介紹
汽包是水管鍋爐中用以進行汽水分離和蒸汽淨化,組成水循環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,進行汽水分離和向循環回路供水,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的儲蓄,在工況變動時可減緩汽壓變化速度,當給水與負荷短時間不協調時起一定的緩沖作用。汽包中裝有内部裝置,以進行汽水分離、蒸汽清洗、鍋内加藥、連續排污,藉以保證蒸汽品質,見圖。
汽包是鍋爐中最笨重且價格昂貴的厚壁承壓部件。汽包不但承受很高的内壓,而且由于運行工況變化,還會由于壁溫的波動産生熱應力,因而工作條件惡劣,需進行有效的運行工況監督。
結構和材料
汽包工作條件複雜,出現事故的後果嚴重,必須嚴格控制汽包所用材料的化學成分、機械性能和焊接與加工工藝質量,并經過一系列的嚴格檢驗。銅筒由筒體和封頭構成。
(1)筒體:指汽包的圓筒部分,它的内徑和長度與循環方式、鍋爐容量、蒸汽參數及内部設備結構形式有關。汽包筒體通常在多輥筒卷闆機上卷制而成。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,封頭上設有人孔,以便安裝和檢修内部裝置。封頭在水壓機或油壓機上壓制成型。
工作流程
汽包工作流程如下
1、從水冷壁來的汽水混合物經過汽包上部引入管進入汽包内部,沿着汽包内壁與弧形襯闆形成的狹窄的環形通道流下,使汽水混合物以适當的流速均勻的傳熱給汽包内壁,這樣克服了鍋爐啟停時汽包上下壁溫差過大的困難,可以較快的啟動。
2、進入汽包的汽水混合物分别進入汽水旋風分離器,利用改變流動方向時的慣性進行慣性分離,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,從分離器頂部進入波形闆分離器,它裝在旋風分離器頂部,帶有部分水滴的蒸汽在波形闆間的縫隙中流動,利用使水黏附在金屬壁面上形成水膜往下流。
4、二次分離後的蒸汽最後經過蒸汽清洗,利用水的密度差進行重力分離,這是三次分離。
5、蒸汽經過三次分離後,達到了蒸汽質量标準,再由汽包頂部飽和蒸汽管引往屏式過熱器。
水循環
1、汽包中通常是屬于汽水共存的。在一定壓力的情況下,汽包内水汽的溫度也不同(可參解水的特性表,即額定壓力下的額定飽和溫度),如果是在飽和狀态,水的溫度與汽的溫度是相同的。
2、汽包中水的循環是一種對流熱循環(除卻汽包外壁的熱輻射及煙管或外壁直接熱傳遞外),熱的水由于質量輕往上走的過程中将熱量進行交換,達到一定的熱量後,部分水轉化為氣态。
作用
汽包的作用主要有:
1、是工質加熱、蒸發、過熱三過程的連接樞紐,保證鍋爐正常的水循環;
2、内部有汽水分離裝置和連續排污裝置,保證鍋爐蒸汽品質;
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、事故放水、安全閥等設備,保證鍋爐安全運行。
工況監督
在鍋爐起停過程中,汽包上下壁及内外壁之間均有一定溫差,産生熱應力,特别是高參數鍋爐汽包壁很厚,汽包往往成為限制起動速度的主要部件,因此必須對汽包内外壁及上下壁溫差進行測量并加強監督。
(1) 上下壁溫差: 自然循環鍋爐運行和起停過程中,由于汽包内汽和水對筒壁放熱的差異,起動時上半部壁溫低于下半部,停爐時則相反,一般規定上下壁溫差應≤50℃。現代大型鍋爐有的在汽包内周設置汽側夾層,使下半部筒壁與汽水混合物接觸,上下壁溫差将大為減小。
(2)内外壁溫差:鍋爐起動過程中,汽包内工質溫度不斷升高,因而内壁溫度高于外壁,産生熱應力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内工質升溫速度為1~2℃/min。



















