水冷壁是鍋爐的受壓部件之一,屬于受熱部分,由多根并聯(lián)管組成,敷設(shè)在鍋爐爐膛四周形成水冷包殼,其主要作用就是吸收爐膛中高溫燃燒產(chǎn)物的輻射熱量。膜式壁是水冷壁的一種,其它還有光管式水冷壁、刺管式水冷壁、內(nèi)螺紋管水冷壁,都具有不同的構(gòu)造與自身使用優(yōu)勢。膜式水冷壁能夠保證爐膛具有良好的嚴(yán)密性,能使有效輻射受熱面積增加,從而節(jié)約鋼耗。
膜式壁是用扁鋼把鋼管連接成一個整體,可以是鰭片管或扁鋼與光管,氣密性好,管屏外側(cè)僅需敷以較薄的保溫材料,爐膛高溫?zé)煔馀c爐墻不直接接觸,有利于防止結(jié)渣。膜式水冷壁適用于負(fù)壓鍋爐,可以顯著降低爐膛的漏風(fēng)系數(shù),改善爐內(nèi)的燃燒工況。水冷壁材料需根據(jù)鍋爐壓力選擇,一般用碳素鋼,對于壓力在14兆帕以上時的也有用合金鋼的,為了便于使用場所內(nèi)的安裝管屏可在制造廠成片預(yù)制。自然循環(huán)鍋爐用膜式壁的管子外徑一般用51—83㎜直徑,多次強制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐一般用22—60㎜。
水冷壁在設(shè)計之初是為防止?fàn)t膛被高溫破壞,但是在不斷的應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)其具有良好的熱交換功能,因此逐漸成為受熱部分。說到這個構(gòu)件很多人第一想到的就是在鍋爐運行過程中膜式壁的熱應(yīng)力,這是一個物理現(xiàn)象,我們來簡單說一下。當(dāng)鍋爐正常運行時,水冷壁管外壁受到高溫火焰的熱輻射,內(nèi)壁則被汽水混合物冷卻。我水冷壁壁管一般厚度厚通常不大于6mm,熱阻不大,但由于管外壁受到高溫火焰的強烈熱輻射,熱負(fù)荷很高,因此水冷壁管內(nèi)外壁溫差非常大。外壁溫度高企圖膨脹,內(nèi)壁溫度低必然阻止外壁膨脹,外壁承受壓縮應(yīng)力,而內(nèi)壁承受拉伸應(yīng)力,這樣就在水冷壁管產(chǎn)生了熱應(yīng)力
現(xiàn)代大型鍋爐多使用膜式壁,通過帶鰭片管焊制成,鰭片頂端焊接在一起使四壁連成一個整體,部件整體密封性好,減小爐膛漏風(fēng),降低金屬耗量,不用耐火材料即可減少爐墻重量。