自然循环蒸发系统.ppt

重点：自然循环锅炉蒸发设备的组成和各部件的作用及特点，汽水两相流的流型及流动特性，影响自然循环安全性的因素及提高自然循环安全性的措施， 第一节自然循环汽包锅炉的蒸发设备 组成： 作用：吸收炉内燃料燃烧放出的热量，把炉水转变成饱和蒸汽 水循环回路：汽包---下降管---分配支管---下联箱---水冷壁----上联箱--汽包 自然循环：工质流动的推动力是由汽水密度差产生的 汽包结构及作用 结构： 作用： 是工质加热、蒸发、过热三个过程的连接点和分界点 增加了锅炉的蓄热量，使锅炉适应外界负荷变化的能力增强 汽包内有汽水分离装置和排污装置，保证蒸汽品质 有压力表、水位计、事故放水门、安全阀等设备，保证锅炉安全工作。 水冷壁 作用： 炉膛中的高温火焰对水冷壁进行辐射换热，使水冷壁内的工质吸收热量后变成汽水混合物 节约金属，降低锅炉造价。 防止炉墙和受热面结渣 降低炉墙内壁温度，简化炉墙结构，为采用轻型炉墙创造了条件 结构 结构及尺寸 由许多并列的上升管和联箱构成的组合件 尺寸：Φ60×4，Φ60×5，Φ60×6，Φ42×6，压临界压力锅炉：Φ57×65，Φ63.5×7.5 材质：一般：20号碳钢；压临界及以上：低合金钢 膜式水冷壁 膜式水冷壁 膜式水冷壁的优点 密封性能好，可实现正压燃烧，对负压锅炉可减少漏风，降低锅炉排烟热损失。 对炉墙具有良好的保护作用 在相同的炉墙面积下，膜式水冷壁的辐射传热面积比一般光管水冷壁大，且角系数等于1，并用鳍片代替部分管材，因而节约高价金属。 可现场成片安装，安装工作量减少 抗炉膛爆炸的能力强 UG-165/5.3-M锅炉水冷壁 炉膛断面采用7170(深)×7170(宽)mm的正方形。炉膛四周由φ60×4节距为80mm的管子和扁钢焊成全密封式水冷壁。前后水冷壁下部冷灰斗处管子与水平线成55°角倾斜构成冷灰斗。整个水冷壁分成12个循环回路，前、后及两侧各为三个回路，每面墙的侧边回路由30根管子组成，中间回路均由29根管子组成，锅水由四根φ325×16的下降管引到运转层下，再由24根φ133×6的分配管分别引入水冷壁的各个下集箱。 水冷壁回路特性表 刚性梁—沿高度方向每隔2-3m布置一层 作用：加固水冷壁和炉墙，防止因炉膛爆炸对水冷壁和炉墙产生的结构变形 炉膛水冷壁沿高度方向布置多层刚性梁，刚性梁由工字钢制成，把整个水冷壁组成刚性吊箍式结构。水冷壁本身及其炉墙及刚性梁等重量均通过水冷壁系统吊挂装置悬吊在顶板上，并可以向下自由膨胀。 折焰角 下降管和联箱 下降管作用：将汽包中的水连续不断送往下联箱并供给水冷壁，以维持正常的水循环 布置在炉外，不受热，需加保温。 类型：分散小直径下降管（管径小，管数多，阻力大） 集中大直径下降管（管径大，管数少（4-6根），阻力小） 联箱的作用：汇集、混合、分配工质 一端连接分配支管，一端连接水冷壁管 四根φ325×16的下降管 24根φ133×6的分配管 整个水冷壁分成12个循环回路，前、后及两侧各为三个回路，每面墙的侧边回路由30根管子组成，中间回路均由29根管子组成， 水冷壁总图 第二节自然水循环原理 自然水循环：下降管不受热，上升管受热，存在密度差（柱重差），工质在此密度差的作用下完成循环流动。 进入汽包的汽水混合物经汽水分离后，蒸汽进入过热器继续吸热成为过热蒸汽并送往汽机，分离出来的水与省煤器来的水继续沿循环回路吸热，如此往复循环。 自然循环回路的总压差 A-A断面左侧工质作用在断面A-A上的静压： A-A断面右侧工质作用在断面A-A上的静压： 在循环回路中，由于工质流动要克服摩擦阻力和局部阻力，A-A断面处的压力应考虑由于克服阻力而产生的压降。 工质在循环回路中流动时在A-A断面左侧的压力是： 工质在循环回路中流动时在A-A断面右侧的压力是： 工质在循环回路中稳定流动时在A-A断面左、右侧的压力相等，即只有一个压力：P1=P2。经整理得： 运动压头：自然循环回路中的循环推动力称为运动压头，以pyd表示 影响循环推动力的因素 由公式： 可知 运动压头越大，工质能克服的阻力越大，工质在循环回路中的流速也越大，有利于水循环的安全。 两相流的流型和传热 第一类沸腾传热恶化：核态沸腾转变为膜态沸腾的传热恶化。此时对流放热系数急剧下降（管壁形成连续汽膜）。原因：管外热负荷过高，热负荷大于临界热负荷 第二类沸腾传热恶化：贴壁水膜被蒸干的传热恶化。原因：管内含水不足造成的，含汽率小于临界含汽率 自然循环可靠性指标 水冷壁能否安全可靠工作的条件：管壁温度低于管材工作极限温度。水冷