毕业设计常压燃气热水锅炉工艺设计.doc

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1、 本科生毕业论文姓 名： 学 号： 学 院： 专 业：热能与动力工程专业论文题目： 80104 kcal/h常压燃气热水锅炉工艺设计 指导教师： 职 称： 年 月 徐州 毕业论文任务书学院 专业年级 学生姓名 任务下达日期： 2011 年 3 月 1 日毕业论文日期： 2011 年 3 月 1 日至 2011 年 6 月 20 日毕业论文题目：80104 kcal/h常压燃气热水锅炉工艺设计毕业论文专题题目：毕业论文主要内容和要求：根据要求设80104 kcal/常压燃气热水锅炉一台。主要有一下几大步骤：1 锅炉的选型2 燃料及锅炉的热力计算3 烟风阻力计算4 焊接及制作工艺等说明5 绘制相关

2、图纸若干6 外文文献及翻译在满足出力要求的情况下力求设计的最优化。院长签字： 指导教师签字：中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 指导教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年

3、月 日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要本设计主要介绍了80104kcal/h燃气常压热水锅炉的设计方法、内容、程序以及基本原则。

4、其中主要设计内容有燃料燃烧计算、锅炉热力计算、烟风阻力计算、强度校核以及制造工艺的探讨及分析。本次设计采用成熟的常压卧式内燃三回程湿背式结构，其型号为CWNS 0.9395/70QT。炉胆采用非对称是布置，烟管采用螺纹管，强化了烟气的换热，同时烟管采用同心圆排列于炉胆上方，增强换热效果。焊接部分详细介绍了锅炉制造中主要的焊接方法及技术要求。再设计过程中，对于热水锅炉的结构特点以及工作特点进行了相对全面的分析，并对燃烧器做一定的介绍，同时对常压热水锅炉的现状以及发展做了客观的分析。锅炉整体具有高效率、结构紧凑、体积小、重量轻、外形美观、污染小等特点。关键字： 燃气锅炉； 热水锅炉； 火管。ABS

5、TRACTThis design introduces a 80 104kcal / h Gas pressure hot water boiler design, content, procedures and basic principles. The main design elements are calculated from fuel combustion, boiler thermal calculation, calculation of smoke wind resistance, strength and the manufacturing process of check

6、ing and analysis. The design uses a sophisticated internal combustion atmospheric three return horizontal wet back structure, the model CWNS 0.93-95/70-QT. Furnace is non-symmetrical arrangement of pipe with threaded pipe, and strengthen the flue gas heat exchanger, and pipe concentric circles arran

7、ged in the furnace with the top, increase the heat transfer effect. Welding section details the main welding boiler manufacturing methods and technical requirements. Re-design process, the structural features of the hot water boiler and working characteristics are more comprehensive analysis, and to

8、 do some introduction to the burner, while the status of pressure hot water boiler and the development of objective analysis done. Overall boiler with high efficiency, compact structure, small size, light weight, beautiful appearance, pollution and so on. Keywords: Gas boiler; hot water boiler; fire

9、 tube. 目 录1 绪论11.1工业锅炉11.1.1工业锅炉设备概述3锅炉安全31.2燃油燃气锅炉41.2.1燃油燃气锅炉的特点41.2.2燃油燃气锅炉的结构51.3卧式燃油燃气锅炉的结构选型101.4燃油燃气锅炉的发展现状111.4.1燃油燃气锅炉发展的客观因素111.4.2燃油燃气锅炉发展趋势111.5热水锅炉设计原理112 锅炉热力计算122.1燃料燃烧计算122.1.1锅炉参数122.1.2燃料燃烧特性122.1.3燃烧器资料132.1.4理论空气量和理论烟气容积计算132.1.5烟气特性132.1.6烟气的比焓152.2锅炉热平衡燃料消耗计算162.3炉膛（胆）的传热过程和计算1

