四、膜式水冷壁的缺点 1、制造、检修要求高； 2、要求相邻管间温差小； 3、自由膨胀、看火孔、人孔等的气密性； 4、刚性差。
销钉式水冷壁
销钉式水冷壁作用：
敷设铬矿砂卫燃带
易结渣
安装中的水冷壁
三、刚性梁
1、刚性梁的作用 沿炉膛高度2.5～3m炉膛受到侧向推力，刚性 梁用来加固水冷壁和炉墙；
2、刚性梁的结构 围绕在水冷壁四周的多层腰带，不受热，考 虑相对滑动的自由，水冷壁和刚性梁之间用 销子连接；
第六章、蒸发设备
第一节
一、蒸发设备组成
概述
自然循环锅炉的蒸发设备由 汽包、下降管、水冷壁、联 箱及连接管道组成。
二、下降管和联箱
下降管作用： 将汽包中的水连续不断的送 往水冷壁下联箱，一般采用 大直径下降管。 联箱作用：
将进入的工质混合均匀，联 箱是管子的连接场所。
下 降 管
分配水管
水冷壁
热偏差较大，对热偏差敏感，需中间混合，同
时在各联箱供水管装节流阀或节流圈。 要求有足够的质量流速ρω ，宜在500～600MW 机组以上采用。 2、上升—上升型水冷壁 能采用直径较大的水冷壁管，而又保证管内有
足够的质量流速，有利于水冷壁安全工作。
第五节 蒸发受热面存在的问题和防止措施 一、 固态排渣煤粉炉的结渣 1、受热面结渣的概念
4、防止结渣的措施： （1）做好燃料特性分析，特别是灰的成分、 灰熔点和结渣特性分析。（2）防止炉内生 成过多的还原性气体，避免过量空气系数过 低。 （3）采用合理设计参数，避免锅炉超负荷 运行； （4）防止火焰中心上移和偏移。 （5）做好检修，加强运行监视，及时吹灰。
三、水冷壁的高温腐蚀 • 高温受热面（炉膛水冷壁、屏、高温过热器和高温再热 器）烟气侧的腐蚀是在高温烟气环境下且管壁温度较高 时发生的，故称为高温腐蚀。 1、影响水冷壁外部腐蚀的主要因素 （1）烟气成分 • 燃烧器附近温度达1400～1600℃，每种矿物质挥发出腐 蚀性气体，如NaOH、SO2、HCl、H2S等，若水冷壁附近 处于还原性气氛，产生结渣和高温积灰，加剧腐蚀； （2）管壁温度 • 水冷壁管热流密度大、温度梯度大，管壁温度达400～ 450℃，促进腐蚀。 （3）高温腐蚀的机理 • 水冷壁管在氧、硫等氧化剂作用下发生氧化反应：
（3）炉膛内未结渣的受热面金属表面温度升高， 腐蚀性气体增加，引起高温腐蚀；
（4）排烟温度提高，锅炉效率降低。 （5）结渣严重时，大块渣落下，可能扑灭火 焰或 砸坏炉底水冷壁，造成恶性事故。
3、影响受热面结渣的主要因素
（1） 煤灰特性和化学组成
灰熔点低的煤容易结渣，与此同时，低灰熔点的 灰分通常粘附性也强，因而增加了结渣的可能性。 硅比判别指数
第三节 水冷壁的作用和结构
一、水冷壁作用 1、工质吸收辐射热；
2、降低锅炉造价；
3、防止结渣； 4、保护和简化炉墙。 二、水冷壁结构
光管、膜式和销钉式
鳍片管焊接
水冷壁结构动画
膜式水冷壁
三、膜式水冷壁优点
1、气密性好，减少负压锅炉漏风； 2、保护炉墙； 3、传热面积大，节约高价管材； 4、成片预制安装，加快安装进度； 5、提高锅炉抗爆能力。
刚性梁
第四节 水冷壁的布置型式
一、汽包锅炉的水冷壁布置型式
