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蒸汽锅炉的发展演变

用于供热的蒸汽锅炉发展至今已有二百多年的历史,随着生产力水平的提高,锅炉也从初级阶段发展到目前的高级阶段。锅炉的结构形式、参数和热效率等都得到不断的改进和提高。

最初工业上应用的手烧炉为圆筒形火管锅炉,也称为锅壳式锅炉。它的结构简单、参数低、效率不高。其典型代表是考克兰锅炉,为立式横火管型。整个锅炉本体由锅壳、封头、前后管板、火管和炉胆等组成。

卧式锅壳锅炉也是一种老式的小型烟管锅炉,因锅壳纵向中心线与地面平行而得名。这种锅炉的种类和形式很多,常见的有康尼许单炉胆卧式锅炉和兰开夏双炉胆卧式锅炉。整个锅炉由锅壳、封头和炉胆三部分组成,除了墙头以外,锅壳的大部分都用炉墙砌没。这两种锅炉都属于内燃锅壳式锅炉。炉胆制成波浪形,可承受热膨胀。热效率仅55%左右,蒸发率不足30kg/(m2.h)。另外,还有卧式外燃回火管锅炉和卧式内燃回火管(干背或湿背)锅炉。上述锅炉结构简单、传热效果差,参数低,已不能适应社会生产力发展的需要。

现代工业锅炉不再采用这些锅炉,但也吸取这类锅炉的优点,即运行时压力和水位波动较小。蒸汽空间大,蒸汽带水少品质好。对水质要求低,烟风阻力小。于是,20世纪60年代出现了卧式快装锅炉。

采用水管锅炉是对老式锅炉的一个突破,它不仅大大改善了传热效果,而且受热面的布置也比较方便,并有利于清垢和除灰。水管锅炉与火管锅炉的根本区别是,前者汽水在管内流动,烟气在管外冲刷,后者则相反。

水管锅炉基本上分为直水管和弯水管锅炉两种。这类锅炉主要由锅筒、联箱、水冷壁和对流管束组成。还可布置尾部受热面,如经济器和空气预热器,以提高锅炉效率。水管锅炉的热效率可达65%~90%,单位面积蒸发量不低于25~60kg/(m2.h),每吨蒸汽发量消耗钢材5吨左右,工业锅炉每台蒸发量可达20~30t/h,蒸汽压力在2.5MPa以下。

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