10、72.4对流受热面的传热计算192.4.1第一管束的传热计算202.4.2第二管束的传热计算222.5重要数据汇总及锅炉总热平衡校核252.5.1炉胆，第一，第二管束外形尺寸252.5.2炉胆管束温度汇总252.5.3炉胆传热数据汇总252.5.4锅炉总热平衡量校核253 烟风阻力计算263.1 烟风阻力各计算结构说明263.1.1管束排列与布置263.1.2烟箱的形状与尺寸263.1.3烟囱形状与尺寸设计263.2局部阻力计算263.2.1炉胆出口到后烟箱局部阻力h273.2.2后烟箱到第一管束进口局部阻力h283.2.3第一管束进口到前烟箱局部阻力h283.2.4前烟箱到第二管束进口局部阻

11、力h293.2.5第二管束出口到集烟室入口局部阻力h303.2.6集烟室入口到出口的局部阻力h303.2.7烟囱出口速度损失h313.3沿程摩擦阻力计算313.3.1第一管束沿程阻力计算313.32第二管束沿程阻力据算323.3.3阻力计算汇总表334 锅炉结构334.1炉胆344.1.1炉膛容积344.1.2炉胆尺寸的选择354.2烟管354.2.1管束型式354.2.2烟气流速374.2.3烟管布置374.3封头384.4吊耳384.4.1吊耳结构型式384.4.2吊耳校核384.5其他405锅炉附件及附属设备405.1水位表415.1.1水位表的作用和原理415.1.2水位表安全技术要求

12、415.2排污装置415.2.1排污的作用415.2.2对排污装置的要求415.3给水设备425.3.1给水设备的作用425.3.2给水设备的配置和使用要求426 燃油燃气锅炉制造工艺426.1锅炉制造中常用焊接方法426.2焊接接头设计436.2.1焊接结构设计的一般原则436.2.2焊接接头型式及尺寸446.2.3焊缝符号及标注方法486.3锅炉组件焊接工艺486.3.1锅筒的焊接工艺481.锅筒筒节纵缝的装配与焊接482.锅筒环缝的装配与焊接486.3.2炉胆制造工艺486.3.3烟管的焊接496.3.4其他部位的焊接497热水锅炉运行常见事故诊断与处理及噪声分析497.1热水锅炉运行常

13、见事故诊断与处理497.1.1常见事故497.1.2爆炸事故原因及预防517.1.3管板裂纹事故原因517.1.4管板裂纹事故原因及处理527.2噪声分析527.2.1燃烧噪声527.2.2烟气噪声537.2.3风机噪声537.2.4泵的噪声55总结55制造工艺指导书58一、 锅壳的制造工艺58二、 炉胆的焊接制造工艺58三、 烟管的焊接工艺58四、 其他部位的焊接工艺58五、 安装步骤与焊接工序59参考文献60英文原文61Modeling and optimization of efficiency and NOx61emission at a coal一fired utility boil

14、er61Huan Zhao, Pei-bong Wang61I. INTRODUCTION61II. MODELINGFORNOX EMISSIONANDBOILER EFFICIENCY62A. Experimental Data62B. Support Vector Regression63C. Hybrid Model for NOx Emission and Boiler Efficiency63III. OPTIMIZATIONFORLOWNOX EMISSIONAND HIGHBOILEREFFICIENCY64A. Modified64B. Optimization Object

15、ive64A. Prediction of NOx Emission and Boiler Efficiency65B. conbustion Optimization based on Hybrid Model65V. CONCLUSION67REFERENCES68电站锅炉热效率与NOx排放响应特性建模方法700 引言701电站锅炉热效率和 NOx 排放的特性响应模型701.1核主元分析701.2 -支持向量回归机算法711.3 电站锅炉热效率与 NOx 排放的特性响应模型722 实例分析722.1 锅炉燃烧设备概况与特性试验样本的获取722.2 锅炉排放特性模型的辅助变量选取732.3

