8.2.2　電站鍋爐的外形

電站鍋爐一般為中參數(shù)以上的鍋爐，大多采用室燃燃燒方式，一般都有過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等部件，并形成一個(gè)整體。鍋爐整體外形取決于爐膛和尾部受熱面的相對(duì)位置。

（1）П型（倒U型）布置

這種布置（圖8.11（a））是電站鍋爐中應(yīng)用最廣泛的型式，各種容量和各種燃料均可采用。主要優(yōu)點(diǎn)是：鍋爐高度較低，安裝起吊方便；受熱面易于布置成工質(zhì)與煙氣呈相互逆流；尾部煙道煙氣向下流動(dòng)，有利于吹灰，即具有所謂的自吹灰能力；鍋爐煙氣出口在底層，送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、除塵器等都可布置在地面；汽機(jī)與過熱器的連接管道長度較短。缺點(diǎn)是：占地面積較大；煙道轉(zhuǎn)彎易引起飛灰對(duì)受熱面的局部磨損；轉(zhuǎn)彎氣室部分難以利用，當(dāng)燃用發(fā)熱值低的劣質(zhì)燃料時(shí)，尾部對(duì)流受熱面可能布置不下；鍋爐容量增大時(shí)，尤其配200MW以上機(jī)組的鍋爐，燃燒器布置有困難，前墻可能布置不下，前后墻布置則使煤粉管道復(fù)雜，采用四角燃燒時(shí)，爐膛和尾部煙道在截面和高度上應(yīng)注意恰當(dāng)配合。

圖8.11　鍋爐本體布置示意圖

（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

為克服上述缺點(diǎn)，在П型基礎(chǔ)上有一些變形，如無水平煙道型也稱背靠背型（圖8.11（h））這種型式結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好，包墻管系統(tǒng)簡(jiǎn)單，有利于受熱面采用懸吊結(jié)構(gòu)。已在空氣預(yù)熱器單級(jí)布置、容量200MW以下的煙煤、貧煤、油爐上廣泛應(yīng)用。國外在700～1000MW機(jī)組上也有采用這種形式的。

（2）T型布置

這種布置（圖8.11（b））實(shí)際上是將尾部煙道分成兩部分，對(duì)稱地放在鍋爐兩側(cè)，以解決П型布置尾部受熱面布置困難問題。也可使?fàn)t膛出口煙窗高度減小，改善過渡煙道流動(dòng)狀況，減少煙氣沿高度的熱偏差，但占地更大，汽水管道連接系統(tǒng)復(fù)雜，金屬消耗量大，前蘇聯(lián)用得較多，在燃用多灰煙煤、無煙煤及低熱值褐煤等劣質(zhì)煤的場(chǎng)合為宜。

（3）塔型布置

這種布置（圖8.11（e））的特點(diǎn)是：煙氣一直向上流動(dòng)，爐膛可呈正方形，四周布置膜式水冷壁直至爐膛上部，適用于褐煤、多灰分劣質(zhì)煙煤。其優(yōu)點(diǎn)是：所有對(duì)流受熱面都水平懸吊在爐膛上部，以便于疏水；煙道短，煙氣速度可以取得較高，使整個(gè)鍋爐體積縮小，而且使得鍋爐的占地面積減少；煤粉管道和燃燒器布置方便，用旋風(fēng)爐也易布置；整臺(tái)鍋爐為懸吊結(jié)構(gòu)，只有向下的垂直膨脹，對(duì)流受熱面管子在一側(cè)集中穿墻，減少密封面，煙氣不改變流動(dòng)方向，對(duì)受熱面沖刷均勻，磨損減輕。缺點(diǎn)是：鍋爐很高，安裝和檢修困難，蒸汽管道的長度和成本增加；爐膛上部受熱面上的松散積灰將直接落入爐膛，對(duì)爐內(nèi)的燃燒進(jìn)程存在一定的干擾；爐膛和對(duì)流煙道的截面需配合恰當(dāng)；將空氣預(yù)熱器和送引風(fēng)機(jī)放在頂部，加重鍋爐構(gòu)架負(fù)荷，特別是構(gòu)架需承載動(dòng)負(fù)荷，也增加了安裝和檢修的困難。

為了克服上述缺點(diǎn)，將全塔型與П型結(jié)合，形成半塔型布置（圖8.11（f））煙氣在依次通過布置在爐膛上方的過熱器、再熱器和省煤器后，轉(zhuǎn)彎向下，從垂直的空煙道中流到放置在地面的空氣預(yù)熱器、除塵器和引風(fēng)機(jī)。送風(fēng)機(jī)也放在地面上。這種布置保持全塔型優(yōu)點(diǎn)，多用來燒多灰劣質(zhì)煤

