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水冷壁的作用是什么(水冷壁分类及角隅管布置方式)

时间:2024-08-15 10:30:25 浏览: 100



水冷壁的作用

水冷壁最初设计时,目的并不是受热,而是为了冷却炉膛使之不受高温破坏。后来,由于其良好的热交换功能,逐渐取代汽包成为锅炉主要受热部分。

因此,水冷壁的作用主要是吸收炉膛中高温火焰或烟气的辐射热量,在管内产生蒸汽或热水,并降低炉墙温度,保护炉墙。在大容量锅炉中,炉内火焰温度很高,热辐射的强度很大。锅炉中有40~50%甚至更多的热量由水冷壁所吸收。除少数小容量锅炉外,现代的水管锅炉均以水冷壁作为锅炉中最主要的蒸发受热面。



水冷壁的分类


水冷壁的类型主要有三种。

第一种是光管水冷壁,这是构造最简单的水冷壁,管子排列越密对炉墙保护效果越好。优点是可以采用一般的无缝钢管,更换水冷壁管比较方便,缺点是炉墙温度仍然较高,需要采用耐火砖重型炉墙,锅炉的钢架要加强,炉墙的漏风较大。老式高压锅炉和中、小型锅炉采用较多。

第二种是膜式水冷壁。膜式水冷壁是用扁钢把钢管连接成一个整体。它的优点是气密性好;管屏外侧仅需敷以较薄的保温材料,炉膛高温烟气与炉墙不直接接触,有利于防止结渣;管屏可在制造厂成片预制,便于工地安装。大容量,高温高压锅炉多采用膜式水冷壁

第三种是销钉式水冷壁又称刺管式水冷壁。它是按照要求在光管表面焊上一定长度的圆钢,利用销钉可以牢固地在水冷壁上敷设耐火涂料,用以构成卫燃带、液态排渣炉渣池及熔渣段,以及旋风炉的旋风筒。

第四种是内螺纹管水冷壁。内螺纹管水冷壁是在管子内壁开出单头或多头螺旋形槽道的管子。内螺纹管用于直流锅炉、亚临界参数强制循环锅炉用自然循环锅炉炉膛的高热负荷区或汽化率高的水冷壁管段。工质在内螺纹管内流动时,发生强烈扰动,使汽水混合物中的水压向管壁,并迫使汽泡脱离壁面被水带走,从而破坏汽膜的形成,防止出现沸腾换热恶化,使水冷壁管壁温度下降。




炉膛位于四个角的水冷壁管布置


绝大多数锅炉的炉膛为长方体。位于两侧墙与前、后墙交接处(即位于四个角)的水冷壁管,通常称为角隅管。

由于角隅管距离炉膛中心最远,使得角隅管的吸热量明显低于其附近的管子。在同一个循环回路中,所有的水冷壁管使用共同的下降管。如果其中某根水冷壁吸热量明显低于其他水冷壁管。那么这根水冷壁管进入汽包水空间时,可能会产生循环倒流;进入汽包汽空间时,可能会产生自由水位。无论哪种情况,均会危及改根水冷壁管的安全。

因此,为了增加角隅管的吸热量,以减少与其他水冷壁管吸热量的差距,通常将角隅管向炉内突出,如下图1所示。


图1 炉角水冷壁管子的布置方式