3.2　蒸汽鍋爐

蒸汽鍋爐按其煙氣與受熱面的相對(duì)位置，分煙管鍋爐、煙管水管組合鍋爐和水管鍋爐三類。煙管鍋爐的特點(diǎn)是煙氣在火筒和為數(shù)眾多的煙管內(nèi)流動(dòng)換熱；水管鍋爐是水在管內(nèi)流動(dòng)，煙氣在管外流動(dòng)而進(jìn)行換熱；煙管水管組合鍋爐則是兩者兼而有之，介于煙管鍋爐和水管鍋爐之間的一種鍋爐。

3.2.1　煙管鍋爐

煙管鍋爐，也稱火管鍋爐，目前廣泛使用于蒸汽需要量不大的用戶，以滿足生產(chǎn)和生活的需要。

煙管鍋爐按其鍋筒放置方式，分立式和臥式兩類，它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上的共同特點(diǎn)都是有一個(gè)大直徑的鍋筒，其內(nèi)部有火筒和為數(shù)眾多的煙管。

（1）立式煙管鍋爐

立式煙管鍋爐有豎煙管和橫煙管等多種型式。因它的受熱面布置受到鍋筒結(jié)構(gòu)的限制，容量一般較小，蒸發(fā)量大多在0.5t/h以下，可以配置燃煤、燃油和燃?xì)飧鞣N燃燒設(shè)備。對(duì)于燃煤鍋爐，通常配置手燒爐，為改善燃燒以節(jié)約燃料和減少煙塵對(duì)環(huán)境的污染，大多采用雙層爐排手燒爐或配置簡(jiǎn)單機(jī)械加煤裝置，如抽板頂升加煤機(jī)等。

①立式套筒鍋爐　圖3-3所示為一配置燃油爐的立式套筒鍋爐。該鍋爐由美國(guó)富爾頓鍋爐廠生產(chǎn)，因此也稱富爾頓鍋爐。內(nèi)筒中，爐膛為輻射受熱面，外筒為對(duì)流受熱面。內(nèi)外筒之間的兩端用環(huán)形平封頭圍封，構(gòu)成此型鍋爐的汽、水空間——汽鍋。油燃燒器裝置在頂部，燃燒所需的空氣由位于爐頂?shù)乃惋L(fēng)機(jī)切向送入，油燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠跔t內(nèi)強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)并自上而下流至鍋爐底部，然后從布置在底部的煙氣出口折返進(jìn)入外筒和鍋爐外殼內(nèi)側(cè)保溫層（爐墻）之間的環(huán)形煙道向上，縱向沖刷帶肋片的外筒受熱面，最后煙氣通過(guò)上部出口排入煙囪。為了延長(zhǎng)高溫?zé)煔庠跔t膽的逗留時(shí)間和提高火焰的充滿度，此型鍋爐的爐膽內(nèi)還設(shè)置有環(huán)形火焰滯留器，使之燃燒充分和強(qiáng)化傳熱。

這種鍋爐的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模為4～100鍋爐馬力（63～1565kg/h），其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，水容量相對(duì)其他立式煙管鍋爐大，能適應(yīng)負(fù)荷變化，且對(duì)水質(zhì)要求也不高，但煙氣流程較短，排煙溫度較高。為提高鍋爐效率，這種鍋爐也有將外筒所帶直形肋片改為螺旋形的，增加煙氣擾動(dòng)和延長(zhǎng)煙氣流程以改善傳熱。

②立式煙管鍋爐　圖3-4所示為一配置雙層爐排手燒爐的立式橫煙管鍋爐。水冷爐排管和爐膽內(nèi)壁的一部分構(gòu)成了鍋爐的輻射受熱面；橫貫鍋筒的眾多煙管為鍋爐的主要對(duì)流受熱面。

煤由人工通過(guò)上爐門加在水冷爐排上，在上、下?tīng)t排上燃燒后生成的煙氣經(jīng)爐膛出口進(jìn)入下煙箱，而后縱向沖刷流經(jīng)第一、二水平煙管管束，最后匯集于后上煙箱再經(jīng)煙囪排入大氣。為進(jìn)一步降低排煙溫度，也有在后上煙箱上方增設(shè)余熱水箱的型式。

此型鍋爐除橫煙管外，也有布置豎煙管和橫水管的組合型式，它們都具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地小，不需要磚工，便于安裝和搬遷等優(yōu)點(diǎn)，但因爐膛內(nèi)置，為內(nèi)燃式爐子，在燃用低質(zhì)煤時(shí)會(huì)因爐溫較低，難以燃燒和燃盡，熱效率和出力都將有所降低。所以，此型鍋爐只適宜燃用較好的煙煤。

（2）臥式煙管鍋爐

這類鍋爐根據(jù)爐子所在位置，分爐子置于鍋筒內(nèi)的內(nèi)燃式和爐子置于鍋筒外的外燃式兩種。目前國(guó)產(chǎn)的多數(shù)系內(nèi)燃式，配置有鏈條爐、燃油爐和燃?xì)鉅t等多種燃燒設(shè)備。圖3-5所示為一配置鏈條爐排的WNL4-1.3-A型臥式煙管鍋爐。

在臥置的鍋筒內(nèi)有一具有彈性的波形火筒，火筒內(nèi)設(shè)置了鏈條爐排。鍋筒左、右側(cè)及火筒上部都布置了煙管；火筒和煙管都沉浸在鍋筒內(nèi)的水容積里，鍋爐的上部約1/3空間是汽容積，爐排以上的火筒內(nèi)壁是主要輻射受熱面，而煙管為對(duì)流受熱面。

煙氣在鍋爐內(nèi)呈三個(gè)回程流動(dòng)，故也稱三回程鍋爐。燃燒后的煙氣在火筒內(nèi)向后流動(dòng)，為煙氣第一回程；煙氣經(jīng)后煙箱導(dǎo)入左、右側(cè)煙管，向爐前流動(dòng)，是第二回程；煙氣至前煙箱匯集后，進(jìn)入火筒上部的煙管向后流動(dòng)，為第三回程，最后經(jīng)省煤器由引風(fēng)機(jī)排入煙囪。