16、锅炉排放特性模型的参数选取与核主元分析732.4 锅炉热效率与 NO 排放的特性响应模型的建x立与误差分析743结论76致 谢781 绪论随着全球环保意识的提高，能源和环境目前已成为世界关注的焦点，我国能源的消费结构远远跟不上国民经济的发展和人民生活水平的提高。而能源的消费结构将从根本上影响我们所处的环境，能源的浪费和环境污染问题相当严重。虽然到目前为止，对容量稍大的燃煤工业锅炉进行了大规模地改造，但其改造的范围是很窄的，大多数的生活锅炉并没有得到根本的改进，致使我们国家环境污染问题日趋严峻，很多城市和地区变成了酸雨区。因此，现在已经到了从根本上改变我们国家能源消费结构的时候了。虽然我们国家以

17、煤为主要能源的情况在未来多年内不会改变，但我们可以通过渐进的方式逐步改变，首先大型煤机组的发展和改造应和先进发达国家的水平保持一致，提高效率和运行水平，降低SOx，Nox和CO2的排放量。在本世纪初，这一进程将大大加快。目前我们国家所面临的最大难题是改造现有的工业和生活锅炉，为此我们应该大力开发节能产品和节能技术，以改造耗能和环境污染大户工业锅炉。适当进口石油，放宽城市小型工业锅炉和生活锅燃用油品的限制，并开发燃用油、天然气和城市煤气的燃油和燃气锅炉，以取代那些耗能高、分布广、污染严重的生活锅炉和部分工业锅炉。由于以前的能源的消费结构使得我们在燃煤技术的研究上下了较大功夫，而忽略了对燃用油、天

18、然气和城市煤气的燃油和燃气锅炉的研究和开发，使得我们在燃油和燃气锅沪的研究和设计制造方面存在很多盲目性。本次设计论文根据近几年对燃油和燃气锅炉基础理论方面的研究以及和多家锅炉制造厂合作设计的实践讨论燃油和燃气锅炉结构和设计。1.1工业锅炉工业锅护的参数系列(参见GBI 921一1988，GB3166一1988)锅炉参数指锅炉容量、工作压力、工作温度。工业蒸气锅炉的容量用额定蒸发量(D)表示。额定蒸发量(D)表明锅炉在额定蒸气压力、蒸气温度、规定的锅炉效率和给水温度下，连续运行时所必须保证的最大蒸发量，单位为t/h。工业热水锅沪以额定供热量(Q)表示，其单位为为MV。蒸气锅炉额定工作压力和温度是

19、指末级过热器出口集箱主熬气阀出口处的过热蒸气压力和蒸气温度，对于无过热器的锅炉，可用主蒸气阀出口处的蒸气压力和温度来表示;热水锅炉额定工作压力和温度是指额定热水出水阀口处的热水压力和温度。压力的单位用MPa，温度的单位为。蒸气锅炉给水温度是指进省煤器的水温度，对无省煤器的锅炉是指进人锅沪锅简的水温度;热水锅护一般称为额定进口水温度。热水锅炉的参数系列如表11：热水锅炉的规格系列11额定热功率MW额定出口/进口水温温度95/70115/70130/70150/90180/110允许工作压力MPa（表压）0.40.71.00.71.01.01.251.251.62.50.10.20.350.71.

20、42.84.27.010.514.029.046.058.0116.0常压热水锅护的参数系列(参见JB/T 7985-1995)常压热水锅炉是以水为介质，表压力为零的固定式锅炉。这种锅炉本体开孔与大气相通，在任何工况下锅炉水位线处表压力为零。常压热水锅炉的系列参数应符合下表12的规定。常压热水锅炉的参教12额定热功率MW0.05,0.07,0.1,0.2,0.35,0.5,0.6,0.7,1.05,1.4,2.1，2.8，（3.5）（4.2）允许工作压力侧MPa(表压)0领定出口水温度95级定进口水沮度70锅壳锅炉总体型式代号13锅壳锅炉总体型式代号立式水管LS(立水) 立式火管LH(立火)

