锅炉本体设备安装及检修

一、锅炉本体包括哪些部分？它们的功用是什么？

锅炉本体由以下主要部分组成：

（1）蒸发设备包括汽包、联箱、下降管、水冷壁管等。它们的作用是把水加热成饱和蒸汽。

（2）燃烧设备包括燃烧室（炉膛）、燃烧器等，它们的作用是为燃料燃烧提供场所和良好的条件。

（3）过热器由联箱和蛇形管组成，作用是把饱和蒸汽加热成所要求温度的过热蒸汽。

（4）再热器把在汽轮机高压缸做过部分功的蒸汽重新加热到所要求温度，再送回汽轮机中低压缸继续做功。

（5）省煤器利用烟气余热加热电厂锅炉给水的受热面。

（6）空气预热器利用烟气余热加热燃料燃烧所需要的空气的受热面。

（7）炉墙组成一定形状的炉膛与烟道。

（8）构架（钢架）支撑上述设备与部件的结构。

二、为什么锅炉炉膛的形状通常是长方体而不是圆柱体？

（1）布置在圆柱体炉墙上的水冷壁管，与汽包的连接较困难。

（2）当炉膛是长方体时，炉排的长度和宽度可以根据各种不同的煤种来确定，从煤闸门进入炉排上的煤到老鹰铁的距离是相同的，便于燃烧调整和组织燃烧，确保燃料燃尽。

（3）水冷壁管热负荷很高，作为蒸发受热面每产生1t蒸汽所需的成本，比对流管束或沸腾式省煤气低。

三、什么是自然循环锅炉？

在自然循环锅炉中，汽包、下降管、下联箱、蒸发受热面（有的还包括上联箱和汽水导管）构成水循环回路。下降管布置在炉外，不受热。蒸发受热面由布置在炉内的水冷壁管组成，也称之为上升管。上升管内汽水混合物的密度比下降管内水的密度小得多，工质正是依靠这种密度差而产生的动力保持流动的，不需消耗任何外力，所以这种锅炉叫做自然循环锅炉。

四、为什么自然循环锅炉应用范围较广泛？

汽水混合物进入汽包进行分离，未汽化的水与给水混合后继续参加水循环。自然循环锅炉除了给水泵的功率消耗较小之外，由于汽包使蒸发受热面和过热器之间有了固定的分界点，并且蓄热和蓄水能力大，故对自动调节的要求比直流锅炉低，给水带入的盐分可用排污方式除掉，对水处理的要求也比直流锅炉低，所以自然循环锅炉成为目前世界各国最为广泛应用的一种锅炉。

五、什么是直流锅炉？

直流锅炉是指靠给水泵压力，使给水顺序通过省煤器、蒸发受热面（水冷壁）、过热器并全部变为过热水蒸气的锅炉。由于给水在进入锅炉后，水的加热、蒸发和水蒸气的过热，都是在受热面中连续进行的，不需要在加热中途进行汽水分离。因此，它没有自然循环锅炉的汽包。在省煤器受热面、蒸发受热面和过热器受热面之间没有固定的分界点，随锅炉负荷变动而变动。

六、电厂锅炉按水循环方式不同可分为哪几类？

按水循环方式的不同，电厂锅炉可分为四类。

（1）自然循环电厂锅炉　工质依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物之间的密度差进行循环的电厂锅炉。（2）强制循环电厂锅炉　除了依靠水与汽水混合物之间的密度差以外，主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的电厂锅炉，也称辅助循环电厂锅炉。

（3）直流电厂锅炉　给水依靠给水泵的压头，在受热面中一次通过产生蒸汽的电厂锅炉。

（4）复合循环电厂锅炉　依靠锅水循环泵的压头，将蒸发受热面出口的部分工质或全部工质进行再循环的电厂锅炉。它又可分为如下两种类型。

①部分负荷再循环电厂锅炉。低负荷时蒸发受热面中有再循环流量通过；高负荷时再循环泵停止或只起增压作用，电厂锅炉按纯直流工况工作。

②全部负荷再循环电厂锅炉。任何负荷时蒸发受热面中均有再循环流量，只是随着负荷的上升，循环倍率K不断减小，一般K值维持在1.2～2.0之间，故又称为低循环倍率电厂锅炉。