這種鍋爐的容量有2t/h和4t/h兩種，水容量較大，能適應(yīng)負(fù)荷變化；對(duì)水質(zhì)要求也低。由于采用機(jī)械通風(fēng)，流經(jīng)煙管的煙速較高，強(qiáng)化了傳熱，鍋爐的熱效率可達(dá)70%以上。此外，這種鍋爐的本體、送風(fēng)機(jī)、鏈條爐排以及變速裝置等組裝在底盤(pán)上整體出廠，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)輸和安裝較為方便。

但是，臥式煙管鍋爐因煙管多而長(zhǎng)，剛性大，煙管與管板的接口容易滲漏；煙管之間距離小，清除水垢困難；由于煙管水平設(shè)置，易積煙灰，妨礙傳熱，通風(fēng)阻力大；因是內(nèi)燃式爐子，燃燒條件較差，不宜燃用低質(zhì)煤；爐排的裝拆、維修也不甚方便。

圖3-6所示是一配置燃油爐或燃?xì)鉅t的此型鍋爐，燃燒和運(yùn)行工況較為良好。火筒中部采用波形結(jié)構(gòu)以減少剛性。為強(qiáng)化傳熱，煙管采用?51mm×3mm無(wú)縫鋼管碾壓而成的雙面螺紋管。據(jù)試驗(yàn)資料，當(dāng)煙速為35m/s時(shí)，雙面螺紋管的傳熱系數(shù)為光管的1.42倍，阻力為光管的1.9倍。爐膛內(nèi)為微正壓燃燒（約2000Pa），鍋爐可以不用引風(fēng)機(jī)。在爐膛前部，通常用耐火材料砌筑拱璇，以達(dá)到蓄熱、穩(wěn)定燃燒和增強(qiáng)輻射的目的。

圖3-7所示是一臺(tái)與眾不同的燃油鍋爐。其不同之處在于：①雖然同為三回程，但它的第二回程只是一根大直徑鋼管，僅作高溫?zé)煔庥珊蠓登暗耐ǖ烙茫虎诘谌爻痰膶?duì)流管是將兩根鋼管套在一起經(jīng)熱擠壓而成，里面的管子以其折疊的縱向筋條構(gòu)成一個(gè)2.5倍于普通鋼管的受熱面，因此相比相同容量的鍋爐，結(jié)構(gòu)尺寸大為縮小；③它裝置的燃燒器具有引導(dǎo)煙氣再循環(huán)的功能（布設(shè)在爐板內(nèi)，不占地方），有效提高了燃燒效率和減少了污染物的排放；④此型的供熱鍋爐（容量較大）是分體式的，燃燒室和對(duì)流受熱面分別構(gòu)建為上、下兩個(gè)圓筒體，可以單獨(dú)搬運(yùn)，特別適合空間窄小的場(chǎng)地安裝使用；⑤它有一個(gè)帶菜單引導(dǎo)的自控、調(diào)節(jié)操作儀和爐頂行走平臺(tái)；⑥根據(jù)用戶要求，還可以提供帶可滑行的燃燒器滑座，以使供熱鍋爐的安裝、維修以及燃燒器的調(diào)整十分方便。

3.2.2　煙管水管組合鍋爐

煙管水管組合鍋爐是在臥式外燃煙管鍋爐的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種鍋爐。如圖3-8所示，它在鍋爐外部增設(shè)左右兩排?63.5mm×4mm水冷壁管，上、下端分別接于鍋筒和集箱。左右兩側(cè)集箱的前后兩端分別裝接有一個(gè)大口徑（?133mm×6mm）的下降管，與水冷壁管一起組成了一個(gè)較為良好的水循環(huán)系統(tǒng)。此外，在鍋爐后部的轉(zhuǎn)向煙道內(nèi)還布置了靠墻受熱面——一排后棚管，其上端與鍋筒后封頭相接，下端接于集箱；而后棚管的集箱則又通過(guò)粗大的短管與兩側(cè)水冷壁集箱接通，構(gòu)成了后棚管的水循環(huán)系統(tǒng)。可見(jiàn)，煙管構(gòu)成了該鍋爐的主要對(duì)流受熱面，水冷壁管和大鍋筒下腹壁面則為鍋爐的輻射受熱面。

圖3-8所示為一KZL4-1.3-A型鍋爐，由于爐膛移置于鍋筒外面，構(gòu)成了一個(gè)外燃爐膛，其空間尺寸不再受到限制，燃燒條件有所改善。它采用輕型鏈帶式爐排，由液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)和調(diào)節(jié)。爐膛內(nèi)設(shè)前、后拱，前拱為弧形吊拱，后拱為平拱，前、后拱對(duì)爐排的覆蓋率分別為25%和15%。爐排下設(shè)分區(qū)送風(fēng)風(fēng)室，風(fēng)室間用帶有彈簧的鋼板分隔。燃燒形成的高溫?zé)煔鈴暮蠊吧戏阶髠?cè)出口進(jìn)入鍋筒中的下半部煙管，流動(dòng)至爐前再經(jīng)前煙箱導(dǎo)入上半煙管，最終在爐后匯集，經(jīng)省煤器和除塵裝置由引風(fēng)機(jī)排入煙囪。煙氣的流動(dòng)也是經(jīng)過(guò)三個(gè)回程。燃盡后的灰渣落入灰槽，由螺旋出渣機(jī)排出；漏煤則由爐排帶至爐前灰室，由人工定期排出。