21、卧式外燃MW(卧外) 卧式内燃WN(卧内)工业锅炉如为气水(热水、开水)两用或三用锅炉，以锅炉的主要功能来编制产品型号。常压热水锅护产品型号的编制方法今见JB/T 7985一1995)常压热水锅沪的产品型号也由三部分组成，和工业锅炉产品型号的编制方法基本相同，所不同的是型号的第一部分由常压锅炉的代号(c）,锅炉总体型式和燃烧设备组成。例如:CWNS 1.4-95/70-YZ表示常压锅壳式、卧式、内燃、室燃，锅壳式(火管式)燃油燃气锅炉锅壳式徽油燃气锅炉是环保型锅炉的主要形式，锅壳式可分为立式和卧式两种类型。其中立式锅炉容量较小，卧式锅炉一般具有较大的容量。1.1.1工业锅炉设备概述锅炉是由“锅

22、”和“炉”以及保证她们正常安全运行的所必须的附件、仪表以及附属设备等三大部分组成。锅是指锅炉中存放锅水和蒸汽的密封受压部分，是锅炉的吸热部分。主要包括：汽包、对流管、水冷壁、联箱、过热器和省煤器等。“炉”是指锅炉中使用燃料燃烧产生高温的部分，是锅炉的吸热部分。主要包括：燃烧设备、炉墙、炉拱和钢架等。燃烧在“炉”内通过燃烧所产生的灼热烟气，通过炉膛和各段烟管向锅炉受热面放热，最后从锅炉的尾部排出。锅炉上装置的仪表和附件很多，通常包括：安全阀、压力表、水位表和高低水位报警器、排污装置、锅炉和汽水管道、通用阀门和有关仪表。此外，近几年由于对锅炉的机械化和自动化要求不断提高，工业锅炉上配置机械操作和自

23、动控制的附件和仪表很普遍，如给水自动调节装置、燃烧自动调节装置，自动点火、熄火保护一级鼓引风机连锁装置。锅炉的附件设备一般包括：燃料的供给与制备系统，通风系统，给水系统及除渣销灰除尘装置等。锅炉安全锅炉安全经济运行是保障国家财产及人民安全，促进国民经济发展，合理使用和节约能源的重要保证。锅炉是受火焰加热且具有爆炸危险的特殊工业设备和压力容器，器安全性尤为重要。如果处理不善往往会引起事故，轻则停炉影响生产，重则发生爆炸，造成人生上伤亡，损坏厂房，设备，后果十分严重，必须引起高度警惕，应该特别注意。只有在充分保证工业锅炉安全运行的基础上，才能保证工业锅炉的经济运行。因此，工业锅炉的经济运行实在满足

24、安全生产、保护环境和运行可靠的前提下,通过科学管理、技术改造、提高操作及运行水平，使工业锅炉实现热效率高的状态。因此我国在锅炉和压力容器的安全工作领域制定了相关法律和安全工作条例规程等。今年劳动部门和中央各有关部门先后也颁布了一系列的规程、规范和校准等。主要有：蒸汽锅炉安全监察规程事关锅炉受压元件受压迁都计算锅壳式锅炉受压强度计算标准工业锅炉产品技术条件锅炉压力容器焊工考试规则等尽管如此，锅炉事故仍然频繁发生。因此，我们要对工作条件和生产规程了然于心，更应该加强管理和防范措施，以减少和杜绝事故发生。在我国一次能源的消费结构中，化石燃料占95%以上。锅炉是我国将一次能源转化成二次能源的主要装置，

25、通过锅炉转化的一次能源占总能源消费的很大成分，因此工业锅炉排放的烟尘则是我国大气污染的主要来源。因此，对于工业锅炉设计者设计的工业锅炉应该满足以下基本要求：（1） 保产保暖 按质（压力、温度、净度） 按量（蒸发量、过热量）提供蒸汽和热水，满足生产和采暖要求。（2） 安全耐用 正确选用钢材，保证材质合格；正确进行受压元件的强度计算，保证足够的壁厚；正确设计结构和选择制造工艺，保证制造、安装和施工质量；正确进行热工、水力计算，保证工质对受热面的良好冷却；（3） 采用合理的结构与措施，防止零部件受到腐蚀、磨损，以及由于热应力、机械振动等原因而产生的材料疲劳；采用适当的水处理装置，满足水质要求。（4）