七、什么是强制循环锅炉？

强制循环锅炉中水或水蒸气不仅以水与水蒸气的密度差为动力，而且需要一定的泵功来在加热管道中循环，所以称之为强制循环锅炉。

九、什么是锅炉受热面？

锅炉的受热面有两个部分，即受热面和辅助受热面。受热面也叫蒸发受热面，顾名思义，水冷壁、对流管束可称为主受热面。用于将炉水加热为饱和水蒸气。其他受热面统称为辅助受热面，因为它们不参与蒸发，不决定锅炉容量。辅助受热面包括：省煤器、过热器、再热器、空气预热器、冷渣器等。

十、传热有哪几种基本形式？其物理含义是什么？

传热的基本形式有热传导、热对流、热辐射三种。热传导是直接接触的物体各部分热量交换的现象；热对流是流体从空间流动所造成的热量传递现象；热辐射是通过电磁波方式传递热量的现象。

十一、水冷壁有什么作用？

（1）直接吸收燃料燃烧时放出的辐射热量，把炉水加热，蒸发为饱和蒸汽；（2）由于水冷壁管覆盖着炉墙可以保护炉墙免受高温烟气烧坏；（3）由于位置处于烟气最高燃烧室四周，主要依靠辐射传热，提高了传热效率，节省了大量的金属材料；（4）降低了炉膛出口烟气温度，防止锅炉结焦。

十二、采用螺旋管圈水冷壁的优点是什么？

①螺旋管圈的一大特点就是能够在炉膛尺寸一定的条件下，通过改变螺旋升角来调整平行管的数量，保证获得足够的工质质量流速，使管壁得到足够的冷却，保证锅炉的安全。

②沿炉膛高度方向热负荷变化平缓，管间吸热偏差。

③抗燃烧干扰能力强。

④适于锅炉变压运行。

十三、省煤器在锅炉中的主要作用是什么？

（1）吸收低温烟气的热量以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。

（2）由于给水在进入蒸发受热面的吸热量，因此采用省煤器可以取代部分蒸发受热面，节约造价。

（3）提高了进入汽包的给水温度，减少了给水与汽包壁之间的温差，从而使汽包热应力降低。

十四、直流锅炉上水应该注意哪些问题？

直流锅炉肯定是超临界的，上水要注意温差在允许范围内，温差过大会引起热应力，影响锅炉寿命。直流锅炉对给水泵的要求比汽包锅炉高，因为要承受更大的压力和温度，多数故障都是给水泵引起的。

由于直流锅炉没有了汽包的缓冲作用，负荷的变化会造成参数较快的波动，所以要提前做好应对准备。

十五、过热器在什么条件下工作？如何保证其工作安全性？

过热器在管内过热蒸汽温度很高，而蒸汽的传热性能又较差，加之在管外烟气温度又相当高的条件下工作；以实际运行中过热器爆管的情况下来看，大多数是由于管子长期过热而引起的，为防止过热，就必须保持稳定的过热蒸汽温度，这就要求过热器有良好的汽温特性和完善的调温手段。

十六、再热器的作用是什么？

为了提高大型发电机组循环热效率，广泛采用中间再热循环。从锅炉过热器出来的主蒸汽在汽轮机高压缸做功后，送到再热器中再加热以提高温度，然后送入汽轮机中压缸继续膨胀做功，称为一次中间再热循环，可相对提高循环效率4%～5%。有些大型机组，在中压缸后再次将排汽送回锅炉加热，称为两次中间再热循环，可再相对提高循环效率的2%左右。个别试验机组甚至采用三次中间再热循环。采用再热循环后，锅炉-汽轮机装置的热力系统、结构和运行调节都变得复杂，造价增加，故在100MW以上的发电机组中才采用，通常只采用一次中间再热。