這種鍋爐的蒸發(fā)量有0.5t/h、1t/h、2t/h、4t/h等多種規(guī)格。由于水冷壁緊密排列，為減薄爐墻和用輕質(zhì)絕熱材料創(chuàng)造了條件，使?fàn)t體結(jié)構(gòu)更加緊湊，可組裝出廠，因此，這種鍋爐俗稱快裝鍋爐，應(yīng)用較為普遍，曾占全國(guó)工業(yè)鍋爐相當(dāng)大的比例，對(duì)我國(guó)工業(yè)鍋爐的技術(shù)進(jìn)步和節(jié)約能源起了一定的作用。但它畢竟是以眾多煙管為主體的一種鍋爐，鍋殼內(nèi)有一個(gè)小煙室，而小煙室不僅制造工藝復(fù)雜，煙氣流通局部阻力大，對(duì)于鍋殼底部鍋水的排污也有阻礙；實(shí)際運(yùn)行中也存在煤種適應(yīng)性較差，出力不足，運(yùn)行熱效率偏低等現(xiàn)象，而且爐拱形式、分段配風(fēng)、側(cè)密封以及爐墻保溫結(jié)構(gòu)等也都存在一定的缺陷，目前僅在特殊行業(yè)，如木材干燥中仍有生產(chǎn)與應(yīng)用。

為了克服上述缺點(diǎn)，對(duì)KZL型鍋爐進(jìn)行了改進(jìn)，開(kāi)發(fā)了煙、水管臥式快裝鏈條爐排鍋爐，如圖3-9所示。它的鍋筒偏置，煙氣的第二回程為水管對(duì)流管束，第三回程則由煙管束組成，尾部布置有鑄鐵省煤器。燃燒設(shè)備采用大塊爐排片鏈條排爐，分倉(cāng)送風(fēng)；爐排傳動(dòng)則采用雙速四擋調(diào)速裝置。同時(shí)，該鍋爐還配有高、低水位報(bào)警和超壓保護(hù)等安全裝置。

此型鍋爐由于采用偏置鍋筒的結(jié)構(gòu)形式，加之鍋筒底部又設(shè)置護(hù)底磚襯，使鍋筒下腹筒壁不再受爐膛高溫的直接輻射，從而提高了鍋爐的安全性。在較高大的爐膛中，設(shè)置了低而長(zhǎng)的后拱（爐排覆蓋率約為40%）及弧形前拱（覆蓋率約為25%），煤種適應(yīng)性較好。采用了大塊爐排片，工作壽命延長(zhǎng)，爐排漏煤損失有所減小。此外，因爐膛容積較大，第二回程又布置以煙速較低的水管對(duì)流管束煙管，使大量粗粒飛灰沉降其中，有助于降低鍋爐本體出口的煙塵濃度。再者，此型鍋爐的保溫結(jié)構(gòu)有兩層：在水冷壁管外側(cè)先增砌薄型耐火墻，其外再敷以硅酸鋁纖維氈，從而改善了爐體保溫和密封性能。

全國(guó)在役工業(yè)鍋爐中，DZL型鍋爐所占比例較大。多年運(yùn)行實(shí)踐和熱工復(fù)測(cè)結(jié)果表明，它的結(jié)構(gòu)較為合理，安全可靠性好；燃燒穩(wěn)定，能保證出力，運(yùn)行熱效率可達(dá)77%～81%；排煙的黑度和含塵濃度都符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定；而且煤種適應(yīng)能力也較強(qiáng)。所不足的是，金屬耗量高，約為同容量KZL型鍋爐的1.5倍；制造復(fù)雜，耗工較多，以致制造成本過(guò)高，使其推廣受到一定限制。

除采用鏈條爐排外，臥式外燃水火管鍋爐還有采用拋煤機(jī)倒轉(zhuǎn)鏈條爐排的鍋爐，以及往復(fù)爐排爐。

3.2.3　水管鍋爐

水管鍋爐與煙管鍋爐相比，在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有特大直徑的鍋筒，富有彈性的彎水管替代直煙管，不但節(jié)約金屬，更為提高容量和蒸汽參數(shù)創(chuàng)造了條件。在燃燒方面，可以根據(jù)燃用燃料的特性自如處理，從而改善了燃燒條件，使熱效率有較大的提高。從傳熱學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，可以盡量組織煙氣對(duì)水管受熱面作橫向沖刷，傳熱系數(shù)比縱向沖刷的煙管要高。此外，因水管鍋爐有良好的水循環(huán)，水質(zhì)一般又都經(jīng)嚴(yán)格處理，所以即便在受熱面蒸發(fā)率很高的條件下，金屬壁也不致過(guò)熱而損壞。加上水管鍋爐受熱面的布置簡(jiǎn)便，清垢除灰等條件也比煙管鍋爐好，因此它在近百年中得到了迅速發(fā)展。

水管鍋爐型式繁多，構(gòu)造各異。橫水管鍋爐中水管呈水平或微斜布置對(duì)水循環(huán)很不利，而直水管鍋爐中水管挺直，剛性大而缺乏彈性，對(duì)緩解熱應(yīng)力和制造應(yīng)力不利，因此目前均為豎彎水管鍋爐。豎彎水管鍋爐按鍋筒數(shù)目有單鍋筒和雙鍋筒之分；按鍋筒放置形式又可分為立置式、縱置式和橫置式；按管子的布置方位可分為橫水管鍋爐和豎水管鍋爐；按管子的形狀可分為直水管鍋爐和彎水管鍋爐。

（1）立置式水管鍋爐

①自然循環(huán)鍋爐　這是一種鍋筒立置，由環(huán)形的上、下集箱和焊接其間的直水管組成的燃油鍋爐，其結(jié)構(gòu)如圖3-10所示。直水管沿環(huán)形上下集箱圓周布置有內(nèi)外兩層，內(nèi)層包圍的空間為爐膛，內(nèi)外兩層之間豎直的“狹縫”為煙氣的對(duì)流煙道。小容量的此型鍋爐的直水管為光管，較大容量鍋爐的直水管外側(cè)焊有鰭片。

