蒸汽锅炉的工作原理
作者：景宇热能设备 日期：2025-06-29 人气：
- 燃烧器释热与辐射传热
加热设备（如燃烧器）燃烧燃料释放热量，首先通过辐射传热方式被水冷壁吸收。辐射传热是高温烟气以电磁波形式直接传递热量，效率高且速度快。 - 水冷壁汽化过程
水冷壁管内的水吸收热量后沸腾汽化，产生大量蒸汽。此过程中，水冷壁不仅吸收热量，还通过水循环带走炉墙热量，保护炉墙避免高温损坏。
- 汽包的汽水分离作用
生成的蒸汽进入汽包（直流炉除外），通过汽水分离装置（如旋风分离器、百叶窗）将蒸汽与水分离。汽包的作用是储存汽水混合物，维持稳定的水位和压力。 - 饱和蒸汽的特性
分离出的蒸汽为饱和蒸汽，其温度与压力一一对应（如 1MPa 压力下饱和温度约 184℃），但仍含有少量水分，需进一步加热成为过热蒸汽。
- 过热器的传热方式
饱和蒸汽进入过热器，通过两种方式继续吸热：- 辐射传热：吸收炉膛顶部高温烟气的辐射热；
- 对流传热：吸收水平烟道、尾部烟道中烟气的对流热（烟气流动时与管壁摩擦传热）。
- 过热蒸汽的温度控制
过热器通过调节燃烧强度、烟气流量或减温水（喷水降温），使蒸汽温度达到额定工作温度（如电站锅炉过热蒸汽温度可达 540℃以上）。
- 再热蒸汽的作用
发电用锅炉设置再热器，用于加热从高压缸做功后的蒸汽。高压缸排出的蒸汽压力和温度降低，经再热器加热后，再进入中、低压缸继续膨胀做功，提高发电效率。 - 再热器的传热方式
再热器通常布置在尾部烟道，通过对流传热吸收烟气热量，其蒸汽温度一般与过热蒸汽温度相近（如 540℃）。
| 环节 | 核心设备 | 传热方式 | 作用 |
|---|
| 热量初始传递 | 水冷壁 | 辐射传热 | 吸收燃烧热，水汽化生成蒸汽 |
| 汽水分离 | 汽包 | —— | 分离蒸汽与水，维持系统压力稳定 |
| 蒸汽升温 | 过热器 | 辐射 + 对流传热 | 将饱和蒸汽加热为过热蒸汽 |
| 发电效率提升 | 再热器 | 对流传热 | 加热高压缸排汽，二次做功提高效率 |
- 直流炉：无汽包，给水一次通过受热面转化为蒸汽，流程更简化，但对水质和控制要求更高；
- 导热油锅炉：以导热油为热载体，无需汽化，通过液相循环传热，适用于低温供热场景。
通过以上流程，锅炉将燃料的化学能逐步转化为蒸汽的热能，最终通过汽轮机转化为机械能（发电）或直接用于供热，实现能量的高效利用。
下一篇：没有了
