第10章锅炉的水循环剖析.ppt

11.1 流型及流动参数11.1.1 锅炉水循环方式 10.3 自然循环回路的水动力基本方程 1. 循环回路 循环回路一般由下降管、上升管、锅筒、集箱及其他部件所组成。 循环回路通常可分为简单回路和复杂回路。 1. 循环回路 2. 简单回路的水动力基本方程 稳定流动条件下，回路中任意一个截面上的作用力是平衡的。 3. 自然循环的重要特征参数 循环流速、循环流量、质量含汽率和循环倍率等 循环倍率K是衡量锅炉水循环可靠性的重要指标之一。 每根蒸发管、每组管屏，每个循环回路以及整台锅炉都有各自的循环倍率，其数值并不一定相等。 循环倍率小意味着上升管中的蒸汽含量大而循环流量小，相应的循环流速w0也就小。当循环倍率小于某一界限值Kjx时，由于水速很低而可能出现传热恶化，甚至循环流速等于零或几乎为零，水循环发生停滞或形成自由水位，从而可能导致蒸发管过烧损坏。 10.4 循环回路的压差特性 在一定的热负荷及结构特性下，压差S和管内流量G（或质量流速ρw）的关系称为压差特性或水动力特性，相应曲线称为压差特性曲线或水动力特性曲线。 用途：分析自然循环回路的工作原理及其影响因素，确定回路的工作状态。 1.简单回路的压差特性 2.实际循环回路的压差特性 3.自补偿能力 12.1.3 循环回路工作点的确定方法 1. 确定循环回路工作点的图解法 2. 复杂回路的压差特性曲线和工作点 其主要步骤为：①利用简单回路绘制压差特性曲线的方法，通过计算作出各管组或管子在一定条件下的压差特性曲线；②寻找所有回路的共同部分，将各曲线合成，得出整个系统的总特性曲线，并求出回路的总工作点；③再按相反的秩序或通过分析，从总工作点反推求得各管组或管子压差特性曲线的工作点。 压差特性曲线的合成基于工质的物质平衡和作用于工质上的力平衡两个基本原理。其合成规律为：稳定工况下，串联回路时的流量相等，在相同流量下压差迭加；并联回路的两端压差相等，在相同压差下流量迭加。 （1）并联回路 （2）串联回路 (3)具有共同引入管不同引出管的复杂回路 10.5 自然循环水动力计算10.5.1 水动力计算的目的和内容 目的：为锅炉设计或循环系统变动较大的改装锅炉确定最佳的回路结构，校核锅炉受热面的工作可靠性，并提出提高可靠性的措施。 内容和原则：① 确定循环流量或流速，循环倍率，循环回路的各种压差以及可靠性指标；② 计算时的受热状况，工质流速，压差等参数均为管组或回路的平均值，但在进行安全性校验时，需按条件最差的管子进行；③ 锅炉在通常的负荷变化范围内对水循环特性影响不大，通常只对额定参数进行计算；④ 对结构特性和受热状况基本相同的回路，可选其中一个回路进行计算。 所需要的原始数据分回路的结构特性和热力数据两类 。 10.5.2 循环回路的压降计算 1.下降系统压差的计算 单相流体力学问题 2.上升系统压差的计算 单相及两相流体力学问题 各种阻力（摩擦、局部 ）的确定。 10.5.3 水动力计算方法和步骤 根据热力计算结果及结构数据等 假定循环倍率，计算锅筒水的欠焓 确定工作点 求出循环倍率及锅筒水欠焓，与假定值比较 进行水循环可靠性校验，提出改进措施。 10.6 自然水循环的可靠性10.6.1 上升管内工质的流动停滞和倒流 考察上升管组引入锅筒水空间时的情况。由于并联上升蒸发管组的各管均在同一工作点的压差S0下工作，即S0是一个常数，则 若存在并联管的吸热不均匀性，在锅炉的自补偿能力范围内，当某管受热弱时，该管中工质的平均密度增大，其重位压降也增大； 由于工作点S0不变，则该管的流动阻力减小，即流量减小。当该管的重位压降刚好等于S0时，则偏差管内工质的流速为零； 当该管的重位压降大于S0时，则工质的流动改变方向，成为受热的下降流动管。 1. 停滞 当某管内工质的重位压头增加到等于工作点压差时，该管内流速为零。称为流动停滞。 此时，管内水几乎不动，蒸汽靠浮泡流动进入锅 筒。即进口水流量G与出口蒸发时D相等，K=1 。 压差特性曲线在流量G＝0～D的区间为流动不稳定区域。因为流量极低时，产生的蒸汽在管内积聚，使平均密度急剧减小，重位压降减小而S0不变，即循环动力增加，因此流量增加；而流量增加后含汽率又减小，平均密度大，重位压差增大而使流量又减小，这使得流量一直处于波动状态。 当上升管引入锅筒的蒸汽空间时，循环停滞时将在受热弱的上升管中形成自由水面。 2. 倒流 当受热上升管内的工质改变流动方向而向下流动时，称为倒流。 10.6.2 循环可靠性校验 1. 水循环可靠性指标 自然水循环可靠性指标是保证所有的水冷壁管子都具有足够流量且得到正常和充分的冷却。 排除危险工况： ①循环停滞或自由水面。 ②循环倒流。 ③下降管内的工质带汽或汽化。 ④循环倍率过小，有可