燃燒器置于爐頂，燃料油由燃燒器噴出著火后在爐膛中燃燒放熱，經(jīng)與由內(nèi)圈直管內(nèi)側(cè)管壁組成的輻射受熱面換熱后，煙氣通過(guò)靠爐前側(cè)的爐膛出口，分左右兩路進(jìn)入對(duì)流煙道并環(huán)繞向后流動(dòng)，橫向沖刷由內(nèi)管外側(cè)和外管內(nèi)側(cè)壁面組成的對(duì)流受熱面，在爐后匯合進(jìn)入出口煙箱，最后經(jīng)煙囪排入大氣。

鍋爐的給水由下集箱進(jìn)入，沿直水管向上，邊流動(dòng)邊吸熱，汽水混合物進(jìn)入上集箱，蒸汽經(jīng)汽水分離器分離后，通過(guò)主蒸汽閥送往用戶。分離下來(lái)的水則通過(guò)下降管道流回下集箱，形成水的自然循環(huán)回路。

鍋爐爐膛水冷程度大，爐內(nèi)溫度較低，能抑制和減少NO_x的形成，有利于環(huán)境保護(hù)；而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、占地少，采用微電腦全自動(dòng)控制，操作也十分方便。但由于它的水容量小，當(dāng)外界負(fù)荷變化或間斷給水時(shí)，汽壓變化較大；同時(shí)對(duì)給水水質(zhì)要求較高，除垢清垢困難。

此型鍋爐國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品有多種規(guī)格，蒸發(fā)量為100～400kg/h，蒸氣壓為0.7～1.2MPa；外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）為0.965m×0.715m×1.525m（小的），2.815m×2.230m×4.0m（大的）。

②強(qiáng)制循環(huán)直流鍋爐　直流鍋爐是指給水在水泵壓頭作用下，順序一次通過(guò)加熱、蒸發(fā)和過(guò)熱各個(gè)受熱面便產(chǎn)生額定參數(shù)的蒸汽的鍋爐。工況穩(wěn)定時(shí)，直流鍋爐的給水量等于蒸發(fā)量，循環(huán)倍率為1，因此，對(duì)給水水質(zhì)和參數(shù)控制以及鍋爐安全的要求很高，這也是以往低參數(shù)小型鍋爐不采用直流鍋爐的原因所在。

圖3-11所示是一臺(tái)雙套筒直流燃油鍋爐，由單根盤(pán)管旋繞成兩個(gè)直徑不同的同心圓筒體構(gòu)成。內(nèi)筒的內(nèi)側(cè)包圍的空間為爐膛，其壁面為該鍋爐的輻射受熱面；內(nèi)筒外側(cè)面和外筒全部筒壁為對(duì)流受熱面。

由圖3-11可見(jiàn)，此型鍋爐煙氣為三回程，裝置于爐頂?shù)娜紵飨蛳聡婌F燃燒，至爐底為第一回程；煙氣折返向上在內(nèi)外筒之間的通道流至爐頂為第二回程；煙氣再次折返向下流經(jīng)外筒與外殼保溫層（爐墻）之間的通道（第三回程）后，最后由下側(cè)出口流出至煙囪。

給水從總體上說(shuō)是經(jīng)歷先下后上兩個(gè)回程，即從外筒上端進(jìn)入，盤(pán)繞向下流至外筒下端后進(jìn)入內(nèi)筒下端，再盤(pán)繞向上流至內(nèi)筒上端成為蒸汽流出。此型鍋爐的盤(pán)管管徑采用內(nèi)筒小、外筒大的形式，同樣較好地適應(yīng)了汽水受熱膨脹，從而減緩其流速和流動(dòng)阻力。

此型鍋爐的煙氣經(jīng)歷了三個(gè)回程，流程長(zhǎng)，可自如地布置對(duì)流受熱面；煙氣與給水為逆向流動(dòng)，強(qiáng)化了對(duì)流換熱，能有效降低和控制排煙溫度，提高鍋爐效率。再者，受熱面設(shè)計(jì)為彈性結(jié)構(gòu)，由盤(pán)管組成，承受壓力變化和熱膨脹能力大為改善。當(dāng)然，它也存在直流鍋爐的共有缺點(diǎn)，即水質(zhì)要求高，泵的耗電大。

此型鍋爐也有臥式設(shè)計(jì)的，爐膛部分仍為“雙套筒”形式，但在爐膛后端的一段圓柱形空間里，向里、向后多布置了幾層（圈）盤(pán)管作為對(duì)流（部分輻射）受熱面，前視形似盤(pán)式蚊香，這些受熱面接受部分輻射熱，煙氣橫向沖刷它們后折返并分左右兩路進(jìn)入內(nèi)、外筒組成的煙道，至爐前端再折返入外筒、外殼保溫層組成的煙道，也呈三回程流動(dòng)。與立式相比，燃燒器置于爐前，更便于操作和檢修，而且盤(pán)管可從爐前方方便地抽出，克服了立置式直流鍋爐吊出盤(pán)管時(shí)鍋爐房需有較大高度空間的缺點(diǎn)。

（2）橫置式水管鍋爐

鍋筒縱向中心線與鍋爐前后墻平行的鍋爐稱為橫鍋筒鍋爐，有雙鍋筒（上下布置）和單鍋筒之分。工業(yè)鍋爐中這種類型以雙鍋筒居多，舊式的單鍋筒橫置式分聯(lián)箱鍋爐（又稱拔白葛型）已不再生產(chǎn)。現(xiàn)役及現(xiàn)生產(chǎn)的橫置式水管鍋爐有爐排式、流化床式及室燃式。

