鍋筒

鍋筒(drum)是水管鍋爐中用以進行汽水分離和蒸汽淨化，組成水循環迴路並蓄存鍋水的筒形壓力容器，又稱汽包。主要作用為接納省煤器來水，進行汽水分離和向循環迴路供水，向過熱器輸送飽和蒸汽。鍋筒中存有一定水量，具有一定的熱量及工質的儲蓄，在工況變動時可減緩汽壓變化速度，當給水與負荷短時間不協調時起一定的緩衝作用。鍋筒中裝有內部裝置，以進行汽水分離、蒸汽清洗、鍋內加藥、連續排污，籍以保證蒸汽品質。

基本介紹

• 中文名：鍋筒
• 外文名：drum
• 別名：汽包
• 類型：受壓元件

主要作用

鍋筒（亦稱汽包）是自然循環鍋爐中最重要的受壓元件，鍋筒的作用主要有：

1：是工質加熱、蒸發、過熱三過程的連線樞紐，保證鍋爐正常的水循環。

2：內部有汽水分離裝置和連續排污裝置，保證鍋爐蒸汽品質。

3：有一定水量，具有一定蓄熱能力，緩和汽壓的變化速度。

4：鍋筒上有壓力表、水位計、事故放水、安全閥等設備，保證鍋爐安全運行。

簡要介紹

鍋筒是鍋爐中最笨重且價格昂貴的厚壁承壓部件。鍋筒不但承受很高的內壓，而且由於運行工況變化，還會隨壁溫的波動產生熱應力，因而工作條件惡劣，需進行有效的運行工況監督。鍋筒工作條件複雜，出現事故的後果嚴重，必須嚴格控制鍋筒的結構和材料，所用材料的化學成分、機械性能和焊接與加工工藝質量，必須經過一系列的嚴格檢驗。

鍋筒的主要功能是儲水，進行汽水分離，在運行中排除鍋水中的鹽水和泥渣，避免含有高濃度鹽分和雜質的鍋水隨蒸汽進入過熱器和汽輪機中。

鍋筒是自然循環和多次強制循環鍋爐中，接受省煤器來的給水、聯接循環迴路，並向過熱器輸送飽和蒸汽的圓筒形容器。鍋筒簡體由優質厚鋼板製成，是鍋爐中最重的部件之一。

鍋筒由筒體和封頭構成.(1)筒體:指鍋筒的圓筒部分，它的內徑和長度與循環方式、鍋爐容量、蒸汽參數及內部設備結構形式有關。鍋筒筒體通常在多輥筒卷板機上卷制而成.亞臨界壓力鍋爐鍋筒筒壁太厚，需在巨型壓力機上壓制.(2)封頭:亞臨界壓力鍋爐常為半球形，高壓、超高壓鍋爐常為橢球形，中壓鍋爐為較扁的橢球形，封頭上設有人孔，以便安裝和檢修內部裝置。封頭在水壓機或油壓機上壓製成型。工況監督：在鍋爐起停過程中，鍋筒上下壁及內外壁之間均有一定溫差，產生熱應力，特別是高參數鍋爐鍋筒壁很厚，鍋筒往往成為限制起動速度的主要部件，因此必須對鍋筒內外壁及上下壁溫差進行測量並加強監督。

鍋筒內部裝置包括汽水分離和蒸汽清洗裝置、給水分配管、排污和加藥設備等。其中汽水分離裝置的作用是將從水冷壁來的飽和蒸汽與水分離開來，並儘量減少蒸汽中攜帶的細小水滴。中、低壓鍋爐常用擋板和縫隙擋板作為粗分離元件；中壓以上的鍋爐除廣泛採用多種型式的旋風分離器進行粗分離外，還用百頁窗、鋼絲網或均汽板等進行進一步分離。鍋筒上還裝有水位表、安全閥等監測和保護設施。

鍋爐工作原理

鍋爐是利用燃料或其他能源的熱能，把水加熱成為熱水或蒸汽的機械設備。鍋爐包括鍋和爐兩大部分，鍋的原義是指在火上加熱的盛水容器，爐是指燃燒燃料的場所。

鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為生產和生活提供所需要的熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發電機將機械能轉換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用於生活，工業生產中也有少量套用。產生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，又叫蒸汽發生器，常簡稱為鍋爐，是蒸汽動力裝置的重要組成部分，多用於火電站、船舶、機車和工礦企業。