1、凝渣管 2、折焰角 •增加了水平烟道的长度,布置更多受热面； •改善了屏式过热器的冲刷特性； •改善了炉膛前角充满度； 3、水冷壁布置 •全悬吊，平炉顶结构。
折焰角结构动画
后墙折焰角
锅炉本体结构动画
20号碳钢或低合金钢 后墙水冷壁三根有一 根作为后墙水冷壁悬 吊管；其余两根向后 形成水平烟道斜底
（一）螺旋管圈水冷壁 1、螺旋管圈水冷壁优点 燃料适应性好，适合变压运行 热偏差最小和流量偏差最小
不采用内螺纹管也能保证低负荷时水冷壁的 安全。
#3炉内视图
螺旋管水冷壁的布置图1
螺旋管水冷壁的布置图2
2、水冷壁的布置与支吊
螺旋管圈水冷壁是首先应用于超临界变压
运行锅炉的水冷壁型式。
三、循环泵
控制循环的关键设备: 为水循环提供流动压头。
锅水循环泵
第二节 汽包
一、汽包的结构
汽包封头
汽包内部结构
旋风分离 器底座 加药管
给水管
汽包检修孔门
焊接而成的圆筒形容器，封头留有圆 形或椭圆形人孔。 汽包的尺寸和材料与锅炉容量、参数及 内部装置的型式等因素有关。 高压以上锅炉的汽包内径一般不超过 1600㎜～1800㎜，相应壁厚80 ～150㎜；
过渡段水冷壁安装后
4.过热器
冷灰斗区域，螺旋管或垂直 管两种都可以。
螺旋管支吊采用均
匀受载型支吊结构
3、螺旋管圈的倾斜角θ
L n sin S L：炉膛横断面周界长度 ，m； S：螺旋管圈管子中心节 距，m。
降低管子倾斜角就可以减少并联数目n、使管内
工质质量流速ρ ω 提高，不采用内螺纹管的情
贴墙时，这必然结渣。对于旋流式燃烧器，当旋流强度太 大时，会引起火焰贴壁形成结渣。 （5）炉膛设计特性： •炉膛容积热负荷qv、炉膛截面积热负荷qA和炉膛燃烧器区 域壁面热负荷qr的大小。 （6）锅炉运行负荷 •锅炉负荷升高，炉膛温度相应升高，结渣可能就增大。 （7）煤粉细度 •粗煤粉的燃烧时间比较长，当煤粉中粗煤粉的比例增加时， 容易引起火焰延长，导致炉膛出口处的受热面结渣。 （8）吹灰 •吹灰器长期不投，受热面积灰增多时，可能导致结渣。 （9）燃用混煤 •锅炉燃用混煤时，灰渣的特性有可能改变。一般，结渣性 强的煤与结渣性弱的煤混合燃烧时，结渣性低于结渣性强 的煤。
炉内燃烧器区域温度越高，结渣可能性就越大。
锅炉负荷越高，送入炉内的热量也越多，结渣 的可能性也越大。
（3）火焰贴墙 对于四角布置直流式燃烧器的炉膛，射流偏斜， 使结渣加剧。 对于旋流式燃烧器，当旋流强度太大时，会引起 火焰贴壁，形成结渣。 （4） 过量空气系数
当炉内局部区域过量空气过小且煤粉与空气混合 不均匀时，可能产生还原性气氛，结渣倾向随之增 加。
式中：B——煤灰中碱性成分含量； A——煤灰中酸性成分含量。 •对于固态排渣煤粉炉，当B/A=0.4～0.7时，为结渣煤；当 B/A=0.1～0.4时，为轻微结渣煤；当B/A<0.1时，为不结渣 煤。从防止结渣的要求来看，则B/A<0.5为宜。对液态排渣 炉和旋风炉，B/A<0.27时，灰渣的流动性较差。 C、结渣指数Rs: •对于Fe2O3>CaO+MgO的烟煤型灰，结渣指数为： B Rs S d A 式中：Sd—煤的干燥基硫分，%。 •结渣指数与碱酸比相似，Rs小则灰渣有较高的黏度。通常