26、 节省材料 完善燃烧过程和传热过程，提高热效率，节约燃料和电力，节约金属材料和建筑材料。（5） 节能环保 组织好燃烧工况，燃烧充分，采取除尘装置，控制排烟的含尘浓度和排烟量，尽量减少污染。1.2燃油燃气锅炉1.2.1燃油燃气锅炉的特点近几年，我国各大中型城市积极推行集中供热以解决小型燃煤锅护引起的局部环境污染问题，但集中供热的热源仍以燃煤为主，不能从根本上解决粉尘、废水、废渣、有害气体的排放。因此，以燃用天然气、煤气、液化石油气以及液体燃料油等清洁燃料为主的环保型供热系统在城市小区供热系统中获得了广泛的应用。清洁型燃料燃烧充分，产生的有害气体少，对城市小区而言，这种环保型的燃油燃气锅炉供热系统

27、还可使居民自行调节供热的温度和时间。但这种环保型的燃油燃气锅炉供热系统要求更高，已成为锅炉和自动控制工作者联合研究的课题。总体上看环保型燃油燃气锅炉是向减小体积和重量、提高效率、提高组装化程度和自动化程度的方向发展。特别是近几年采用一些新型燃烧技术和强化传热技术，燃油和燃气锅炉的体积比以前大为降低，锅壳式蒸气锅炉的热效率已高达92%93%。随着工业的发展，人们对燃油和燃气锅炉的总体要求将更加严格。这种要求主要是解决经济性、安全性、可使用性的矛盾，具体表现在以下几个方面:(1)锅炉的高效率。燃油和燃气锅炉的高效率意味着可以节约日益紧张和昂贵的能源。环保型燃油燃气锅炉的燃烧效率和大型工业锅炉已基本

28、相当。环保型燃油燃气锅沪，特别是蒸汽锅炉，由于采用了低阻力型火管传热技术和低阻力高扩展受热面的紧凑型尾部受热面，环保型燃油燃气锅炉的排烟温度基本上和大容量的工业锅炉相同，可达130140。(2)结构简单。采用简单结构的受热面，对锅壳式锅炉，采用单波形炉胆和双波形炉胆燃烧，强化型传热低阻力火管，以及低阻型扩展尾部受热面。除此之外还可根据具体要求配备低温过热器(250)受热面。对水管式锅炉，采用膜式壁型炉膛，紧凑的对流受热面，可配备引风装置，除此之外还可根据具体要求配备高温过热器(250)受热面。(3) 使用简易配套的辅机。给水泵、重油泵、重油加热器(电气一蒸汽两用)、鼓风机和其它一些辅机要和锅炉

29、本体一起装配，且要保证运愉的可靠性。(4) 全智能化自动控制并配有多级保护系统。不仅配有完善的全自动燃烧控制装置，更配有多级安全保护系统，应具有锅炉缺水、超压、超温、熄火保护、点火程序控制及声、光、电报警。(5) 配备燃烧器(送风机)和烟道消音系统，降低锅护运行的噪音。(6) 应装备自动加药装置，水处理装置。(7)配备其它监测和限制装置，至少应保证锅炉24小时无监督安全运行。1.2.2燃油燃气锅炉的结构锅护的产生是从人们对液体进行加热的认识基础上发展起来的。采用燃侥的方式对液体的加热大体上可分为直接加热和间接加热。所谓间接加热，就是高温火焰或烟气与被加热的物料不直接接触或用固定导热体隔开。锅沪