①鏈條爐排式橫鍋筒鍋爐　早期的橫鍋筒水管鍋爐有人工投煤的固定爐排型，但是目前以鏈條爐排為主要產(chǎn)品，這種形式的水管鍋爐國(guó)內(nèi)產(chǎn)品很多，在較大的工業(yè)鍋爐中使用最廣，最典型的產(chǎn)品是圖3-1所示的SHL10-1.25-A型，在配置燃燒設(shè)備方面，它不單限于層燃爐，也適宜配置室燃爐。雙鍋筒橫式鍋爐的上下鍋筒及其間的管束被橫向懸置在爐膛之后，燃燒所生成的煙氣從爐膛后部上方煙窗流出，經(jīng)凝渣管后進(jìn)入管束中的過(guò)熱器煙道，然后向下，從管束下部對(duì)管束作前后三次曲折向上的沖刷繞行，再?gòu)纳喜砍隹诖跋蚝罅髦廖膊繜煹溃来瘟鬟^(guò)省煤器和空氣預(yù)熱器后排出鍋爐。這種鍋爐20t/h的蒸發(fā)量很常見(jiàn)，已具有中、大型鍋爐的特點(diǎn)：燃燒設(shè)備機(jī)械化程度高，受熱面高效齊全，鍋爐效率高；但鍋爐整體性差，構(gòu)架和爐墻復(fù)雜，金屬耗量較大。在蒸發(fā)量不大時(shí)，也配用往復(fù)爐排，如SHW4-10型。

②沸騰燃燒式橫鍋筒鍋爐　除爐排爐外，鍋筒橫置式水管鍋爐還有沸騰燃燒式，圖3-12為一循環(huán)流化床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，可燃用粒徑為0～8mm的石煤、煤矸石等一類低發(fā)熱量燃料。爐膛不分沸騰段和懸浮燃燒段，其出口直接與分離器相接。來(lái)自爐膛的高溫?zé)煔饨?jīng)分離器進(jìn)入對(duì)流管束，而被分離下來(lái)的飛灰則經(jīng)回料器重新返回爐內(nèi)，與新添加的煤一起繼續(xù)燃燒，并再次被氣流攜帶出爐膛，如此往返不斷地“循環(huán)”。調(diào)節(jié)循環(huán)灰量、給煤量和風(fēng)量，即可實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié)，燃盡的灰渣則從爐子下部的排灰口排出。

該循環(huán)流化床鍋爐的本體由流化床爐膛四周的水冷壁、上下橫置的鍋筒間的對(duì)流管束及尾部鰭片式鑄鐵省煤器組成。有的回料器處還布置有外置式換熱器，回收灰的余熱，并使蒸汽過(guò)熱。

③雙鍋筒橫置式室燃爐　圖3-13為SHS20-2.5/400-A型鍋爐，是雙鍋筒橫置式室燃爐的一種典型產(chǎn)品，配用煤粉爐。如果從煙氣在鍋爐內(nèi)部的整個(gè)流程來(lái)看，鍋爐本體恰被布置成“M”形，所以這種鍋爐也稱為M形水管鍋爐（也有稱其為“Π”形的）。

這臺(tái)鍋爐的前墻上并排布置著兩個(gè)煤粉噴燃器，爐膛的內(nèi)壁全布滿了水冷壁管——全水冷式，以充分利用輻射換熱。爐膛后墻上部的煙氣出口煙窗，水冷壁管被拉稀，形成防渣管。爐底由前、后墻水冷壁管延伸彎制成冷灰斗。

煤粉經(jīng)噴燃器噴入爐膛燃燒，高溫?zé)煔獯┻^(guò)后墻上方的防渣管進(jìn)入蒸汽過(guò)熱器，轉(zhuǎn)180°再?zèng)_刷對(duì)流管束，而后經(jīng)鋼管式省煤器、空氣預(yù)熱器離開(kāi)鍋爐本體。爐內(nèi)煙氣中的灰粒經(jīng)冷灰斗粒化后借自重滑落入渣室，用水力沖渣器除去。

雙鍋筒M形水管鍋爐，配置煤粉爐是較合適的，因?yàn)槊悍鄢蕬腋∪紵枰^大的爐膛空間，在采用M形布置時(shí)不受對(duì)流管束的牽制。當(dāng)然，燃油燃?xì)庖餐瑯舆m合。

（3）縱置式水管鍋爐

鍋筒縱向中心線與鍋爐前后墻垂直的鍋爐稱為鍋筒縱置式水管鍋爐，有雙鍋筒（上下布置）和單鍋筒之分，也以雙鍋筒型居多。過(guò)去也存在手燒式固定爐排爐，目前多被機(jī)械式爐排所取代。

①單鍋筒縱置式水管鍋爐　這種單筒鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于其鍋爐管束不是直接由上部鍋筒和下部大直徑集箱連成，而是采用組合式，即先在較小直徑的上、下兩集箱之間安裝上數(shù)排管子構(gòu)成一個(gè)組件，然后將若干組件的上集箱沿鍋筒長(zhǎng)度與鍋筒垂直連接，各組件的下集箱則通過(guò)連接管與一個(gè)在鍋筒下方、并與之平行的匯合集箱垂直地相連，匯合集箱則通過(guò)若干下降管與鍋筒相連。這種鍋爐本體的形式最適用于煙氣作二回程流動(dòng)，因此常用于拋煤機(jī)倒轉(zhuǎn)鏈條爐排的燃燒（DZD型），但也可采用其他燃燒裝置。從前往后看，DZD型鍋爐本體的外形很像“A”字，因此又稱為A形鍋爐，或人字形鍋爐。A形鍋爐的突出優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、對(duì)稱、容易制成快裝、金屬耗量小，其缺點(diǎn)是鍋爐管束布置受結(jié)構(gòu)限制，其制造和維修比較麻煩。