二、直流锅炉的水冷壁布置型式
直流锅炉出现的初期，水冷壁有三种结构型式：


水平围绕管圈型(拉姆辛型)
垂直管屏型(本生型)

回带管圈型(苏尔寿型)
现代直流锅炉的水冷壁结构型式演变为两种型式 螺旋管圈
垂直管屏
水平管圈式（拉姆辛式）结构动画
回带管圈式（苏尔寿式）结构动画
垂直管屏式（本生式）结构动画
SR
2
SiO2 Fe2O3 CaO MgO
100
•硅比越大，灰的黏度越高，越不容易结渣。灰的含铁量 和含钙量增加，会使SR减小，灰的黏度降低，一般当SR＞ 72时，不易发生结渣，当 SR＜65时，有可能发生严重结 渣； B、碱酸比判别指数： •B/A越小的煤越不容易结渣。
B Fe2 O3 CaO MgO Na 2 O K 2 O A SiO2 Al2 O3 TiO2
Rs＜0.6时，结渣可能性很小；而当Rs＞2时，就会发生严 重结渣。 （2）炉内空气动力特性 •当炉内局部区域过量空气过小，且煤粉与空气混合不均 匀时，介质气氛发生变化，可能产生还原性气氛，而煤粉 在还原性气氛不能充分氧化，灰分中的Fe2O3被还原成FeO， FeO与SiO2等形成共晶体，其熔点温度就会降低，因而， 结渣倾向随之增加。 （3）炉膛温度水平 •炉内燃烧器区域的温度越高，煤灰越容易达到软化或熔 融状态，结渣的可能性就越大。而锅炉负荷越高，送入炉 内的热量也越多，结渣的可能性也越大。 （4）火焰贴墙 •对于四角布置直流式燃烧器的炉膛，煤粉气流由于受到 气流刚度，补气条件和邻角气流的撞击等影向而引起火焰
螺旋管圈（热负荷高的下部）＋垂直管屏（热
负荷低的上部），保证质量流速符合要求。 采用全焊接的膜式水冷壁
采用一次中间混
合联箱，实现螺旋
管至垂直水冷壁管
的过渡
螺旋管和垂直管间连接方式：一种可以通 过联箱连接；另一种通过分叉管连接。
垂直水冷壁
垂直水冷壁进口 螺旋水冷壁
螺旋水冷壁出口
过渡段水冷壁厂内组装
组织一、二次风形成良好的气流结构，保 证火焰不直接冲刷受热面。
5、防止结渣的措施
防止受热面附近温度过高； 避免还原性气氛产生；
做好燃料管理工作；
做好设备检修工作（适当调整燃烧器）； 加强运行监视，及时吹灰除渣；
3、影响结渣的主要因素 （1）煤灰分特性和化学组成 •灰熔点低的煤容易结渣，与此同时，低灰熔点的灰分通 常粘附性也强，因而增加了结渣的可能性。 •因为煤灰的成分太复杂，现介绍几种煤灰结渣性常规判 别方法如下： A、硅比判别指数： SiO
熔融的灰在贴壁时，被冷却成灰粒或灰渣。细灰 粒可能吸附在受热面，形成积灰。
大块渣从炉底冷灰斗落下，称为固态排渣。 当熔融的灰渣接近受热面时，若未被冷却凝固，并 积聚在受热面外壁上，这个现象称为 “结渣”
2、受热面积灰或结渣的危害
（1）使炉内传热变差，加剧水冷壁结渣过程； （2）炉膛出口的受热面结渣或超温；
（5） 煤粉细度
当煤粉中粗煤粉的比例增加时，容易引起火焰延 长，导致炉膛出口处的受热面结渣。 （6）吹灰
吹灰器长期不投，受热面积灰增多时，可能导 致结渣。