30、就是采用间接加热原理来加热介质的。对圆筒中的水进行直接火焰加热，即把锅筒直接放里在燃烧设备上方加热，就是间接加热的一种，这种简单的加热方式热效率较低，为45%55%，一般只能用作厨房燃具。以后在此基础上形成了火管式锅炉和水管式锅护，如表11所示。所谓直接加热，就是高温火焰或烟气与被加热的物料直接接触。这种加热方式一般有三类:一类是用短火焰或高温烟气直接烘烤固体，对固体进行局部性快速加热，如热处理护加热;二类是高温烟气和被加热的气体物质进行混合，将低温的气体物质加热成高温介质，如直燃式的暖风机;三类是高温烟气和被加热的液体介质进行混合加热，如浸没燃烧加热。对于一些小型的采吸锅炉，当燃用比较清沽的

31、气体燃料时，也可直接将锅炉尾部的烟气和冷水相接触，将水加热以供应热水，同时最大限度地利用锅炉尾部余热。从锅沪技术的发展史可以看出，锅护的发展可以归纳为两个不同的方向，这两个方向都是在对液体间接加热基础上演变而来。了解这一锅炉的发展渊源，对我们更好地开发新产品会有一定的指导作用。如下图11：图11一个方向是在圆筒形锅炉a)的基础上，在圆筒内部增加受热面积，开始是在一个大圆筒内增加了一个火筒b),燃料在火简中嫩烧。以后增加到两个火筒c ）。再以后从两个火筒发展到很多小直径的烟管(纯烟管式d)，开始是立式的烟管e),f），后来容量增大后发展为卧式的火筒一烟管式g)，h)。这些锅炉因为燃料燃烧后的高温

32、烟气在火筒(炉胆)和烟管中流动，所以统称为火管或者锅壳式锅炉。另一个方向是在圆筒形锅沪i)的基础上，在圆筒外部增加水筒的数目j)，嫩料在筒外燃烧。和火管式锅炉的发展相类似，水筒的数目不断增加，发展成很多小直径的水管(k，l，m，n，o)。也有一开始就采用盘旋的一次直流水管直接快速地加热工质p)，q)。这些锅炉因为水在管中流动，所以统称为水管式锅炉。燃油燃气锅炉就其本体结构而言可分为火管锅炉和水管锅炉。火管锅炉结构简单，水及蒸气容积大，对负荷变动适应性好，对水质的要求比水管锅炉低，多用于小型的企业生 图11产工艺和生活采暖上。水管锅炉的受热面布置方便，传热性能好，在结构上可用于大容量和高参数的工

33、况，但对水质和运行水平要求较高。水火管锅沪是在火管锅炉和水管锅护的基础上发展起来的，具有两者的优点，对水质要求和水管锅炉相近。火管锅炉因为容t较小，结构紧凑，一般制成快装式锅炉，容t不大的水管锅炉也可制成快装锅炉，以便于运输和现场安装。锅壳式燃油燃气锅炉是环保型锅炉的主要形式，锅壳式可分为立式和卧式两种类型。其中立式锅炉容量较小，卧式锅炉一般具有较大的容量。从理论上看，小型立式锅护要想达到较高的热效率，必须具有特殊设计的燃烧器以强化炉膛内和温度的四次方成正比的辐射换热和增强部分对流换热.采用较大的辐射换热面积，这样才能最大限度地降低炉膛的出口烟温，对流受热面一般只能采用烟风阻力较低的异形受热面

34、或直接采用光管管束，因而不能期望第二回程产生较大的温降，如果设计不当，排烟温度可能较高。对蒸气锅炉而言，热效率一般为85%左右;对热水锅护而言，热效率一般为87%以上。这是小型立式锅炉的矛盾所在。随着人们对节能和环保意识的增强，现代燃油燃气小型锅炉也向着组装化、大型化、自动化方面发展，在这些方面，燃油燃气锅炉比燃煤锅炉有突出的优点。其中，卧式锅壳式燃油燃气锅护受到很大重视，究其原因，有以下几点:(1) 高、宽度尺寸较小，适合组装化对外形尺寸的要求，而锅壳式结构也使锅炉的围护结构大大简化，比组装式水管锅炉具有明显的优点;(2) 采用微正压燃烧时，密封间题比较容易解决，而且火筒的形状有利于燃油、燃

