什么是锅炉的沸腾管束

【专家解说】：">摘要：锅炉是由“锅”和“炉”两部分组成的。锅是容纳水和蒸汽的受压部件，包括锅筒、受热面、联箱和管道等。其中进行着水的加热，汽化及汽水分离等过程。炉位于锅炉本体前方，是燃料燃烧的场所，它包括燃烧设备和炉膛。
关键词：锅炉 受热面 燃烧系统 炉膛
一、锅是容纳水和蒸汽的受压部件，包括锅筒、受热面、联箱和管道等。其中进行着水的加热，汽化及汽水分离等过程。
1、锅筒
它的作用是汇集，贮存、净化蒸汽和补充给水。在水管锅炉中，通常有1~2个锅筒，上锅筒称为汽鼓(汽包)，下面的称为水鼓或泥鼓。上锅筒内部有均匀给水的配水槽，汽水分离装置和连续排污装置。热水锅炉锅筒内部装配管及隔板等。上锅筒外部装有主汽阀，副汽阀，安全阀，空气阀，水位计，排污管以及压力表等连接管。底部装有定期排污装置。上下锅筒之间用许多上升管和下降管 (管束)连接。
锅壳式锅炉的锅筒，除起水管锅炉上下锅筒的作用外，还要在其中布置烟管，有的还设有燃烧室的炉膛等受热面，同时锅筒又是受热面的一部分。
管板为平板形状，开有许多管孔，通过胀接或焊接方式连接烟管。管板上没有安装烟管的部分，是承压薄弱环节，通常用角板斜拉撑或圆斜拉撑来加强。拉撑焊在筒节与管板之间。
当前新发展一种凸形封头管板和管群连接，进一步减少管板厚度和水流状况，改善了受力情况。
2、水冷壁受热面
水冷壁是布置在炉膛四周的辐射受热面。由锅炉钢管组成，是水管锅炉的主要受热面。辐射受热面吸收火焰辐射热并遮挡炉墙，因而对炉墙起到了保护作用；同时，由于吸热较多，能降低炉膛温度，还有防止燃烧煤层结焦的作用。
水冷壁的上部与上锅间直接连接或先经过上集箱再与上锅筒连接。上锅筒的炉水经下降管进人下锅筒和下集箱，经过水冷壁吸热，形成汽水混合物，并上升到上锅筒，组成一个封闭的自然循环。现在大多数电站锅炉的水冷壁管的两侧焊有翼片(又称鳍片)。其目的是更多的接受炉膛辐射热量，同时也增大了对炉墙的遮挡面积。
3、联箱
它是汇集炉管排列联接的主要元件，有分配供水和引出的作用，按其所在位置有上集箱和下集箱或进口集箱和出口集箱之分。
上集箱位于炉管上部，汇集上升管束的水汽混合物，通过导管引人上锅筒。有些上集箱安装在炉墙外部，在与炉管相对的位置开有成排手孔，以便清扫炉管内部。
下集箱位于炉管的下部，与下锅筒连接供水、分配给上升炉管。位于炉排两侧的下集箱，具有防止炉排两侧炉墙烧坏或挂焦作用，称防焦箱。下集箱有排污管，端部还开有手孔，以便检查清扫集箱内部。除锅炉本体集箱外，在省煤器，过热器等部件上也有各自相应的集箱。
集箱一般由较大直径的无缝钢管和两个端盖焊接而成。近年来有些制造厂将管端旋压收口，取代焊接端盖，结构更加合理。
4、对流管束受热面
对流管束又称对流排管，位于上下锅筒之间，是水管锅炉的主要受热面。为了充分吸收热量，通常将对流管束中间，用隔陷墙组成来回或转弯的烟道，增加烟气流程，并以较高的烟速横向冲刷管束。通常被烟气先冲刷的管束，由于烟气温度高传热较多，管内汽水混合物的密度小，成为上升管，反之烟气温度低传热较少，成为下降管。
烟气冲刷管束，一般采用横向冲刷。因为横向冲刷，其使热效果优于纵向冲刷。同属横向冲刷时，管子错排 (或叫叉排)的传热效果优于顺排形式，但伴随传热效果的提高，烟气流动阻力也相应加大。
5、烟火管受热面
烟管是烟管锅炉和水火管组合式锅炉的主要受热面，它的作用是当炉膛燃烧产生的高温烟气从管内流过时，不断对管外的锅水加热，使其逐渐成为蒸汽（或热水）。烟管一般装在锅壳内，用焊接或胀接固定在两端管板上。因其安装数量受到锅壳的限制，加上管内容易积灰堵塞，管外容易积垢，故不适用于较大型锅炉。
螺纹烟管，它是在烟管上压出深2mm左右的螺纹状凹槽，改善烟气对管壁的放热，效果显著。这种螺纹烟管与普通烟管相比，传热效果可提高近2倍。
6、省煤器和空气预热器
省煤器和空气预热器。它们均属对流受热面。过热器除有对流过热器外，还有辐射过热器，其余的省煤器和预热器均安装锅炉尾部烟道。它们的作用，主要是进一步降低排烟温度，提高锅炉热效率。
二、炉位于锅炉本体前方，是燃料燃烧的场所，它包括燃烧设备和炉膛。
由于燃料不同和燃烧方式不同，主要有层燃炉，室燃炉，旋风炉、沸腾炉等。他们炉膛四周，都安装了水冷壁管。层燃炉为了加强燃料燃烧还有前、后拱。不同的炉型，其结构虽然不一样，但它们都有组织燃料燃烧的空间和相应的燃烧设备。
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。
三、总之，锅和炉是由传热过程联系起来的，受热面即是锅和炉的分界面。
锅炉设备中，吸热的部分称为锅，产生热量的部分称为炉。例如水冷壁、过热器、省煤器等吸热的部分可以看成是锅；而炉膛、燃烧器、燃油泵，送、引风机可以看成是炉。现代化的锅炉不像一般家庭用的锅和炉那样分得清楚。例如空气预热器既是吸热的部分，又是产生热量的部分，既可以看成是锅的部分也可以看成是炉的部分。凡是一侧有放热介质 (火焰、烟气)，另一侧就有受热介质 (水，蒸汽、空气)，进行着热量传递，它们之间的热交换是依靠受热面。
由锅筒、受热面及其连接管道和烟风道、燃烧设备和出渣设备、炉墙和构架 (包括平台、扶梯)等所组成的整体称为锅炉本体。
由锅炉本体，锅炉范围内的水、汽、烟、风、燃料管道及其附属设备、测量仪表，其它的锅炉附属机械等构成的整套装置称为锅炉机组。