鍋爐燃燒室燃燒后的全部煙氣是通過(guò)爐墻圍成的通道而排出的,鍋爐爐墻將鍋爐中燃燒的火焰、高溫?zé)煔庖约案魇軣崦娌考c外界隔絕起來(lái),它是鍋爐本體的重要組成部分。爐墻的主要作用有:
1、絕熱作用。防止鍋爐內(nèi)熱量的散失,最大限度地減少鍋爐的散熱損失,確保鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
2、密封作用。當(dāng)鍋爐負(fù)壓運(yùn)行時(shí),防止外界冷空氣漏人爐膛和煙道,確保運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性;當(dāng)鍋爐正壓運(yùn)行時(shí),防止火焰和煙氣噴出,確保運(yùn)行人員的工作安全和環(huán)境衛(wèi)生。
3、組成煙氣的流道。促使鍋爐中的煙氣按一定的通道依次流過(guò)各受熱面。
為保證爐墻能起到上述作用,爐墻應(yīng)滿(mǎn)足下列要求:
(1)良好的絕熱性
? ? 鍋爐的散熱損失在很大程度上取決于爐墻結(jié)構(gòu)和爐墻材料的合理選取。對(duì)于大型鍋爐機(jī)組來(lái)說(shuō),散熱損失要求不超過(guò)0.3%~0.5%,這就要求鍋爐爐墻具有良好的絕熱性。為了盡量減少散熱損失,要求爐墻外表溫度不超過(guò)一定的范圍。
1)對(duì)于配50Mw以上機(jī)組的鍋爐,在室內(nèi)布置時(shí),環(huán)境溫度按25℃,爐墻外表面溫度不超過(guò)50℃,最大熱流量不超過(guò)290W/m2;在室外布置時(shí),環(huán)境溫度按當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟葋?lái)確定,爐墻外表面溫度不超過(guò)40℃,最大熱流量不超過(guò)290W/m2。
2)對(duì)于配50MW以下機(jī)組的鍋爐,在室內(nèi)布置時(shí),環(huán)境溫度按25℃,爐墻外表面溫度不超過(guò)55℃,最大熱流量不超過(guò)350W/m2;在室外布置時(shí),環(huán)境溫度按當(dāng)?shù)啬昶骄鶞囟葋?lái)確定,爐墻外表面溫度不超過(guò)50℃,最大熱流量不超過(guò)350W/m2。
(2)良好的密封性
? ? 爐墻的密封性對(duì)鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性乃至安全性會(huì)產(chǎn)生很大的影響。
對(duì)于負(fù)壓運(yùn)行的鍋爐,由于爐墻密封不嚴(yán)所引起的外界冷空氣的漏人,不僅增加了鍋爐的排煙熱損失,而且還造成了引風(fēng)機(jī)電耗的增加,從而使鍋爐效率降低約0.4%~0.5%。對(duì)于正壓運(yùn)行的鍋爐,則爐墻的泄漏會(huì)導(dǎo)致向外噴熱煙塵,危及運(yùn)行人員的安全和衛(wèi)生,故要求爐墻有更高的密封性。
(3)足夠的耐熱性能
? ? 鍋爐爐墻各內(nèi)側(cè)耐火材料受到爐膛內(nèi)火焰的高溫輻射,或受到高溫?zé)煔獾臎_刷,有的部位還與灼熱的爐渣接觸,因而爐墻應(yīng)具有足夠的耐熱高溫性能,并應(yīng)能承受相當(dāng)大的溫度波動(dòng)與抵抗灰渣能力,但是在不同的鍋爐部位和在不同類(lèi)型的鍋爐中,爐墻有不同的內(nèi)壁溫度,因而也就有不同的耐熱性要求。爐膛內(nèi)爐墻內(nèi)壁的溫度最高,隨著煙氣放熱而溫度不斷下降,隨后各煙道的爐墻溫度也逐漸降低,因而對(duì)耐熱性的要求也有所降低。
在舊式鍋爐和現(xiàn)代小型鍋爐中,爐膛內(nèi)壁有相當(dāng)部分不敷設(shè)水冷壁或敷設(shè)的水冷壁管節(jié)距很大,爐墻內(nèi)壁溫度很高,因而要求其能耐高溫?,F(xiàn)代的大中型鍋爐爐膛內(nèi)都布滿(mǎn)水冷壁,有時(shí)在高溫?zé)煹啦糠忠卜笤O(shè)水冷壁,爐膛內(nèi)壁溫度一般不超過(guò)800~900℃。有些新型鍋爐中爐膛水冷壁的相對(duì)節(jié)距很小(s/d≤1.0),爐膛內(nèi)壁溫度可降到400—500℃以下。更有不少新型鍋爐,尤其是大型鍋爐還采用膜式水冷壁,此時(shí)對(duì)爐墻的耐熱要求更大為降低,乃至可以將其視為一種單純的保溫層。
(4)一定的機(jī)械強(qiáng)度
? ? 在爐墻上作用著各種力,包括爐墻自重、鍋爐正常運(yùn)行時(shí)的煙氣壓力、爐墻內(nèi)輕度爆燃所造成的突發(fā)性煙氣壓力、爐內(nèi)火焰脈動(dòng)所引起的振動(dòng)和地震時(shí)的水平慣性力等。為抵抗上述各種作用力而不發(fā)生破壞,鍋爐爐墻應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。此外,顯然還要求爐墻的重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等。
爐墻的上述各項(xiàng)要求,一般難以用一種耐火材料來(lái)滿(mǎn)足。例如,耐熱性能好的耐火材料往往絕熱性能較差,而且重量較重;密封用的材料則更有不同的選擇標(biāo)準(zhǔn)。為了更好地滿(mǎn)足以上各項(xiàng)要求,鍋爐爐墻通常設(shè)計(jì)成由幾層組成。一般為三層,即內(nèi)側(cè)重質(zhì)耐火磚耐熱層、中間絕熱層和外壁密封層,各層采用不同的耐火材料。但是,盡管如此,各層的作用有時(shí)也不能截然分開(kāi)。
隨著鍋爐形式和受熱面結(jié)構(gòu)的發(fā)展,鍋爐爐墻也經(jīng)歷三個(gè)發(fā)展階段,并相應(yīng)地形成了三種基本的結(jié)構(gòu)形式,即重型爐墻、輕型爐墻和敷管爐墻。這三類(lèi)爐墻的主要差別在于爐墻材料及支撐方式。
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