35、气锅炉的火焰形状;(3) 由于采用了强化传热的异型烟管作为对流受热面，其传热性能超过一般水管锅护的横冲管束的水平，克服了烟管采用光管传热性能较差的缺点，使燃油燃气锅炉结构更加紧凑;(4) 这种锅炉在燃油、嫌气爆炸时，锅炉本体受破坏的可能性小，因为其烟气通道的承压能力比水管锅护高；(5) 对水处理要求较低，水容积较大，对负荷变化的适应性强。这种锅炉近年来在结构上有许多改进，特别是对火筒结构上的改进。例如，采用湿背式火筒结构代替干背式结构，避免第一回程出口转向烟室难以密封的问题，使这种锅炉更适于微正压燃烧。烟气通道的密封问题，也得到完善的解决。采用先进的隔热保温材料减少了散热损失，进一步提高了现代

36、燃油燃气锅炉的热效率。卧式火管锅炉常用的烟管结构形式，主要区别是采用烟气的回程数，生产实践中大多是三回程的，此外还有用二回程和四回程，甚至五回程的。二、四回程的烟囱在炉前，安装使用不方便;五回程的结构太复杂，一般少用。采用卧式锅壳式锅炉较易采用微正压燃烧，密封问题比较容易解决，而且火筒的形状比较符合燃油、气燃烧器火焰形状，炉膛和对流受热面布置起来比较容易，可采用多回程。可以布置适当的尾部受热面以降低排烟温度。图12卧式锅壳式锅炉总体上可分为干背和湿背式结构。图12 a)为干背式锅炉简图。可以看出，由燃烧器喷出燃料点燃后生成的燃烧产物到达炉胆的另一端后，经耐火砖隔成的烟室折转进人烟管.多为二、三

37、回程结构。干背式锅炉结构、制造工艺简单，制造工时省，因此采用这一结构的厂家很多，但经过几年的运行暴露出来的问题很多，干背式结构锅炉的燃烧器喷出燃料点燃后生成的燃烧产物在面积有限的炉胆内换热，炉胆出口的高温烟气直接和后烟箱盖接触和冲刷，后烟箱盖多为耐火砖制成，容易损坏，不得不经常停炉修理，缩短了锅炉的正常运行周期。锅炉容量越大，这一情况越严重。但随着锅炉容t的减小，炉胆的相对面积增加，护胆出口温烟大为降低，可明显改善烟气对后烟箱盖的冲刷和破坏程度，经过计算认为，1.0t/h小以下的锅炉可采用干背式结构，而这一结构显然不适合容量较大的锅炉。图12 a)为干背式锅炉简图。可以看出，由燃烧器喷出燃料点

38、燃后生成的燃烧产物到达炉胆的另一端后，经耐火砖隔成的烟室折转进人烟管.多为二、三回程结构。干背式锅炉结构、制造工艺简单，制造工时省，因此采用这一结构的厂家很多，但经过几年的运行暴露出来的问题很多，干背式结构锅炉的燃烧器喷出燃料点燃后生成的燃烧产物在面积有限的炉胆内换热，炉胆出口的高温烟气直接和后烟箱盖接触和冲刷，后烟箱盖多为耐火砖制成，容易损坏，不得不经常停炉修理，缩短了锅炉的正常运行周期。锅炉容量越大，这一情况越严重。但随着锅炉容t的减小，炉胆的相对面积增加，护胆出口温烟大为降低，可明显改善烟气对后烟箱盖的冲刷和破坏程度，经过计算认为，1.0t/h小以下的锅炉可采用干背式结构，而这一结构显然