十七、再热器的保护措施有哪些？

在锅炉启动和事故停机时，再热器中没有蒸汽流过，或者蒸汽流量很小。为了防止再热器超温损坏，除采用耐高温合金钢材料外，还应有保护措施，常用的有：控制锅炉启动速度；将再热器布置在低烟温区域。

十八、锅炉本体安装的总体考虑原则是什么？

平时接触的和施工的锅炉大部分都是悬吊锅炉，施工的总体原则基本上遵循以下的原则：由上到下，由里向外，由后向前。

（1）机械方面的考虑

①机械方面的确定原则　锅炉安装首先要考虑的是机械问题。在这里讲的机械的考虑主要是指锅炉施工的主吊机械。一般情况下，在项目的施工组织设计中基本上确定了大的原则，但是在一定范围内是可以调整的，施工组织总设计是在投标状态下设计的，与实际情况还存在着一定的差距。机械的选定原则主要是根据锅炉炉型或特殊部件的要求，如果发现总设计中配备的机械严重不合理，就应该及时提出设想，以便进行机械的调配。机械的考虑还要考虑到公司的机械资源，最终确定一个最合理的机械配备计划。机械配备方案确定好后。下一步就需要考虑如何布置机械。

②机械方面的布置原则　根据锅炉的炉型和特殊部件确定了机械后，下一步的工作就是机械的布置。掌握三个原则：第一，首先考虑特殊部件的吊装要求；第二，其次要考虑机械的最大覆盖范围；第三，减少对后期施工的影响。

（2）场地的考虑　锅炉设备的存放、组合、设备的周转、设备的吊装。没有场地，锅炉大量的设备没法进行组合、准备。

十九、受热面组合的目的和要求是什么？

（1）组合是为了减少高空作业，把能在地面完成的工作在地面上完成。

（2）组合是为了增加作业面。但是，组合也不能盲目地考虑组合，还要根据机械的吊装能力，施工的合理性。目前，受热面组合方案的考虑：水冷壁、包墙、后竖井受热面、前顶棚、烟道、风道等。

二十、组合受热面的组合架有什么要求？

组合架是设备组合的平台，为了给受热面的组合创造条件，组合架的搭设应具备以下几种要求：

（1）平面度要高，水平度要高。做法：要用水平仪找平。

（2）高度要合理，上平面高度900～1000mm。

（3）考虑到特殊部位设计。

二十一、锅炉受热面大件找正一般指大件临时就位后，找正的具体内容是什么？

（1）各组合件联箱纵向横向中心线的位置。

（2）各组合件联箱的水平和标高。

（3）各组合件管屏的垂直度。

（4）检查各组合件之间的拼缝间隙、热膨胀间隙及各吊杆受力情况。

二十二、受热面设备组合前应检查哪些项目？

受热面设备检查，一般包括下列内容：①外观检查；②外形尺寸检查；③管子通球试验；④复核钢种，合金钢元件材质光谱复查；⑤受热面管单根（排）水压试验；⑥联箱、管子内部杂物清除。

二十三、水冷壁组合前的准备工作主要有哪些？

（1）设备的清点、检查、编号和预检修。

设备运输到安装工地后要进行开箱清点、检查，清点各种设备，包括各种小件在内零件是否齐全，应作详细记录。易失落的小件应编号带上标签入库上架保存，按锅炉监察规程上的规定检验，没有出厂技术文件的设备，合格后方可使用。对所有合金钢管排及附件，每一条焊缝和每一件附件均应进行光谱检验，防止用错钢材。对设备有严重缺陷的要进行校正，预检修或更换。

（2）管箱内壁的清理与通球。

所有的水冷壁和联箱在组合前为了要检查其畅通状况，必须进行通球检验。通球前先用压缩空气吹扫到排出纯气为止。采用压力为0.4～0.6MPa的压缩空气进行通球。通球不合格的管子应查明原因处理后方可组合。