DZD形鍋爐與前述DZL型鍋爐的最主要區(qū)別是鍋筒內(nèi)沒(méi)有煙管，且對(duì)流管束呈對(duì)稱布置。

A形鍋爐的容量一般在2～20t/h，最大容量可達(dá)45t/h，圖3-14所示為一臺(tái)DZD20-2.5/400-A型拋煤機(jī)倒轉(zhuǎn)鏈條爐排鍋爐。鍋筒位于爐膛的正上方，兩組對(duì)流管束對(duì)稱地設(shè)置于爐膛兩側(cè)，構(gòu)成了A或人字形布置形式。爐內(nèi)四壁均布置有水冷壁，前墻水冷壁的下降管直接由鍋筒引下，后墻及兩側(cè)墻水冷壁的下降管則由對(duì)流管束的下集箱引入；兩側(cè)的水冷壁下集箱又兼作鏈條爐排的防渣箱。

為了保證有足夠大的爐膛體積和流經(jīng)對(duì)流管束的煙速，同時(shí)也便于從運(yùn)行的側(cè)面窺視和操作，采用對(duì)流管束短、水冷壁管長(zhǎng)的鍋爐結(jié)構(gòu)，對(duì)流管束下集箱的標(biāo)高比爐排面高；由于高溫的爐膛被對(duì)流管束包圍，兩側(cè)爐墻所接觸的煙氣溫度較低，這不但減少了散熱損失，而且為配置較薄的輕質(zhì)爐墻提供了可能性。

此型鍋爐配置了機(jī)械風(fēng)力拋煤機(jī)和倒轉(zhuǎn)鏈條爐排，新煤大部分拋向爐膛后部，并在此開(kāi)始著火燃燒。隨著鏈條爐排的由后向前逐漸移動(dòng)，煤也逐漸燒盡，最后灰渣在鍋爐前端落入灰渣斗。爐內(nèi)高溫?zé)煔饨?jīng)靠近前墻的左右兩側(cè)的狹長(zhǎng)的煙囪進(jìn)入對(duì)流煙道，煙氣由前向后流動(dòng)，橫向沖刷對(duì)流管束。蒸汽過(guò)熱器就布置在右側(cè)前半部對(duì)流煙道中，是對(duì)流受熱面的一部分。在爐后的頂部，左右兩側(cè)的煙氣相匯合，折轉(zhuǎn)90°向下，依次流過(guò)鑄鐵省煤器和空氣預(yù)熱器，經(jīng)除塵器最后排入煙囪。

由于采用了拋煤機(jī)，此爐型內(nèi)不設(shè)置前、后拱，并由于燃料在拋灑過(guò)程中就受熱焦化，并在拋煤機(jī)的風(fēng)力作用下，部分細(xì)屑燃料懸浮于爐膛空間燃燒，從而可以提高爐排可見(jiàn)熱強(qiáng)度，即可減縮爐排面積，但這種細(xì)屑的粒徑較大，燃燒條件遠(yuǎn)不及煤粉爐優(yōu)越，往往來(lái)不及燃盡就飛離爐膛；在對(duì)流煙道底部雖設(shè)置了飛灰回收再燃裝置，可把沉降于煙道里的含炭量較高的飛灰重吹入爐內(nèi)燃燒，但飛灰不完全燃燒熱損失仍舊較大。因此，此型鍋爐要求配置有高效除塵裝置，不然將會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成較為嚴(yán)重的煙塵污染。

燃用油和氣的單鍋筒縱置式A形鍋爐如圖3-15所示，采用全密封承重底盤(pán)，由于燃用油和氣，鍋爐采用兩回程微正壓燃燒，并且整體快裝出廠，所以有些生產(chǎn)廠家又稱之為KDZS型快裝水管鍋爐。該類型蒸汽鍋爐的額定蒸發(fā)量為20～50t/h，額定蒸氣壓為1.0～3.82MPa，額定蒸汽溫度為飽和或過(guò)熱蒸汽溫度250～450℃。該型結(jié)構(gòu)也有熱水鍋爐。

②雙鍋筒縱置式水管鍋爐　在這種鍋爐中，上下平行布置的兩個(gè)鍋筒之間裝有鍋爐管束，兩個(gè)鍋筒的縱向中心線與鍋爐的縱向中心線相平行。鍋爐的燃燒設(shè)備多采用拋煤機(jī)手搖爐排、鏈條爐排或振動(dòng)爐排，近年來(lái)也廣泛采用沸騰爐。這種鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是煙氣橫向沖刷管束，傳熱好、緊湊、對(duì)稱，宜用于整裝或疊裝。這種水管鍋爐的產(chǎn)品形式很多，按照鍋爐管束與爐膛布置的相對(duì)位置不同，可分為D形（鍋爐管束旁置）和O形（鍋爐管束后置）兩種布置結(jié)構(gòu)。

a.雙鍋筒縱置式D形水管鍋爐　雙鍋筒縱置式水管鍋爐大多采用D形。這是因?yàn)樵谶@類鍋爐中，爐膛布置在鍋爐的一側(cè)，上、下鍋筒及其間的鍋爐管束布置在另一側(cè)面與爐膛并列，對(duì)流管束與爐內(nèi)水冷壁的布置看起來(lái)像“D”，因而稱為D形布置。

圖3-16所示為一臺(tái)配置鏈條爐的D形鍋爐。爐膛在右，四周均布水冷壁，左右側(cè)水冷壁管的上端直接接于上鍋筒，下端則分別接于前、后下集箱，兼作防焦箱；前后水冷壁分別通過(guò)上、下集箱與鍋筒相連，構(gòu)成四個(gè)獨(dú)立的水循環(huán)回路系統(tǒng)。因鍋爐組裝出廠，為了有效降低運(yùn)輸高度，前后水冷壁的上集箱是直接徑向插入上鍋筒的。

采用雙鍋筒D形布置，除了具有水容量大的優(yōu)點(diǎn)外，對(duì)流管束的布置也較方便，只要用改變上下鍋筒之間的距離、橫向管排數(shù)目和管間距等方法，即可把煙速調(diào)整在較為經(jīng)濟(jì)合理的范圍內(nèi)，節(jié)約燃料和金屬。另外，D形鍋爐的爐膛可以狹長(zhǎng)布置，利于采用機(jī)械化爐排和燃油爐、燃?xì)鉅t。2～6t/h的鍋爐一般采用鏈條爐排、往復(fù)爐排、振動(dòng)爐排等燃燒設(shè)備，6t/h以上的鍋爐配置鏈條爐排或燃油、燃?xì)鉅t。

