电站锅炉的外形

8.2.2　电站锅炉的外形

电站锅炉一般为中参数以上的锅炉，大多采用室燃燃烧方式，一般都有过热器、省煤器、空气预热器等部件，并形成一个整体。锅炉整体外形取决于炉膛和尾部受热面的相对位置。

（1）П型（倒U型）布置

这种布置（图8.11（a））是电站锅炉中应用最广泛的型式，各种容量和各种燃料均可采用。主要优点是：锅炉高度较低，安装起吊方便；受热面易于布置成工质与烟气呈相互逆流；尾部烟道烟气向下流动，有利于吹灰，即具有所谓的自吹灰能力；锅炉烟气出口在底层，送风机、引风机、除尘器等都可布置在地面；汽机与过热器的连接管道长度较短。缺点是：占地面积较大；烟道转弯易引起飞灰对受热面的局部磨损；转弯气室部分难以利用，当燃用发热值低的劣质燃料时，尾部对流受热面可能布置不下；锅炉容量增大时，尤其配200MW以上机组的锅炉，燃烧器布置有困难，前墙可能布置不下，前后墙布置则使煤粉管道复杂，采用四角燃烧时，炉膛和尾部烟道在截面和高度上应注意恰当配合。

图8.11　锅炉本体布置示意图

（a）倒U型；（b）T型；（c）N型；（d）M型；（e）塔型；（f）半塔型；（g）箱型；（h）背靠背型

为克服上述缺点，在П型基础上有一些变形，如无水平烟道型也称背靠背型（图8.11（h））这种型式结构紧凑，密封性好，包墙管系统简单，有利于受热面采用悬吊结构。已在空气预热器单级布置、容量200MW以下的烟煤、贫煤、油炉上广泛应用。国外在700～1000MW机组上也有采用这种形式的。

（2）T型布置

这种布置（图8.11（b））实际上是将尾部烟道分成两部分，对称地放在锅炉两侧，以解决П型布置尾部受热面布置困难问题。也可使炉膛出口烟窗高度减小，改善过渡烟道流动状况，减少烟气沿高度的热偏差，但占地更大，汽水管道连接系统复杂，金属消耗量大，前苏联用得较多，在燃用多灰烟煤、无烟煤及低热值褐煤等劣质煤的场合为宜。

（3）塔型布置

这种布置（图8.11（e））的特点是：烟气一直向上流动，炉膛可呈正方形，四周布置膜式水冷壁直至炉膛上部，适用于褐煤、多灰分劣质烟煤。其优点是：所有对流受热面都水平悬吊在炉膛上部，以便于疏水；烟道短，烟气速度可以取得较高，使整个锅炉体积缩小，而且使得锅炉的占地面积减少；煤粉管道和燃烧器布置方便，用旋风炉也易布置；整台锅炉为悬吊结构，只有向下的垂直膨胀，对流受热面管子在一侧集中穿墙，减少密封面，烟气不改变流动方向，对受热面冲刷均匀，磨损减轻。缺点是：锅炉很高，安装和检修困难，蒸汽管道的长度和成本增加；炉膛上部受热面上的松散积灰将直接落入炉膛，对炉内的燃烧进程存在一定的干扰；炉膛和对流烟道的截面需配合恰当；将空气预热器和送引风机放在顶部，加重锅炉构架负荷，特别是构架需承载动负荷，也增加了安装和检修的困难。

为了克服上述缺点，将全塔型与П型结合，形成半塔型布置（图8.11（f））烟气在依次通过布置在炉膛上方的过热器、再热器和省煤器后，转弯向下，从垂直的空烟道中流到放置在地面的空气预热器、除尘器和引风机。送风机也放在地面上。这种布置保持全塔型优点，多用来烧多灰劣质煤

（4）箱型布置

箱型布置（图8.11（g））广泛用于中、大容量的燃油、燃气锅炉。优点是：布置紧凑，除空气预热器外的各个受热面部件都布置在一个箱型炉体中，外形尺寸小，构架简单，占地面积小；锅炉表面积小，胀缩缝少，大部分联箱在前墙上部，顶部密封结构简化，锅炉密封性好；便于采用全悬吊结构；对流受热面全部水平布置，利于疏水；上排燃烧器到出口烟窗距离较大，火焰长，有利于燃料燃尽；与汽轮机连接的主蒸汽和再热蒸汽母管较短，连接方便。缺点是：锅炉较高，炉膛与对流烟道截面必须配合恰当；水平式对流受热面的支吊结构复杂，工艺要求高；过热器辐射特性较差；安装检修较为困难。

（5）W型布置

锅炉燃用无烟煤时，由于挥发分低，着火温度高，着火困难，燃烧不易稳定，燃烧速度慢，而且其含氧量低于其它煤种，从而使其应用更加困难。为了保证无烟煤的成功燃烧，必须充分预热，并需要采用较长的火焰路径，可以采用所谓的W型火焰的炉膛，见图5.70。这种型式锅炉的尾部受热面的布置一般和倒U型的锅炉相似。

很多大容量电站锅炉采用尾部烟气竖井分隔烟道的布置方式来调节再热汽温，即采用膜式壁将尾部的对流烟道分隔成并行的两个烟道，在一个烟道内布置再热器，另一烟道内布置过热器。运行中根据再热汽温的要求，调节布置在烟道出口处的烟气档板开度，改变平行烟道内的烟气流量，达到调节再热汽温的目的。常见的布置方式见图8.12^［3］。

以往对燃用无烟煤、高水分褐煤等煤种，要求热风温度高达380～430℃，空气预热器必须采用双级布置，有两级均为管式空气预热器的，也有高温级为管式、低温级为回转式空气预热器。随锅炉容量的增大，管式预热器不仅使设备质量增加很多，而且给锅炉总体布置和安装与检修带来困难。

图8.12　尾部竖井中分隔烟道布置

近年来，由于锅炉本体及燃烧器的设计、制造和运行水平的不断提高，即使对挥发分低的煤，一般也不采用单纯提高空气预热温度的方法，而用改进燃烧方式和燃烧器结构、提高锅炉截面热负荷等其它方法解决来解决着火困难和燃烧稳定性差的问题。目前，高参数大容量锅炉几乎均采用单级布置的回转式空气预热器。

由于回转式空气预热器的直径一般比尾部烟道的深度大，通常需要将回转式空气预热器布置在尾部烟道的外面，如图8.13所示，将省煤器后的烟道水平引出，一分为二，分别采用支撑方式对称布置两台预热器，中间有联接风道，可单台运行；也有采用一台大直径空气预热器的。由于烟道的转向作用，部分飞灰由于惯性作用沉积下来，在省煤器与预热器之间可布置惯性烟气除尘设备，以减轻空气预热器的磨损和积灰。目前较多采用三分仓式空气预热器，压力较高的一次风和压力较低的二次风在预热器中是分开的；也有采用一次风单独配一台空气预热器，二次风配一台或两台空气预热器的布置方案。

图8.13　单级回转式空气预热器布置