[科普中国]-汽包

介绍

汽包是水管锅炉中用以进行汽水分离和蒸汽净化，组成水循环回路并蓄存锅水的筒形压力容器。主要作用为接纳省煤器来水，进行汽水分离和向循环回路供水，向过热器输送饱和蒸汽。汽包中存有一定水量，具有一定的热量及工质的储蓄，在工况变动时可减缓汽压变化速度，当给水与负荷短时间不协调时起一定的缓冲作用。汽包中装有内部装置，以进行汽水分离、蒸汽清洗、锅内加药、连续排污，藉以保证蒸汽品质，见图。

汽包是锅炉中最笨重且价格昂贵的厚壁承压部件。汽包不但承受很高的内压，而且由于运行工况变化，还会由于壁温的波动产生热应力，因而工作条件恶劣，需进行有效的运行工况监督。

结构和材料汽包工作条件复杂，出现事故的后果严重，必须严格控制汽包所用材料的化学成分、机械性能和焊接与加工工艺质量，并经过一系列的严格检验。铜筒由筒体和封头构成。

（1）筒体：指汽包的圆筒部分，它的内径和长度与循环方式、锅炉容量、蒸汽参数及内部设备结构形式有关。汽包筒体通常在多辊筒卷板机上卷制而成。亚临界压力锅炉汽包筒壁太厚，需在巨型压力机上压制。

（2）封头：亚临界压力锅炉常为半球形，高压、超高压锅炉常为椭球形，中压锅炉为较扁的椭球形，封头上设有人孔，以便安装和检修内部装置。封头在水压机或油压机上压制成型。1

工作流程汽包工作流程如下

1、从水冷壁来的汽水混合物经过汽包上部引入管进入汽包内部，沿着汽包内壁与弧形衬板形成的狭窄的环形通道流下，使汽水混合物以适当的流速均匀的传热给汽包内壁，这样克服了锅炉启停时汽包上下壁温差过大的困难，可以较快的启动。

2、进入汽包的汽水混合物分别进入汽水旋风分离器，利用改变流动方向时的惯性进行惯性分离，这是汽水混合物的第一次分离。

3、被分离出来的蒸汽仍带有不少水分，从分离器顶部进入波形板分离器，它装在旋风分离器顶部，带有部分水滴的蒸汽在波形板间的缝隙中流动，利用使水黏附在金属壁面上形成水膜往下流。

4、二次分离后的蒸汽最后经过蒸汽清洗，利用水的密度差进行重力分离，这是三次分离。

5、蒸汽经过三次分离后，达到了蒸汽质量标准，再由汽包顶部饱和蒸汽管引往屏式过热器。

水循环1、汽包中通常是属于汽水共存的。在一定压力的情况下，汽包内水汽的温度也不同（可参解水的特性表，即额定压力下的额定饱和温度），如果是在饱和状态，水的温度与汽的温度是相同的。

2、汽包中水的循环是一种对流热循环（除却汽包外壁的热辐射及烟管或外壁直接热传递外），热的水由于质量轻往上走的过程中将热量进行交换，达到一定的热量后，部分水转化为气态。

作用汽包的作用主要有：

1、是工质加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽，保证锅炉正常的水循环；

2、内部有汽水分离装置和连续排污装置，保证锅炉蒸汽品质；

3、有一定水量，具有一定蓄热能力，缓和汽压的变化速度；

4、汽包上有压力表、水位计、事故放水、安全阀等设备，保证锅炉安全运行。

工况监督在锅炉起停过程中，汽包上下壁及内外壁之间均有一定温差，产生热应力，特别是高参数锅炉汽包壁很厚，汽包往往成为限制起动速度的主要部件，因此必须对汽包内外壁及上下壁温差进行测量并加强监督。

（1） 上下壁温差： 自然循环锅炉运行和起停过程中，由于汽包内汽和水对筒壁放热的差异，起动时上半部壁温低于下半部，停炉时则相反，一般规定上下壁温差应≤50℃。现代大型锅炉有的在汽包内周设置汽侧夹层，使下半部筒壁与汽水混合物接触，上下壁温差将大为减小。

（2）内外壁温差：锅炉起动过程中，汽包内工质温度不断升高，因而内壁温度高于外壁，产生热应力σθ=0.245dt/dτS，MPa，式中dt/dτ为升温速度，℃/h；S为汽包壁厚，mm。

通常限制锅炉的汽包内工质升温速度为1～2℃/min。2