锅炉的结构与强度计算

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1、锅炉结构、材料与强度计算华南理工大学电力学院杨泽亮mpzlyang@scut.edu.cn2012年6月21日广州第一节锅炉结构一、锅炉定义锅炉是一种把煤炭、石油或天然气等能源所储藏的化学能转变为热水、蒸汽或其他介质的热能的重要热力设备。高温水、蒸汽或高温介质的热能可以直接应用在生产和生活中，例如轻工、纺织、化工、造纸、建材、空调等领域，也可以再转换成其他形式的能，如电能、机械能等。发电用的锅炉一般称为电站锅炉，在各行业中以供热为主要任务的锅炉称为工业锅炉。锅炉的工作过程：（1）燃料在炉膛内燃烧后不断地放出热量，燃烧产生的高温烟气通过热的传播，将热量

2、传递给锅炉受热面，然后通过烟道由烟囱排出。（2）锅炉受热面将吸收的热量传递给受热面内的炉水，使水加热和生成蒸汽。锅炉在运行中，由于炉水的循环流动，不断地将受热面吸收的热量带走，不仅使水汽化为蒸汽，而且使受热面得到良好的冷却，从而保证了锅炉受热面钢材在不超过许用温度的条件下安全工作。二、锅炉系统组成1锅炉参数锅炉的参数是表示锅炉蒸汽产量和质量的指标。工业锅炉的主要参数是额定蒸发量，额定蒸汽压力和额定蒸汽温度。额定蒸发量（t/h）蒸汽锅炉每小时所产生的蒸汽量，又称为“出力”或“容量”。额定蒸发量：蒸汽锅炉在额定蒸汽压力、额定蒸汽温度和额定给水温度、使用设计燃料

3、并保证热效率的条件下每小时所产生的蒸汽量。（2）额定蒸汽压力（MPa）蒸汽锅炉在规定的给水压力和负荷范围内连续运行时，应予保证的出口蒸汽压力（表压力）。对于有过热器的蒸汽锅炉，其额定蒸汽压力是指过热器出口处的蒸汽压力。对于无过热器的蒸汽锅炉，其额定蒸汽压力是指锅筒出口处的蒸汽压力。（3）额定蒸汽温度（℃）蒸汽锅炉在规定的负荷范围内，额定蒸汽压力和额定给水温度下连续运行所必须保证的出口蒸汽温度。对于有过热器的蒸汽锅炉，其额定蒸汽温度是指过热器出口处的过热蒸汽温度；对于无过热器的蒸汽锅炉，其额定蒸汽温度是指锅炉额定蒸汽压力下所对应的饱和温度。2锅炉分类锅炉分类

4、较多，可以从以下方式进行分类：（1）按燃烧方式：分为层燃炉、室燃炉、沸腾炉。（2）按用途：分为生活锅炉、工业锅炉、电站锅炉、车船用锅炉、机车锅炉。（3）按结构：分为水管锅炉、锅壳锅炉（火管锅炉）、水火管组合式锅炉。（4）按锅筒放置的方式：分为立式锅炉、卧式锅炉。（5）按工质：分为蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉、有机热载体锅炉。（6）按燃料：分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、余热锅炉、电加热锅炉、生物质锅炉、垃圾锅炉等。（7）按水循环分：自然循环、强制循环、混合循环（8）按出口蒸汽压力分为：低压锅炉（P≤2.5MPa）中压锅炉（2.5＜P≤4.0MPa）高

5、压锅炉（4.0＜P≤10MPa）超高压锅炉（10＜P≤13.7MPa）亚临界锅炉（13.7＜P≤16.7MPa）超临界锅炉（P≥22MPa）工业锅炉通常为低压锅炉。（9）按锅炉数量分：单锅筒锅炉、双锅筒锅炉（10）按燃烧定在锅炉内部或外部分：内燃式锅炉、外燃式锅炉（11）按工质在蒸发系统的流动方式可分为自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉等。（12）按制造级别分类：A级、B级、C级、D级、E级（按制造锅炉的压力分）3锅炉型号我国工业锅炉型号由三部分组成，各部分之间用短横线相连，如图1所示。燃料种类代号设计次序蒸发量（供热量）燃烧方式代号锅炉本体型式代号第一

6、部分过热蒸汽温度出水温度/回水温度介质出口压力第二部分第三部分图1锅炉型号说明型号的第一部分表示锅炉型式、燃烧方式和蒸发量。共分三段：第一段用两个汉语拼音字母代表锅炉本体型号，其意义见表1；第二段用一个汉语拼音字母代表燃烧方式（废热锅炉无燃烧方式代号），其意义见表2；第三段用阿拉伯数字表示蒸发量为若干t/h（热水锅炉用供热量表示，废热锅炉以受热面m2表示）。锅炉本体型式代号火管锅炉立式水管LS(立、水)立式火管LH(立、水)卧式内燃WN（卧、内）水管锅炉单锅筒横置式DL(单、立)单锅筒纵置式DZ（单纵）单锅筒立式DH（单、横）双锅筒纵置式SZ（双、纵）单锅

7、筒横置式SH（双、横）纵横锅筒式ZH（纵、横）强制循环式QX（强、循）燃烧方式代号燃烧方式代号固定炉排G（固）下饲式炉排A（下）活动手摇炉排H（活）往复退饲炉排W（往）链条炉排L（链）沸腾炉F（沸）抛煤机P（抛）半沸腾炉B（半）倒转炉排加抛煤机D（倒）室燃炉S（室）振动炉排Z（振）旋风炉X（旋）水管锅炉有快装、组装和散装三种型式。为了区别快装锅炉与其他两种型式，在型号的第一部分的第一段用K（快）代替锅筒数量代号，组成KZ（快、纵）、KL（快、立）三个型式代号。对纵横锅筒式也用KZ（快、纵）型式代号，强制循环式用KQ（快、强）型式代号。型号的第二部分表示蒸汽

8、（或热水）参数，共分两段，中间以斜线分开。第一段用阿拉伯数字表示额