圖3-17所示是天津?qū)毘杉瘓F(tuán)生產(chǎn)的D形燃油、燃?xì)忮仩t，它的爐膛與縱置雙鍋筒和脹接其間的管束所組成的對(duì)流受熱面煙道平行設(shè)置，各居一側(cè)。爐膛四壁均布水冷壁管，其中一側(cè)水冷壁管直接引入上鍋筒，封蓋了爐頂，猶如“D”字。在對(duì)流煙道中設(shè)置折煙隔板，以組織煙氣流對(duì)管束的橫向沖刷。折煙隔板有垂直和水平微傾布置兩種，后者多用于少灰的燃油鍋爐。

圖3-17所示的D形鍋爐采用三回程微正壓燃燒，散裝出廠。該類蒸汽鍋爐的額定蒸發(fā)量為20～100t/h，額定蒸氣壓為1.0～3.80MPa，額定蒸汽溫度為飽和或過(guò)熱蒸汽溫度250～450℃。　

b. O形拋煤機(jī)縱置鍋筒水管鍋爐　使用拋煤機(jī)時(shí)除上述的A形單鍋筒鍋爐外，也有雙鍋筒縱置式水管鍋爐，通常采用爐膛在前，鍋爐管束前后布置的形式，從爐前（正面）看，居中的縱置雙鍋筒及其間的鍋爐管束呈現(xiàn)為“O”的形狀，因此常稱為O形鍋爐。圖3-18所示SZL型鍋爐上鍋筒長(zhǎng)、下鍋筒短，上鍋筒延伸至整個(gè)鍋爐的前后長(zhǎng)度，兩側(cè)水冷壁上端彎曲后微向上傾斜，直接接入上鍋筒，呈“人”字形連接，形成雙坡形爐頂，居中的雙鍋筒及其間的鍋爐管束呈“O”形，采用鏈條爐排。它在制造廠組裝成兩大部件出廠，以鍋爐受熱面為主體組成上部大件，以燃燒設(shè)備為主體組成下部大件；省煤器則另外布置于鍋爐后面，現(xiàn)場(chǎng)安裝方便，就位后接上煙道、汽、水管道以及必要的儀表附件即可投入運(yùn)行。

SZL型長(zhǎng)短包蒸汽鍋爐在爐膛四周密排布置水冷壁，在后端上下鍋筒之間布置有對(duì)流管束。在爐膛和對(duì)流管束之間的煙道中設(shè)置燃盡室。燃燒后的高溫?zé)煔鈴臓t膛后側(cè)進(jìn)入燃盡室，在對(duì)流煙道內(nèi)順著折煙墻呈“U”形流動(dòng)，橫向沖刷管束，之后引至尾部單獨(dú)布置的鰭片式鑄鐵省煤器，再進(jìn)入除塵器而由引風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排入大氣。上鍋筒也可以為短鍋筒，此時(shí)兩側(cè)水冷壁分別設(shè)置上集箱，再由汽水引出管將上集箱和鍋筒連通。水冷壁下端分別接有下集箱，借下降管構(gòu)成水的循環(huán)流動(dòng)。

該鍋爐的燃燒設(shè)備是鏈條爐排，采用一齒差無(wú)級(jí)變速齒輪箱驅(qū)動(dòng)，可任意調(diào)節(jié)爐排速度以適應(yīng)負(fù)荷波動(dòng)的需要。鍋爐采用雙側(cè)進(jìn)風(fēng)，通風(fēng)均勻，并配有刮板式出渣機(jī)除灰渣。

此型鍋爐具有結(jié)構(gòu)緊湊、金屬耗量低、水容積大及水循環(huán)可靠等特點(diǎn)，它的制造和部件總裝均在制造廠完成，既能保證質(zhì)量，又可縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝周期。此外，它的鍋爐房可以單層布置，從而節(jié)省鍋爐房的基建投資。

SZL型蒸汽鍋爐的額定蒸發(fā)量為6～25t/h，額定蒸汽壓為0.7～1.6MPa，額定蒸汽溫度為飽和過(guò)熱蒸汽溫度250～410℃。

除蒸汽鍋爐外，此型鍋爐還有熱水鍋爐。拋煤機(jī)加活動(dòng)爐排（手搖翻轉(zhuǎn)爐排）以及拋煤機(jī)加倒轉(zhuǎn)鏈條爐排兩種爐型，容量分別可達(dá)10t/h和20t/h。

對(duì)于沸騰燃燒縱置式鍋筒鍋爐，還有單鍋筒的，如DZF10-13/250型鍋爐。

（4）角管式水管鍋爐

角管式水管鍋爐通常只設(shè)置一個(gè)鍋筒，橫置或縱置。它在鍋爐四角布置以4根大直徑厚壁下降管與鍋筒、水冷壁、上下集箱、旗形對(duì)流受熱面以及加強(qiáng)梁等組成框架式結(jié)構(gòu)。它利用管路系統(tǒng)作為整臺(tái)鍋爐的骨架，由其承載鍋爐的全部重量，所以也稱管架式鍋爐或無(wú)鋼架鍋爐。