（3）搭设组合支架。

水冷壁组合支架搭设应根据图纸和组件结构（前、后、左、右水冷壁）荷重分布、形状、刚性、土壤耐压情况及起吊能力等来进行。水泥支墩或钢支撑均可，组合支架搭设好后，根据现场条件，可用玻璃管水平仪、经纬仪或激光找准仪等方法进行检查找正。支架应稳定牢靠，组合件承托面应平整，不妨碍组件的组合与施工，便于组件运输与起吊。

二十四、大型机组的水冷壁组合步骤具体是什么？

（1）按事先制定好的水冷壁组合方案将相应的管排分片摆放，使向火面朝向组合架的上方，之后核对各段管屏所有人孔门、看火孔、测量孔以及吹灰器孔的位置和方向，检查尺寸是否有和图纸不符之处，是否有管排左、右摆错或管屏倒置的现象。折焰角水冷壁管排是分两段出厂的，在工地组合一道焊口，由于管排的不规则性，在组合时要把管排立放在组合架上，管排的左右用角钢进行加固，可以防止倾斜。

（2）调整水冷壁组合件的尺寸，使组件的长度、宽度及对角线长度符合规定，为防止在焊接管排时引起宽度的缩小，可事先预留收缩量2～3mm，也可在组件两边焊上限位铁。

（3）水冷壁联箱找正：沿联箱的一排管座两边拉两道粉线，也是平行线，作平行线的平分线，即是管座的中心线。根据此管座中心线按图纸要求画出联箱的纵向中心线，再四等分联箱，各等份弧长的误差不应超过1mm，定出联箱的十字中心线并打上样冲眼。接着拉对角线尺寸找正，最后再用槽钢将联箱固定好。

（4）为使水冷壁管排对口焊接方便，管口两边鳍片中间各割开300mm，对个别短管、加配短管，不准对管排进行热胀对口，偏口可使用铁楔和撬棒使之对齐。为了减少螺旋水冷壁角部在高空出现对口困难的情况，在地面组合时将角部的鳍片各割开500mm以利于安装过程中的对口工作。

（5）水冷壁管排对口焊接时，应间焊、跳焊，不应从一边依次焊接另一边，以免热量集中，对于两道以上焊口，应焊完一道再焊另一道。

（6）水冷壁管排间的对口焊接全部焊完后，进行管屏各片间拼缝和密封，管屏密封要双面满焊。完成后，再次复查组件的外形尺寸、管屏的平整度及对角线，并做好组件的技术记录，自检合格后方可申请验收。

（7）对于管屏上的其余非组合部分，需在高空对口焊接结束之后，进行完整体找正，验收合格后进行最后的密封。

（8）将各刚性梁分类并标记，且注明各刚性梁标高及所属位置，并要标出同一刚性梁的左右位置。

二十五、受热面通球操作方法和注意事项是什么？

（1）通球操作方法　通球前先用压缩空气对管子内部进行吹扫，清除管内的浮绣、灰尘、铁渣等杂物，同时也可使接球人员知道将通哪一根管子，以便做好接球准备。在通球过程中，当遇到管子焊口内部有焊瘤、管内有杂物、管子局部压扁时，钢球通不过而堵塞在管子内，一般可先用倒吹气法将球吹出，然后适当提高气压，用两只或三只钢球连续放入管子内冲击障碍物。如球仍然通不过去，则采用割管，来消除障碍物。为测定管子障碍的部位，可将一只加热烧红的钢球用压缩空气吹入管内，当听到撞击声后即可用手沿着管子摸测，管子发热处就是钢球被阻碍的位置。割管将管子内部障碍物消除，重新焊上新管段，再次通球，直至通球合格为止。

（2）通球注意事项①受热面管子通球一般有数人参加，球由专人负责，统一保管，对各种球的数量、球径要进行登记，施工中不允许丢失，严禁将球遗忘在管子内。②接球人员应该站在管口的侧面，以免钢球飞出伤人。接球罐不能将底部直对管口，这样钢球飞出后会反弹回去。应该与管子有一定的倾斜角度。③每通球完一排（或一根）管子应该及时作上标记，并将通球完的管口封好。每个施工项目通球完毕后，均应作出书面记录，并经过签证。