鍋爐承受高溫高壓，安全問題十分重要。即使是小型鍋爐，一旦發生爆炸，後果也十分嚴重。因此，對鍋爐的材料選用、設計計算、製造和檢驗等都制訂有嚴格的法規。

在水汽系統方面，給水在加熱器中加熱到一定溫度後，經給水管道進入省煤器，進一步加熱以後送入鍋筒，與鍋水混合後沿下降管下行至水冷壁進口集箱。水在水冷壁管內吸收爐膛輻射熱形成汽水混合物經上升管到達鍋筒中，由汽水分離裝置使水、汽分離。分離出來的飽和蒸汽由鍋筒上部流往過熱器，繼續吸熱成為450℃的過熱蒸汽，然後送往汽輪機。

在燃燒和煙風系統方面，送風機將空氣送入空氣預熱器加熱到一定溫度。在磨煤機中被磨成一定細度的煤粉，由來自空氣預熱器的一部分熱空氣攜帶經燃燒器噴入爐膛。燃燒器噴出的煤粉與空氣混合物在爐膛中與其餘的熱空氣混合燃燒，放出大量熱量。燃燒後的熱煙氣順序流經爐膛、凝渣管束、過熱器、省煤器和空氣預熱器後，再經過除塵裝置，除去其中的飛灰，最後由引風機送往煙囪排向大氣。

發展歷史

鍋爐的發展分鍋和爐兩個方面。

18世紀上半葉，英國煤礦使用的蒸汽機，包括瓦特的初期蒸汽機在內，所用的蒸汽壓力等於大氣壓力。18世紀後半葉改用高於大氣壓力的蒸汽。19世紀，常用的蒸汽壓力提高到0.8兆帕左右。與此相適應，最早的蒸汽鍋爐是一個盛水的大直徑圓筒形立式鍋殼，後來改用臥式鍋殼，在鍋殼下方磚砌爐體中燒火。

隨著鍋爐越做越大，為了增加受熱面積，在鍋殼中加裝火筒，在火筒前端燒火，煙氣從火筒後面出來，通過磚砌的煙道排向煙囪並對鍋殼的外部加熱，稱為火筒鍋爐。開始只裝一隻火筒，稱為單火筒鍋爐或康尼許鍋爐，後來加到兩個火筒，稱為雙火筒鍋爐或蘭開夏鍋爐。

1830年左右，在掌握了優質鋼管的生產和脹管技術之後出現了火管鍋爐。一些火管裝在鍋殼中，構成鍋爐的主要受熱面，火(煙氣)在管內流過。在鍋殼的存水線以下裝上儘量多的火管，稱為臥式外燃回火管鍋爐。它的金屬耗量較低，但需要很大的砌體。

19世紀中葉，出現了水管鍋爐。鍋爐受熱面是鍋殼外的水管，取代了鍋殼本身和鍋殼內的火筒、火管。鍋爐的受熱面積和蒸汽壓力的增加不再受到鍋殼直徑的限制，有利於提高鍋爐蒸發量和蒸汽壓力。這種鍋爐中的圓筒形鍋殼遂改名為鍋筒，或稱為汽包。初期的水管鍋爐只用直水管，直水管鍋爐的壓力和容量都受到限制。

二十世紀初期，汽輪機開始發展，它要求配以容量和蒸汽參數較高的鍋爐。直水管鍋爐已不能滿足要求。隨著製造工藝和水處理技術的發展，出現了彎水管式鍋爐。開始是採用多鍋筒式。隨著水冷壁、過熱器和省煤器的套用，以及鍋筒內部汽、水分離元件的改進，鍋筒數目逐漸減少，既節約了金屬，又有利於提高鍋爐的壓力、溫度、容量和效率。

以前的火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐都屬於自然循環鍋爐，水汽在上升、下降管路中因受熱情況不同，造成密度差而產生自然流動。在發展自然循環鍋爐的同時，從30年代開始套用直流鍋爐，40年代開始套用輔助循環鍋爐。

鍋爐主要分類

鍋爐可按照不同的方法進行分類。鍋爐按用途可分為工業鍋爐、電站鍋爐、船用鍋爐和機車鍋爐等；按鍋爐出口壓力可分為低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界壓力、超臨界壓力等鍋爐；鍋爐按水和煙氣的流動路徑可分為火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐，其中火筒鍋爐和火管鍋爐又合稱為鍋殼鍋爐；按循環方式可分為自然循環鍋爐、輔助循環鍋爐(即強制循環鍋爐)、直流鍋爐和複合循環鍋爐；按燃燒方式，鍋爐分為室燃爐、層燃爐和沸騰爐等。