汽包的概念是指氣壓通過水循環導致氣壓下降或上升，也可以理解為汽包是氣體和水分融合後形成的氣壓變化，極限壓力中的空氣與水分子會提高氣體的壓力上升，導致高壓達到一定數值後產生的壓力集分子。工業中汽包罐是能夠承受汽包產生的空氣壓力和水位壓力的一種工業設備。
汽包亦稱鍋筒，是自然循環鍋爐中最重要的受壓元件，主要用於電力生產中壓高壓亞臨界鍋爐中。
基本介紹
- 中文名：汽包
- 外文名：steam drum
- 學科：鍋爐工程
- 組成：筒體、封頭
- 類型：筒形壓力容器
- 汽包：鍋筒
介紹,結構和材料,工作流程,水循環,作用,工況監督,
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。
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，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。
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。
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，達到了蒸汽質量標準，再由汽包頂部飽和蒸汽管引往屏式過熱器。
水循環
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，達到一定的熱量後，部分水轉化為氣態。
作用
汽包的作用主要有：
1、是工質加熱、蒸發、過熱三過程的連線樞紐，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。
工況監督
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定汽側夾層，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。
