汽包

汽包是水管鍋爐中用以進行汽水分離和蒸汽凈化，組成水循環迴路並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迴路供水，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衝作用。汽包中裝有內部裝置，以進行汽水分離、蒸汽清洗、鍋內加藥、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內壓，而且由於運行工況變化，還會由於壁溫的波動產生熱應力，因而工作條件惡劣，需進行有效的運行工況監督。

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，並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，它的內徑和長度與循環方式、鍋爐容量、蒸汽參數及內部設備結構形式有關。汽包筒體通常在多輥筒卷板機上卷制而成。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，以便安裝和檢修內部裝置。封頭在水壓機或油壓機上壓製成型。

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內部，沿著汽包內壁與弧形襯板形成的狹窄的環形通道流下，使汽水混合物以適當的流速均勻的傳熱給汽包內壁，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別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板分離器，它裝在旋風分離器頂部，帶有部分水滴的蒸汽在波形板間的縫隙中流動，利用使水黏附在金屬壁面上形成水膜往下流。

4、二次分離后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、蒸汽經過三次分離后，達到了蒸汽質量標準，再由汽包頂部飽和蒸汽管引往屏式過熱器。

1、汽包中通常是屬於汽水共存的。在一定壓力的情況下，汽包內水汽的溫度也不同（可參解水的特性表，即額定壓力下的額定飽和溫度），如果是在飽和狀態，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），熱的水由於質量輕往上走的過程中將熱量進行交換，達到一定的熱量后，部分水轉化為氣態。

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、內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。

在鍋爐起停過程中，汽包上下壁及內外壁之間均有一定溫差，產生熱應力，特別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，因此必須對汽包內外壁及上下壁溫差進行測量並加強監督。

（1）上下壁溫差：自然循環鍋爐運行和起停過程中，由於汽包內汽和水對筒壁放熱的差異，起動時上半部壁溫低於下半部，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內周設置汽側夾層，使下半部筒壁與汽水混合物接觸，上下壁溫差將大為減小。

（2）內外壁溫差：鍋爐起動過程中，汽包內工質溫度不斷升高，因而內壁溫度高於外壁，產生熱應力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內工質升溫速度為1～2℃/min。