汽包介紹

汽包是水管鍋爐中用以進(jìn)行汽水分離和蒸汽凈化，組成水循環(huán)回路并蓄存鍋水的筒形壓力容器。主要作用為接納省煤器來水，進(jìn)行汽水分離和向循環(huán)回路供水，向過熱器輸送飽和蒸汽。汽包中存有一定水量，具有一定的熱量及工質(zhì)的儲(chǔ)蓄，在工況變動(dòng)時(shí)可減緩汽壓變化速度，當(dāng)給水與負(fù)荷短時(shí)間不協(xié)調(diào)時(shí)起一定的緩沖作用。汽包中裝有內(nèi)部裝置，以進(jìn)行汽水分離、蒸汽清洗、鍋內(nèi)加藥、連續(xù)排污，藉以保證蒸汽品質(zhì)，見圖。

汽包是鍋爐中最笨重且價(jià)格昂貴的厚壁承壓部件。汽包不但承受很高的內(nèi)壓，而且由于運(yùn)行工況變化，還會(huì)由于壁溫的波動(dòng)產(chǎn)生熱應(yīng)力，因而工作條件惡劣，需進(jìn)行有效的運(yùn)行工況監(jiān)督。

汽包工作條件復(fù)雜，出現(xiàn)事故的后果嚴(yán)重，必須嚴(yán)格控制汽包所用材料的化學(xué)成分、機(jī)械性能和焊接與加工工藝質(zhì)量，并經(jīng)過一系列的嚴(yán)格檢驗(yàn)。銅筒由筒體和封頭構(gòu)成。

（1）筒體：指汽包的圓筒部分，它的內(nèi)徑和長度與循環(huán)方式、鍋爐容量、蒸汽參數(shù)及內(nèi)部設(shè)備結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。汽包筒體通常在多輥筒卷板機(jī)上卷制而成。亞臨界壓力鍋爐汽包筒壁太厚，需在巨型壓力機(jī)上壓制。

（2）封頭：亞臨界壓力鍋爐常為半球形，高壓、超高壓鍋爐常為橢球形，中壓鍋爐為較扁的橢球形，封頭上設(shè)有人孔，以便安裝和檢修內(nèi)部裝置。封頭在水壓機(jī)或油壓機(jī)上壓制成型。

汽包工作流程如下

1、從水冷壁來的汽水混合物經(jīng)過汽包上部引入管進(jìn)入汽包內(nèi)部，沿著汽包內(nèi)壁與弧形襯板形成的狹窄的環(huán)形通道流下，使汽水混合物以適當(dāng)?shù)牧魉倬鶆虻膫鳠峤o汽包內(nèi)壁，這樣克服了鍋爐啟停時(shí)汽包上下壁溫差過大的困難，可以較快的啟動(dòng)。

2、進(jìn)入汽包的汽水混合物分別進(jìn)入汽水旋風(fēng)分離器，利用改變流動(dòng)方向時(shí)的慣性進(jìn)行慣性分離，這是汽水混合物的第一次分離。

3、被分離出來的蒸汽仍帶有不少水分，從分離器頂部進(jìn)入波形板分離器，它裝在旋風(fēng)分離器頂部，帶有部分水滴的蒸汽在波形板間的縫隙中流動(dòng)，利用使水黏附在金屬壁面上形成水膜往下流。

4、二次分離后的蒸汽最后經(jīng)過蒸汽清洗，利用水的密度差進(jìn)行重力分離，這是三次分離。

5、蒸汽經(jīng)過三次分離后，達(dá)到了蒸汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，再由汽包頂部飽和蒸汽管引往屏式過熱器。

1、汽包中通常是屬于汽水共存的。在一定壓力的情況下，汽包內(nèi)水汽的溫度也不同（可參解水的特性表，即額定壓力下的額定飽和溫度），如果是在飽和狀態(tài)，水的溫度與汽的溫度是相同的。

2、汽包中水的循環(huán)是一種對(duì)流熱循環(huán)（除卻汽包外壁的熱輻射及煙管或外壁直接熱傳遞外），熱的水由于質(zhì)量輕往上走的過程中將熱量進(jìn)行交換，達(dá)到一定的熱量后，部分水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)。

汽包的作用主要有：

1、是工質(zhì)加熱、蒸發(fā)、過熱三過程的連接樞紐，保證鍋爐正常的水循環(huán)；

2、內(nèi)部有汽水分離裝置和連續(xù)排污裝置，保證鍋爐蒸汽品質(zhì)；

3、有一定水量，具有一定蓄熱能力，緩和汽壓的變化速度；

4、汽包上有壓力表、水位計(jì)、事故放水、安全閥等設(shè)備，保證鍋爐安全運(yùn)行。

在鍋爐起停過程中，汽包上下壁及內(nèi)外壁之間均有一定溫差，產(chǎn)生熱應(yīng)力，特別是高參數(shù)鍋爐汽包壁很厚，汽包往往成為限制起動(dòng)速度的主要部件，因此必須對(duì)汽包內(nèi)外壁及上下壁溫差進(jìn)行測量并加強(qiáng)監(jiān)督。

（1） 上下壁溫差： 自然循環(huán)鍋爐運(yùn)行和起停過程中，由于汽包內(nèi)汽和水對(duì)筒壁放熱的差異，起動(dòng)時(shí)上半部壁溫低于下半部，停爐時(shí)則相反，一般規(guī)定上下壁溫差應(yīng)≤50℃?，F(xiàn)代大型鍋爐有的在汽包內(nèi)周設(shè)置汽側(cè)夾層，使下半部筒壁與汽水混合物接觸，上下壁溫差將大為減小。