39、不适合容量较大的锅炉。图12 b)是全湿背式顺流燃烧式结构，这种湿背式结构被较多地用于燃油和燃气锅炉，主要是因为该锅炉的湿背式结构避免了干背式结构后烟箱盖受高温烟气直接冲刷容易损坏，不得不经常停炉修理的缺点，从而延长了锅炉的正常运行周期，大大降低了维护费用。另外经过炉胆和第一回程烟管的换热，至前烟箱时烟温已较低，使得前烟箱门的制造简单。但这一结构的回燃室制造起来比较复杂，装配起来也比较困难，要增加很多辅助部件，其制造成本包括一些模具的初投资较高。还有焊缝的数盆较多，焊接工作t大，比较适合现代大规模运作生产。这种锅炉在熟练制造工艺的前提下，无论是燃烧过程还是结构本身以及运行都具有最高的可靠性。这

40、也是经常采用这种结构的一个主要理由。目前我国几家专业的燃油燃气锅护制造厂采用这一结构已成功地制造出12t/h，15t/h，20t/h蒸气锅炉。图12 c)是全湿背式中心回焰燃烧结构，这种悬浮式全湿背炉胆是英国换热器公司的一项技术革新，后来日本川崎重工的KS型锅炉和平川铁工所MP800，东京煤气公司的MP2000，还有意大利NVA型热水锅炉也都相继采用了这种结构。这种类型的锅护若为蒸气型一般采用轴对称向下偏置，若为热水锅炉时则往往采用中心对称。该结构有如下几个特点:(1)受热面积的优化利用。根据炉膛辐射换热量和温度的四次方成正比的原理，该炉炉胆空间大，有效辐射受热面大，沪膛辐射吸热t占总吸热量的

41、比例大。(2)炉内气流组织均匀。由于高速火焰对回流的卷吸作用，炉内的温度场极为均匀，且降低了火焰的温度，可有效地抑制NOx的生成，是一种利于环境(friendly-environmental)的燃烧方式。同时由于回流的紊流作用，增加了气流和壁面的对流换热，特别当在火焰中心附近设置波纹炉胆时，对流换热更加强烈。(3)烟管管束为单回程，有效地降低了本体的烟风阻力。可显著降低鼓风机的运行电耗，且该锅炉不需要引风机，降低了对燃烧器所克服背压的要求。散热损失少，可获得比其它结构更高的热效率。和干背式比，没有后烟箱盖的散热，和其它湿背式锅炉相比，因为本图13体的流阻小，其前烟箱盖可采用夹层风冷的两层结构，

42、燃烧用的空气从耐火层外侧进人，一方面起冷却作用，降低烟箱盖的表面温度，另一方面被顶热的空气可强化燃烧。(4)结构简单，符合锅炉制造厂制造工艺的要求，也符合用户对运行和维修的要求。(5)全湿背式中心回燃结构也存在一些缺点:由于锅炉容量太小时，炉胆受热面积的相对增加量比较大，辐射吸热量很大，低温回流的卷吸作用将影响燃烧的稳定。故这种结构不宜在容t太小的锅炉上采用。另外这种结构对前烟室的要求较高。国外这种锅沪前烟室的耐火层都是异形浇注，密封和固定都比较好，特别是这类锅炉中的中心对称热水锅沪，加上异形浇注的耐火层，结构紧凑，更具有特别的魅力。以上所谈到的三种炉型都有一些各自的变种，如干背式可采用不同的二、三回程;湿背顺流燃烧式炉胆可以偏置，也可以轴对称布置;全湿背式中心回燃结构的炉胆不仅可以轴对称布盆，也可以中心对称布置，有时还可以偏置。这种偏孟式的布置虽然在水循环方面有一些好处，但偏置时对燃烧气流的流动有一定的影响，在这里提请设计者注意:除非采用具有大动量的燃烧器喷出气流，否则宜少用这种结构。上述三种炉型的变化可以用图13进行说明：1.3卧式燃油燃气锅炉的结构选型综合以上分析，本次锅炉设计最终选定锅炉型式为卧式内燃三回程湿背式常压燃气热水锅炉。其型号为CWNS0.9395/70QT.。具体结构尺寸参见锅炉本体图。1.4燃油燃气锅炉的发展现状1.4.1燃油燃气