圖3-19所示為一典型的角管式水管鍋爐管路系統(tǒng)，在鍋爐的四角由4根大直徑下降管與集箱等組成鍋爐承重的構(gòu)架。4根下降管的下端與鍋爐受熱面的所有下集箱溝通，汽水混合物沿受熱面上升進(jìn)入上集箱，并在其中進(jìn)行汽水的初步分離，蒸汽通過(guò)上集箱頂部的引導(dǎo)管進(jìn)入集汽管，最后進(jìn)入鍋筒。分離出來(lái)的飽和水經(jīng)前、后下降管再供給蒸發(fā)受熱器（上升管）參加下一循環(huán)。其他類型的水管鍋爐的循環(huán)倍率很大，約為85～150，進(jìn)入鍋筒的汽水混合物流量相當(dāng)可觀，但角管式鍋爐因其汽水混合物在上集箱中進(jìn)行了初分離，使很大一部分飽和水不回到上鍋筒，大大減少了鍋筒的汽水分離負(fù)荷。在相同的分離空間和分離高度的條件下，角管式鍋爐的飽和蒸汽品質(zhì)相比其他鍋爐大為提高。由于減少了汽水混合物對(duì)鍋筒內(nèi)鍋水的擾動(dòng)，對(duì)保持鍋爐水位的穩(wěn)定十分有利。此外，飽和水的動(dòng)能沒(méi)有在鍋筒內(nèi)釋放，直接進(jìn)入下降管或再循環(huán)管再循環(huán)，增加了循環(huán)有效壓力，對(duì)提高水循環(huán)安全性也起到了積極作用。

此型鍋爐的爐膛四周及中間隔墻采用膜式水冷壁全密封結(jié)構(gòu)。膜式水冷壁通常由?60mm×4mm的無(wú)縫鋼管與20mm寬的扁鋼焊接而成。在對(duì)流煙道中布置有旗式對(duì)流受熱面，大量對(duì)流受面管子自后煙道中膜式水冷壁管子引出，組成形似一面面旗幟，旗式受熱面管子一般為?38mm×4mm的無(wú)縫鋼管。

采用旗式對(duì)流受熱面是角管式鍋爐的又一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)省卻了一只下鍋筒，上鍋筒也不必鉆開(kāi)密集的密孔，從而減薄了鍋筒厚度、降低了鋼耗。同時(shí)，旗式受熱面管子與膜式水冷壁管子的焊接條件大為改善，且使鍋筒置于煙道之外成為可能，不受煙氣沖刷。大量旗式受熱面被封閉在膜式水冷壁煙道中，沒(méi)有穿墻管，也就不存在漏風(fēng)情況。旗式受熱面的應(yīng)用，既節(jié)約了鋼材，改進(jìn)了工藝，降低了制造成本，還有利于提高鍋爐的運(yùn)行效率。

由于采用膜式水冷壁全封閉結(jié)構(gòu)，爐墻不與火焰和高溫?zé)煔饨佑|，使?fàn)t墻變得十分簡(jiǎn)單，只需在水冷壁外側(cè)敷設(shè)一定厚度的輕質(zhì)保溫材料，外面再包以外護(hù)板，整臺(tái)鍋爐外形美觀整潔。輕質(zhì)保溫材料還可以隨水冷壁一起脹縮，避免了重型鍋爐爐墻處理不當(dāng)時(shí)發(fā)生開(kāi)裂漏風(fēng)現(xiàn)象，同時(shí)也為鍋爐基礎(chǔ)減輕了載荷。

角管式水管鍋爐引進(jìn)的鏈條爐排也是鱗片式爐排，但它具有自己的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的鱗片式爐排在結(jié)構(gòu)上有著很大的不同：①爐排片的高寬比較大，冷卻性能好，煤種適應(yīng)能力強(qiáng)，可以燃用煙煤，也適合無(wú)煙煤的燃用；②通風(fēng)截面較小，通風(fēng)間隙分布均勻，風(fēng)倉(cāng)內(nèi)的風(fēng)壓比傳統(tǒng)鱗片式爐排的分段風(fēng)室高100～200Pa，保證了爐排送風(fēng)的均勻性；③爐排片設(shè)計(jì)傾角為45°，而傳統(tǒng)的鱗片式爐排片的傾角是60°，因其獨(dú)特的構(gòu)造，有效地防止了漏煤，漏煤損失可降低一半以上；④爐排片制造精度高，裝配間隙小，密封性能好，能在爐排下建立起較高的風(fēng)壓，同時(shí)也減少了故障的發(fā)生；⑤爐排片極少發(fā)生掉片現(xiàn)象，即使發(fā)生個(gè)別爐排片掉落，也不必停止?fàn)t排運(yùn)行，可方便地將備用爐排片換上。

我國(guó)目前運(yùn)行著的鏈條爐排鍋爐大部分采用分倉(cāng)式進(jìn)風(fēng)結(jié)構(gòu)，存在嚴(yán)重的配風(fēng)不均勻性。通常是進(jìn)風(fēng)側(cè)由于靜壓低進(jìn)風(fēng)量少，使之燃燒不完全，而另一側(cè)則風(fēng)量過(guò)剩。角管式鍋爐采用等壓風(fēng)倉(cāng)結(jié)構(gòu)，鱗片式爐排的爐排面下是一個(gè)大的等壓風(fēng)倉(cāng)，實(shí)施統(tǒng)倉(cāng)送風(fēng)。一次風(fēng)經(jīng)由兩側(cè)送入，等壓風(fēng)倉(cāng)和爐排面之間布置有若干組可調(diào)節(jié)的小調(diào)風(fēng)門，外面有一個(gè)手柄，通過(guò)連桿可調(diào)節(jié)一組調(diào)節(jié)風(fēng)門。通過(guò)調(diào)節(jié)這些小調(diào)風(fēng)門的開(kāi)度，即可控制煤隨爐排移動(dòng)時(shí)各個(gè)燃燒階段所需的供風(fēng)量，做到合理配風(fēng)。這樣，既有利于控制空氣過(guò)量系數(shù)，提高燃燒中心的溫度和燃燒效率，也有效減少了固體不完全燃燒損失。

由于角管式鍋爐獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，特別是DHL系列的角管式鍋爐已在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用，形成了蒸汽鍋爐和熱水鍋爐兩大系列，并正向大容量方向發(fā)展。蒸汽鍋爐的容量已從10t/h發(fā)展到220t/h，熱水鍋爐已從7MW發(fā)展到了目前的160MW。