锅炉的演变

Alexandria2020

锅炉的演变

据考证公元前 200年左右，古希腊一位叫希罗 (Hero) 的人发明了如图 1 所示的一种可供宫庭欣赏之用的装置，由于下部容器中的水受热后转变成为蒸汽在反冲力的作用下会使得上方的圆球旋转。据认为，这是利用水蒸气产生动力最早的装置，也因此被认为是最早的锅炉。

但直到工业革命之前,所谓的锅炉几乎没有发展。工业革命在英国迅速发展后，由于矿井抽水的需要，对动力的需要增大，瓦特(Watt)在纽卡门(Newcomen)的发明基础上完善了蒸汽机。但当时用于产生蒸汽的锅炉主要为圆筒形，筒外加热。见图2,

很多随着工业的发展，锅炉向两个方向发展：

（1）在圆筒内部增加受热面积，开始是在一个大圆筒内增加了一个火筒，然后两个，直到多个，最后发展为现代的火管锅炉。

   

圆筒形锅炉的圆筒内部加火筒和烟管，成为火筒锅炉或烟管锅炉，火筒锅炉有单火筒锅炉和双火筒锅炉，在火筒中安装炉排组成燃烧燃料的炉膛。随着锅炉的进一步发展，在1860年左右出现了烟管锅炉。这种锅炉采用数目众多的细烟管代替了直径大的火筒，增加了锅筒的受热面积。该种锅炉的炉膛在锅筒外部，由耐火砖砌筑而成，燃烧产生的烟气从烟管中流过。后来又出现了烟管－火筒组合锅炉，即烟火管锅炉，

在直径大的火筒中安装炉排组成炉膛，这种锅炉的锅筒可立式放置，也可卧式放置，立式的烟火管锅炉占地面积小，操做简便，因而目前仍广泛应用于用汽量不大的场合，这类锅炉的共同点是烟气在管内流动，而水在大筒与小管之间被加热汽化，因此，它们的缺点是炉膛小，燃烧条件差，水循环和传热效果不好，金属消耗量大．因结构的刚性大受热后膨胀不均匀，胀接处易漏水，水垢不易清除，蒸发量小，汽压低（小于1.5MPa）,热效率不高(40%-50%)等缺陷。

(2)增加筒外部的受热面积，即增加水筒的数目。燃料在筒外燃烧，与火管锅炉的发展相似，水筒的数目不断增加，发展成为很多小直径的水管，由于水在管中流动，称为水管锅炉，增加圆形水筒的数目，从而出现了水管锅炉。实践证明，减小水筒的直径，增加小水筒的数目对改善传热，降低钢材消耗量，提高蒸发量和蒸汽压力极为有利。从1840年出现第一台水管锅炉之后，相继出现了各种类型的水管锅炉，水管锅炉的发展为大容量、高参数现代大型动力锅炉奠定了基础。

  水管锅炉的发展有两个分支：横水管锅炉和竖水管锅炉。横水管锅炉早期是整联箱锅炉，水管全部联接在两个大联箱上。由于联箱很大，故而耐压低．后来发展为横水管分联箱锅炉，由很多小联箱代替大联箱，使承压能力提高。横水管接近水平放置，其中水的流动不好，此外，增加受热面仍受到锅筒直径的限制，后逐渐被淘汰。

竖水管锅炉是现代锅炉的主要形式。它出现于1900年。初期采用直水管，后逐渐被弯水管所代替，为了布置更多的受热面，锅筒的数目也随之增多。随着传热学的发展，证实了炉膛中设置的水冷壁管吸收火焰的辐射传热，比一般对流管束的吸热强度高得多。因此，尽可能增加水冷壁的数量，减少对流管束的数量，锅筒的数目也随之减少。现在已出现了单锅筒的大容量锅炉和无锅筒的直流锅炉。

总之锅炉的发展史就是为了增加蒸发量，提高蒸汽参数、减少能耗、节省钢材和改进工艺过程的历史。锅炉的发展过程见图3。

图3

内容来源：力威锅炉