（2）內(nèi)外壁溫差：鍋爐起動(dòng)過程中，汽包內(nèi)工質(zhì)溫度不斷升高，因而內(nèi)壁溫度高于外壁，產(chǎn)生熱應(yīng)力σθ=0.245dt/dτS，MPa，式中dt/dτ為升溫速度，℃/h；S為汽包壁厚，mm。

通常限制鍋爐的汽包內(nèi)工質(zhì)升溫速度為1～2℃/min。 2100433B

汽包水位是鍋爐運(yùn)行中的一個(gè)重要參數(shù)。它反映了鍋爐蒸汽流量與給水量之間的平衡關(guān)系,保持汽包水位正常是鍋爐安全運(yùn)行的必要條件。

汽包水位測量的方法很多，如過去的浮力法、靜壓法、電容法和超聲波法等，但由于使用溫度、壓力和可靠性等條件限制，在鍋爐汽包水位測量中很少應(yīng)用。工業(yè)鍋爐汽包水位的測量，最傳統(tǒng)的是采用連通器式差壓測量法。隨著化工自動(dòng)化儀表的發(fā)展，汽包液位測量可以采用浮筒液位變送器、磁致伸縮液位變送器，更出現(xiàn)了更為先進(jìn)的新型智能鍋爐汽包液位計(jì)或液位開關(guān)。

由于汽包鍋爐的金屬消耗量比直流鍋爐多10%一15%，水容積比較大，所以汽包鍋爐的蓄熱能力較高，而且汽包的蒸汽空間可以儲(chǔ)存一定數(shù)量的蒸汽。當(dāng)燃料量不變，負(fù)荷變化時(shí)，鍋爐汽壓變化比較緩慢。

負(fù)荷增加，未進(jìn)行調(diào)整前，因燃料量不變，產(chǎn)汽量小于用汽量，汽壓必然下降。爐水的飽和溫度也要隨之下降，儲(chǔ)存在爐水和金屬中的一部分熱量使部分爐水汽化，產(chǎn)生少量蒸汽以彌補(bǔ)負(fù)荷的增加。儲(chǔ)存在汽包空間的蒸汽在汽壓下降時(shí)要膨脹，因而使得燃料未增加前壓力下降的速度減慢。反之，當(dāng)產(chǎn)汽量大于負(fù)荷時(shí)，一方面多余的蒸汽以壓縮的形式儲(chǔ)存在汽包蒸汽空間內(nèi)，另一方面多余的熱量以提高爐水飽和溫度和金屬溫度的形式儲(chǔ)存起來，從而減慢了汽壓上升的速度。汽包鍋爐蓄熱能力較高，使之自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷變化的能力較強(qiáng)，是其有利的一面。

當(dāng)汽壓變化進(jìn)行主動(dòng)調(diào)整時(shí)，由于同樣的道理，汽壓恢復(fù)正常的速度也較慢，這是不利的一面。掌握汽包鍋爐的這一特點(diǎn)，對(duì)正確調(diào)整負(fù)荷，保持汽壓穩(wěn)定是很有用的。例如，手動(dòng)調(diào)整汽壓時(shí)，如發(fā)現(xiàn)汽壓下降，說明鍋爐產(chǎn)汽量小于負(fù)荷，要及時(shí)增加燃料。如汽壓停止下降，說明產(chǎn)汽量與負(fù)荷在新的基礎(chǔ)上達(dá)到了平衡。要恢復(fù)到原有的汽壓，還需要再增加燃料。同樣的道理，當(dāng)汽壓上升時(shí)，要及時(shí)減少燃料，直至汽壓停止上升并恢復(fù)正常。

由于汽包鍋爐的蓄熱能力較高，燃料增減后，汽壓變化較慢，所以汽壓變化時(shí)要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，而不要等壓力超出規(guī)定的上下限時(shí)再進(jìn)行調(diào)整，這樣才能保持鍋爐汽壓比較平穩(wěn)。

汽包鍋爐在啟動(dòng)過程中就對(duì)汽包、水冷壁、省煤器、過熱器、再熱器等設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

對(duì)汽包的保護(hù)：⑴嚴(yán)格控制上水溫度、上水速度；⑵嚴(yán)格控制汽包上、下壁溫差和內(nèi)、外壁溫差不超過規(guī)定值；（3）嚴(yán)格控制升溫、升壓速度。

水冷壁的保護(hù)

（1）正確選擇和適當(dāng)輪換點(diǎn)火油噴嘴或燃燒器，使水冷壁受熱均勻；

（2）保證水冷壁各部膨脹均勻，對(duì)膨脹較小的水冷壁下聯(lián)箱進(jìn)行適當(dāng)放水；

（3）在點(diǎn)火初期，將鄰爐蒸汽引入下聯(lián)箱進(jìn)行加熱，加快水循環(huán)的建立。

過（再）熱器的保護(hù)

（1）點(diǎn)火時(shí)燃料量的增長速度不能太快；

（2）保持火焰中心不偏斜，充滿度好；

（3）開啟疏水門，及時(shí)疏水；

（4）降低火焰中心，控制爐膛出口煙溫；

（5）定期切換火嘴，減小熱偏差；

（6）合理使用噴水減溫器。

省煤器的保護(hù)：進(jìn)水時(shí)關(guān)閉再循環(huán)門，停止進(jìn)水時(shí)開啟再循環(huán)門或通過定排、連排系統(tǒng)放水，保持連續(xù)進(jìn)水。