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一.水冷壁的懸吊及熱膨脹
一臺鍋爐的水冷壁管子的數(shù)量少則幾百根,多則上千根。為了便于安裝,水冷壁管進出口通過與上下聯(lián)箱連接組合成多個水冷管屏組合件。由于水冷壁是一個龐大的組合體,要承擔(dān)鍋爐很大一部分熱負(fù)荷,因此,須注意它的熱膨脹問題。水冷壁一般是上部固定,下部能自由膨脹。水冷壁的上聯(lián)箱固定在支架上、下聯(lián)箱則由水冷璧管懸掛著。水冷壁管自身吊拉件限制其水平方向的移動,以免引起其結(jié)構(gòu)變形,但要保證水冷壁能上下滑動。
對于大容量鍋爐,在爐膛上部前墻或兩側(cè)墻上可能會布置有壁式過熱器或再熱器。此時,壁式的過熱器和再熱器通過連接板、拉桿和圓鋼與水冷壁相連,兩者之間可相對移動, 以保證管間的膨脹量,如圖1所示。
水冷壁與壁式過(再)熱器的連接結(jié)構(gòu)
圖1 水冷壁與壁式過(再)熱器的連接結(jié)構(gòu)
二.折焰角
現(xiàn)代大容量高參數(shù)汽包鍋爐后墻水冷壁的上部都將部分管子分叉彎制而成折焰角,如圖2所示。采用折焰角既提高廣火焰在爐內(nèi)的充滿度,改善了爐內(nèi)燃燒工況,又改善了屏式過熱器的空氣動力特性,增加了橫向沖刷作用;同時,延長了水平煙道的長度,便于對流式過熱器和再熱器的布置,使鍋爐整體結(jié)構(gòu)緊湊。
折角結(jié)構(gòu)
圖2折焰角結(jié)構(gòu)
(a)早期的折焰角結(jié)構(gòu) (b)新型折焰角結(jié)構(gòu)
1一后墻水冷壁; 2—中間聯(lián)箱;3—節(jié)流孔板;4—垂直短管;5—分叉管;6—折焰角;7—懸吊管;8—水平煙道底部包墻管;9—水平煙道底部包墻管聯(lián)箱
早期的折焰角結(jié)構(gòu)如圖2(a)所示,后墻水冷壁上部通過分叉管分為兩路, —路是彎形管構(gòu)成折焰角, 另一路垂直向上,然后在中間聯(lián)箱匯合,在垂直短管上 裝有節(jié)流孔板。以使大部分汽水混合物能從受熱較強的折焰角通過。新型鍋爐的折焰角如圖2(b)所示, 它取消了中間聯(lián)箱和分叉管, 后墻水冷壁全部向爐內(nèi)彎曲成折焰角,自折焰角后再分開,每三根中有一根作后墻水冷壁的懸吊管,其余兩根向后延伸形成水平煙道斜底,以簡化水平煙道底部的爐墻結(jié)構(gòu)。
SG1025/18.1-M319型鍋爐的燃燒器區(qū)域的水冷套結(jié)構(gòu)
圖4 SG1025/18.1-M319型鍋爐的燃燒器區(qū)域的水冷套結(jié)構(gòu)
三.燃燒器區(qū)域水冷套結(jié)構(gòu)
在爐內(nèi)布置燃燒器的位置上,由讓開燃燒器開孔的水冷壁管繞成的獨立結(jié)構(gòu),稱為水冷套。它兼有固定燃燒器和保護噴口免于燒壞而冷卻噴口的雙重作用。圖3給出了SG1025/18.1-M319型鍋爐的燃燒器區(qū)域的水冷套結(jié)構(gòu)。該爐在爐膛四角燃燒器部位,由前墻兩角上各11根水冷壁管,側(cè)墻兩角上各8根水冷壁管和后墻兩角上各11根水冷壁管構(gòu)成燃燒器區(qū)域的水冷套結(jié)構(gòu)。
四.雙面曝光水冷壁
鍋爐容量增加到一定程度后,爐壁面積有可能不能滿足水冷壁管的敷設(shè),則在爐膛中間沿深度方向布置1~3排雙面曝光水冷壁。如圖4所示。雙面水冷壁將爐膛分為兩部分,即成為雙爐膛結(jié)構(gòu)。HG~670t/h、SG>935t/h、SG-1000t/h鍋爐上就采用了雙面曝光水冷壁雙爐膛結(jié)構(gòu)。
雙面水冷壁的布置示意圖
圖4雙面水冷壁的布置示意圖
1-側(cè)墻水冷壁;2-前墻水冷壁;3-雙面水冷壁;
為了平衡兩個爐膛的壓力,并防止其中一個爐膛發(fā)生煤粉爆燃時,使雙面水冷壁管子產(chǎn)生過大的彎曲變形,故在雙面水冷壁上開有平衡孔或留有平衡間隙。圖5為某1000 t/h燃油直流鍋爐的雙面水冷壁結(jié)構(gòu),它由兩片管屏組成兩片管屏之間留有2505mm的平衡間隙。雙面水冷壁管的固定方法是沿高度方向每隔2.5~3.5m,在各根管子之間,兩側(cè)都焊上一排直徑20mm、長100mm的圓鋼,在兩片管屏的內(nèi)側(cè)之間,分別拉出兩根管子,也用上述類似的方法進行固定,其外側(cè)在靠膜式水冷壁處用拉桿和外側(cè)的一根雙面曝光水冷壁焊牢,拉桿的另一頭用螺母固緊在角鋼上,角鋼焊接在膜式水冷壁的剛性梁的內(nèi)層角鋼上。由于雙面曝光水冷壁和膜式水冷壁的膨脹量不一樣,角鋼上插入拉桿的孔為長形,使拉桿和角鋼能做上下方向的相對位移。雙面曝光水冷壁通過出口聯(lián)箱懸吊在爐頂過渡梁上,受熱后能向下自由膨脹。
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