自然水循环常见问题及防止.ppt

一、概述 蒸发设备的组成： 汽包、下降管、水冷壁、联箱及其连接管道 二、汽包 圆筒形容器，由筒身和封头组成 长20m左右，内径1.5~2m 布置于炉外顶部不受热，采用悬吊结构 汽包安装 （二）汽包的作用 加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽和大致分界点 一定的蓄热能力，稳定汽压 内部装置可以提高蒸汽品质 外接附件保证锅炉工作安全 （水位计、安全门、压力表） 限制汽包上下壁、内外壁温差小于50 oC，防止产生过大热应力 三、水冷壁 水吸热转变为蒸汽； 降低烟温，防止结渣； 保护炉墙； 降低锅炉造价 （三）水冷壁的布置 水冷壁的悬吊及热膨胀 (上部固定，下部自由膨胀) 布置：沿炉膛高度2.5~3m布置一层；布置于炉外不受热；固定在水冷壁上，但可以相对滑动 烟侧：高温腐蚀、结渣（固排炉）、炉底析铁（液排炉） 锅炉的工作压力：随压力的提高，饱和水和饱和汽的密度差减小，运动压头也减小。因此，目前自然循环锅炉的的最高汽包压力约为19MPa，压力再高就很难保证水循环的稳定性，这时需要采用强制流动，即借助水泵的压头来推动工质流动。 一要保证锅炉具有自补偿特性（xxjx=1/Kjx) 二要保证不出现沸腾传热恶化(xxc) 【管内两相流动的压力降计算】 1．重位压头 2．流体加速压降 3．流动阻力 假定三个循环水速，计算三个对应的下降系统、上升系统的总压差，然后将各压差与G的对应点在Δp-G坐标上标出，并分别将三点连成两条平滑的∑Δpxj-G 和∑Δpss-G曲线。这两条曲线的交点就是这个简单回路的工作点。 参见图10-13（c）的复杂回路，弄清各串联、并联关系 叠加原则：串联系统，同一流量下，压差（头）相加； 并联系统，同一压差（头）下，流量相加 现象：热负荷很高，在过冷沸腾区，汽泡生成速度过快，管中心为水，贴壁层为一圈水膜，传热恶化，壁温飞升。 条件： qqc 第一类沸腾传热恶化通常发生在含汽率较小或水存在欠热、以及热负荷高的区域。 第二类沸腾传热恶化发生在 x 较大、热负荷不太高的情况下，a2 的下降较第一类沸腾传热恶化时小，因而Δt 飞升值较第一类沸腾传热恶化时低。 对于自然循环锅炉，在水循环正常的情况下，水冷壁局部最高热负荷均低于其临界热负荷，因此一般不会发生第一类沸腾传热恶化。 由于发生第二类时的热负荷比发生第一类恶化时的低得多，因此，它发生的可能性比第一类要大得多。 超高压以下的自然循环锅炉，正常情况下的水冷壁出口工质含汽率 x 都低于临界含汽率xc，故也不会发生第二类沸腾传热恶化。 亚临界压力的自然循环锅炉，其水冷壁内工质的实际含气率相对较大，很接近其临界含汽率值，故发生第二类沸腾传热恶化的可能较大。 （1）保证一定的质量流速 （2）降低受热面的局部热负荷 （3）采用内螺纹管 （4）加装扰流子 二、下降管带汽 循环倒流发生在引入汽包水空间的上升管或具有上下联箱的水冷壁管组中，且该管受热较弱以致其重位压差大于回路工作压差。这时，该上升管内工质是自上向下流动，即该管实际成为一根受热的下降管。 在结构和布置上 （1）按受热面热负荷的大小划分循环回路 （2）改善炉膛四角边管的受热状况。 （3）采用平炉顶结构 运行方面 （1）保持炉膛火焰中心位置，避免火焰偏斜。 （2）保持水冷壁清洁，防止局部结渣积灰。 （3）避免锅炉长时间低负荷运行。 降低下降管和汽水导管的阻力，可以有更多的剩余压头克服上升管的阻力，从而提高循环流速和循环倍率，有利于上升管的工作安全，措施有： （1）采用大直径下降管 （2）选择较大的下降管截面积比和汽水引出管截面积比 （3）防止下降管带汽 任务3：自然水循环常见问题分析及防止 并列管之间存在受热不均，有受热强些的，有受热弱些的，从而出现了不同的水循环问题。 受热强管：沸腾传热恶化 受热弱管：循环停滞、倒流、自由水位等 另外，在运行中还会出现下降管带汽现象 （一）汽水两相流的流型和传热 图10-2 均匀受热垂直上升蒸发管中两相流的流型和传热工况 一、沸腾传热恶化 1、流型 2、传热 不安全点：蒸干点，此点的含汽率称为临界含汽率Xc 1．沸腾传热恶化的现象及发生条件 图10-3 传热恶化示意图 （a）第一类沸腾传热恶化； （b）第二类沸腾传热恶化 （二）汽水两相流的沸腾传热恶化 现象：热负荷不太高时，环状流的水膜被蒸干，传热恶化，壁温飞升 条件：xxc （2）第二类沸腾传热恶化 （1）第一类沸腾传热恶化 2．自然循环锅炉沸腾传热恶化特点 图10-5 内螺纹管结构 图10-6