燃油直流鍋爐的水冷壁的布置

　　一.水冷壁的懸吊及熱膨脹

　　一臺(tái)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(jìn)出口通過(guò)與上下聯(lián)箱連接組合成多個(gè)水冷管屏組合件。由于水冷壁是一個(gè)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(wèn)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(dòng)，以免引起其結(jié)構(gòu)變形，但要保證水冷壁能上下滑動(dòng)。

　　對(duì)于大容量鍋爐，在爐膛上部前墻或兩側(cè)墻上可能會(huì)布置有壁式過(guò)熱器或再熱器。此時(shí)，壁式的過(guò)熱器和再熱器通過(guò)連接板、拉桿和圓鋼與水冷壁相連，兩者之間可相對(duì)移動(dòng)， 以保證管間的膨脹量，如圖1所示。

　　水冷壁與壁式過(guò)(再)熱器的連接結(jié)構(gòu)

　　圖1 水冷壁與壁式過(guò)(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(guò)熱器的空氣動(dòng)力特性，增加了橫向沖刷作用;同時(shí)，延長(zhǎng)了水平煙道的長(zhǎng)度，便于對(duì)流式過(guò)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(guò)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(qiáng)的折焰角通過(guò)。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(kāi)，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(jiǎn)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(kāi)燃燒器開(kāi)孔的水冷壁管繞成的獨(dú)立結(jié)構(gòu)，稱為水冷套。它兼有固定燃燒器和保護(hù)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(gè)爐膛的壓力，并防止其中一個(gè)爐膛發(fā)生煤粉爆燃時(shí)，使雙面水冷壁管子產(chǎn)生過(guò)大的彎曲變形，故在雙面水冷壁上開(kāi)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(zhǎng)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(jìn)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(zhǎng)形，使拉桿和角鋼能做上下方向的相對(duì)位移。雙面曝光水冷壁通過(guò)出口聯(lián)箱懸吊在爐頂過(guò)渡梁上，受熱后能向下自由膨脹。