全工程大辞典：化学工业出版社，1995年：121]]</ref>
*中文名:[[水管锅炉]]
*用 途:[[采暖]]
*结 构:锅炉本体和辅助设备
==简介==
'''水管锅炉概述'''
由于管内横断面比管外小，因此汽水流速大大增加，受热面上产生的蒸汽立即被冲走，这就提高了锅水吸热率。与锅壳式锅炉相比水管锅炉锅筒直径小，工作压力高，锅水容量小，一旦发生事故，灾害较轻，锅炉水循环好，蒸发效率高，适应负荷变化的性能较好，热效率较高。因此，压力较高，蒸发量较大的锅炉都为水管锅炉。所谓水管锅炉(a water tube boiler )，就是水、汽或汽水混合物在管内流动，而火焰或烟气在管外燃烧和流动的锅炉。
'''水管锅炉优缺点'''
早期水管锅炉的受热面管子，为了便于清除水垢，大多是直管形式。随着炉外和炉内水处理技术的进步，可以保证锅炉长期运行而管内结垢很少，因而出现了弯水管锅炉。弯水管锅炉的受热面管子，可以根据需要制成比较复杂的形状，因而锅炉的各种性能大大提高。水管锅炉的受热面由很多小管子组成，热膨胀补偿性能良好，可以根据需要任意布置。锅炉压力和容量的提高不受锅筒限制。汽水流动可以 自然循环，也可以是强制循环或水汽依次通过各受热面，不但各受热面能得到良好冷却，而且还使单位受热面吸热量增多。受热面全部在锅筒外部，水管锅炉的锅筒相对来讲很小，采用[[直流锅炉]]，锅筒可以取消，所以水管锅炉的金属使用率较低。水管锅炉采用过热器、省煤器和空气预热器后，排烟温度可以降低到100~150℃，锅炉效率可达90%以上。水管锅炉的缺点是结构比较复杂，体积较大，不适宜用于移动设备上。锅炉的相对水容量小，对自动化控制和操作水平要求较高。根据水管锅炉的上述特点，水管锅炉适用于大、中型工厂和发电厂。 <ref>[[带人孔加强圈的水管锅炉封头的开孔补强及有限元分析 周冬雷; 李敏 工业锅炉 2012-10-20]]</ref>
==锅炉结构==
整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。
'''锅炉本体'''
锅炉中的炉膛、锅筒、[[燃烧器]]、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。 锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。
'''炉膛'''
炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上，进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉，又称火床炉；将液体、气体或磨成粉状的固体燃料，喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉，又称火室炉；空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧，并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉，又称流化床炉；利用空气流使煤粒高速旋转，并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。炉膛的横截面一般为正方形或矩形。燃料在炉膛内燃烧形成火焰和高温烟气，所以炉膛四周的炉墙由[[耐高温材料]]和[[保温材料]]构成。在炉墙的内表面上常敷设水冷壁管，它既保护炉墙不致烧坏，又吸收火焰和高温烟气的大量辐射热。炉膛设计需要充分考虑使用燃料的特性。每台锅炉应尽量燃用原设计的燃料。燃用特性差别较大的燃料时锅炉运行的经济性和可靠性都可能降低。
'''锅筒'''
锅筒是自然循环和[[多次强制循环锅炉]]中，接受省煤器来的给水、联接循环回路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒简体由优质厚钢板制成，是锅炉中最重的部件之一。锅筒的主要功能是储水，进行汽水分离，在运行中排除锅水中的盐水和泥渣，避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。[[锅筒内部装置]]包括汽水分离和蒸汽清洗装置、给水分配管、排污和加药设备等。其中[[汽水分离装置]]的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来，并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴。中、低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分离元件；中压以上的锅炉除广泛采用多种型式的[[旋风分离器]]进行粗分离外，还用百叶窗、钢丝网或均汽板等进行进一步分离。锅筒上还装有水位表、安全阀等监测和保护设施。
'''锅炉辅助设备'''
一、给水设备 ，如：注水器，离心泵等； 二、通风设备， 如：鼓风机，引风机，烟囱 ； 三、运煤设备 ，如：人工上煤，电动葫芦； 四、出灰设备 ，如：人工出灰，刮板除渣机； 五除、尘设备， 如：旋风除尘器，多管除尘器。
==相关资料==
'''锅炉发展与展望'''
为了考核性能和改进设计，锅炉常要经过热平衡试验。直接从有效利用能量来计算锅炉热效率的方法叫正平衡，从各种热损失来反算效率的方法叫反平衡。考虑锅炉房的实际效益时，不仅要看[[锅炉热效率]]，还要计及[[锅炉辅机]]所消耗的能量。单位质量或单位容积的燃料完全燃烧时，按化学反应计算出的空气需求量称为理论空气量。为了使燃料在炉膛内有更多的机会与氧气接触而燃烧，实际送入炉内的空气量总要大于理论空气量。虽然多送入空气可以减少不完全燃烧热损失，但[[排烟热损失]]会增大，还会加剧硫[[氧化物]]腐蚀和[[氮氧化物]]生成。因此应设法改进燃烧技术，争取以尽量小的[[过量空气系数]]使炉膛内燃烧完全。锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质，未经净化时其排放指标可达到环境保护规定指标的几倍到数十倍。控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。借助高烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度。 烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离，在较高容量下常采用离心力分离除尘[[静电除尘器]]和[[布袋过滤器]]具有较高的除尘效率。湿式和文氏—[[水膜除尘器]]中水滴水膜能粘附飞灰，除尘效率很高还能吸收气态污染物。 二十世纪50年代以来，人们努力发展灰渣综合利用，化害为利。如用灰渣制造水泥、砖和混凝土骨料等建筑材料。70年代起又从粉煤灰中提取[[空心微珠]]，作为耐火保温等材料。锅炉未来的发展将进一步提高锅炉和电站热效率；降低锅炉和电站的单位功率的设备造价；提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平；发展更多锅炉品种以适应不同的燃料；提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性；减少对环境的污染。
'''水管锅炉和火管锅炉的主要区别有哪些'''
水管与火管是以管子里面介质的不同来定义的，水管就是管子里面走水，通过外部烟气对流/辐射换热加热管子中的水，火管就是管子里面走烟气，让烟气加热管外介质来实现换热，火管锅炉结构简单，水及蒸汽容积大，对负荷变动适应性好，对水质的要求比水管锅炉低，多用于小型企业的生产工艺和生活采暖上。水管锅炉的受热面布置方便，传热性能好，在结构上可用于大容量和高参数的工况。但对水质和运行水平要求较高。
（1） 水管锅炉压力适应范围较广，可突破压力限制，可满足2.5MPa以上的供汽要求。[[火管锅炉]]受材料壁厚与压力的限制，用于2.5MPa压力以下。
（2） 火管锅炉为锅壳式锅炉，受各锅炉厂家设备、工装的限制，制造太大的火管锅炉难度较大，通常在35t/h以下。水管结构锅炉可实现锅炉大型化，35t/h以上的锅炉通常采用水管结构。（3） 火管锅炉具有结构紧凑的特点，在同等出力下，外形与设备重量均低于水管锅炉。水管锅炉因体积较大，有更多的空间用于布置过热器，因此水管锅炉占用锅炉房相对较大。 <ref>[[水管锅炉受压元件开孔补强方法探讨 黄玉龙; 张志程; 孙银行; 黄辉武 热力发电 2006-05-15]]</ref>
'''视频'''
'''水管锅炉如何工作'''
[https://www.bilibili.com/video/BV1ym4y1D7c2/ 哔哩哔哩]
==参考文献==
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