[科普中国]-锅炉管束

所谓的锅炉管束就是布置在上、下锅筒之间的密集管束。管束与锅筒可以是胀接，也可以是焊接。管内的水及汽水混合物自然循环流动，受热强的管子为上升管，受热弱的管子为下降管。通常在管束中用耐火砖或铸铁板把烟道隔成几个流程，同时各流程的烟气流通截面随烟气温度降低而逐渐缩小，以保持足够高的烟气流速1。

简介锅炉管柬又称为对流管柬。它全部放置在烟道中，被烟气所冲刷。番对流管束的工业锅炉一般采用上、下双汽包结构，对流管柬就胀接或焊接在上下汽包之间。因为锅炉的工作压力低，汽包壁厚不大，制造比较容易，所以采用这种双汽包结构还是比较经济的2。

作用工业锅炉所供的蒸汽参数一般都较低，工质所需吸收的蒸发热比例很大，占总吸收热量的65%~80%。但是在锅炉炉膛中水冷壁只能吸收总能量的50%左右，这样还有15%~30%的蒸发热要到工业锅炉炉膛外面吸收。通常，在炉膛出口后面装设对流锅炉管束，用来吸收烟气的对流热量，保证锅炉蒸发量2。

结构与布置锅炉管束是由联接在上下两锅筒或上锅筒与下集箱之间的多排并列管构成的受热面。它是中、小型热水锅炉的主要对流受热面。锅炉管束的结构如图1所示。

锅炉管束所用的管子一般为Φ51mmX 3mm，管束内管子的排列可以是顺列，也可以是错列，前者结构简单，便于检修，后者在烟气作横向冲刷时，传热效果好。通常，锅炉管束的横向节距s1和纵向节距s2在下列范围内：s1=（2.0~2.5）d；s2=（2.0~2.5）d（对于顺列）；s2=（1.5~2.0）d（对于错列）3。

布置锅炉管束时，应尽量保证烟气对管束的均匀冲刷，并应考虑排放烟道积灰的可能性3。

水循环的安全锅炉管束属于工业锅炉的水管受热面，它由多排密集布置的管束组成，其特点是整个管束都吸收热量。锅炉管束内的工质靠自然循环来维持流动，关于它是怎样保证水循环安全工作的如下所述。

虽然锅炉管束本身不像水冷壁那样有专门的不受热下降管，但其布置上按烟气流动方向有前后之分。前半部分锅炉管束处的烟气温度高，吸热多，管子中工质含汽量多而且密度小；后半部分管束的烟气温度低，吸热量少，工质密度大。这样，锅炉管束前半部分汽水密度比后半部分要小，前半部分管束内的工质向上流动，后半部分管束内的工质向下流动，便形成了一个安全运转的水循环回路。另外，因为锅炉管束不在炉膛，所承受的热负荷不像水冷壁那样高，对安全工作有利。而且工业锅炉的工作压力低，汽水密度差很大，容易产生较大的循环推动力2。

烟气冲刷当烟气流向与管子中心线垂直时，为横向冲刷；当烟气流向与管子中心线平行时，则为纵向冲刷。锅炉管束被烟气冲刷时，可能同时存在这两种方式。为保证锅炉管束的传热效果，应注意使冲刷管束的烟气流速维持在一定的水平上。烟速越高，传热效果越好。因而在烟道中布置锅炉管束时，一般用耐火砖把烟道隔成几个流程。同时，各流程的烟气流通截面积随烟气温度降低而逐渐缩小，以保证烟气流速足够高。有时为了防止烟气从炉膛流入锅炉管束时结渣而堵塞烟气通道，而把入口的几排管子的管距加大，构成防渣管。当然，烟气流速也不能过大，否则会使烟气流经锅炉管束的阻力急剧增加，也使飞灰对管壁的磨损加剧。一般烟气流速以8~13m/s为宜2。

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任毅如 - 副教授 - 湖南大学