（4）箱型布置

箱型布置（圖8.11（g））廣泛用于中、大容量的燃油、燃?xì)忮仩t。優(yōu)點(diǎn)是：布置緊湊，除空氣預(yù)熱器外的各個(gè)受熱面部件都布置在一個(gè)箱型爐體中，外形尺寸小，構(gòu)架簡(jiǎn)單，占地面積??；鍋爐表面積小，脹縮縫少，大部分聯(lián)箱在前墻上部，頂部密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，鍋爐密封性好；便于采用全懸吊結(jié)構(gòu)；對(duì)流受熱面全部水平布置，利于疏水；上排燃燒器到出口煙窗距離較大，火焰長，有利于燃料燃盡；與汽輪機(jī)連接的主蒸汽和再熱蒸汽母管較短，連接方便。缺點(diǎn)是：鍋爐較高，爐膛與對(duì)流煙道截面必須配合恰當(dāng)；水平式對(duì)流受熱面的支吊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高；過熱器輻射特性較差；安裝檢修較為困難。

（5）W型布置

鍋爐燃用無煙煤時(shí)，由于揮發(fā)分低，著火溫度高，著火困難，燃燒不易穩(wěn)定，燃燒速度慢，而且其含氧量低于其它煤種，從而使其應(yīng)用更加困難。為了保證無煙煤的成功燃燒，必須充分預(yù)熱，并需要采用較長的火焰路徑，可以采用所謂的W型火焰的爐膛，見圖5.70。這種型式鍋爐的尾部受熱面的布置一般和倒U型的鍋爐相似。

很多大容量電站鍋爐采用尾部煙氣豎井分隔煙道的布置方式來調(diào)節(jié)再熱汽溫，即采用膜式壁將尾部的對(duì)流煙道分隔成并行的兩個(gè)煙道，在一個(gè)煙道內(nèi)布置再熱器，另一煙道內(nèi)布置過熱器。運(yùn)行中根據(jù)再熱汽溫的要求，調(diào)節(jié)布置在煙道出口處的煙氣檔板開度，改變平行煙道內(nèi)的煙氣流量，達(dá)到調(diào)節(jié)再熱汽溫的目的。常見的布置方式見圖8.12^［3］。

以往對(duì)燃用無煙煤、高水分褐煤等煤種，要求熱風(fēng)溫度高達(dá)380～430℃，空氣預(yù)熱器必須采用雙級(jí)布置，有兩級(jí)均為管式空氣預(yù)熱器的，也有高溫級(jí)為管式、低溫級(jí)為回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。隨鍋爐容量的增大，管式預(yù)熱器不僅使設(shè)備質(zhì)量增加很多，而且給鍋爐總體布置和安裝與檢修帶來困難。

圖8.12　尾部豎井中分隔煙道布置

近年來，由于鍋爐本體及燃燒器的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行水平的不斷提高，即使對(duì)揮發(fā)分低的煤，一般也不采用單純提高空氣預(yù)熱溫度的方法，而用改進(jìn)燃燒方式和燃燒器結(jié)構(gòu)、提高鍋爐截面熱負(fù)荷等其它方法解決來解決著火困難和燃燒穩(wěn)定性差的問題。目前，高參數(shù)大容量鍋爐幾乎均采用單級(jí)布置的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器。

由于回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的直徑一般比尾部煙道的深度大，通常需要將回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器布置在尾部煙道的外面，如圖8.13所示，將省煤器后的煙道水平引出，一分為二，分別采用支撐方式對(duì)稱布置兩臺(tái)預(yù)熱器，中間有聯(lián)接風(fēng)道，可單臺(tái)運(yùn)行；也有采用一臺(tái)大直徑空氣預(yù)熱器的。由于煙道的轉(zhuǎn)向作用，部分飛灰由于慣性作用沉積下來，在省煤器與預(yù)熱器之間可布置慣性煙氣除塵設(shè)備，以減輕空氣預(yù)熱器的磨損和積灰。目前較多采用三分倉式空氣預(yù)熱器，壓力較高的一次風(fēng)和壓力較低的二次風(fēng)在預(yù)熱器中是分開的；也有采用一次風(fēng)單獨(dú)配一臺(tái)空氣預(yù)熱器，二次風(fēng)配一臺(tái)或兩臺(tái)空氣預(yù)熱器的布置方案。

圖8.13　單級(jí)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器布置