强制流动锅炉与其水动力特性.ppt

第 11 章 强制流动锅炉及其水动力特性 第一节 强制循环锅炉和直流锅炉工作原理及工作过程特点 第二节 直流锅炉蒸发受热面热动力学 第一节强制循环锅炉和直流锅炉工作原理 及工作过程特点 一、强制循环锅炉、直流锅炉出现的原因 二、强制循环锅炉的工作原理和特点 三、直流锅炉的工作原理 四、直流锅炉的工作过程特点 五、三种锅炉工作压力范围及比较 一、强制循环锅炉、直流锅炉出现的原因 1 P升高，汽水密度差下降，自然循环推动力下降，所以需要采用强制流动； 2 由于压力提高，汽包体积大，壁厚，存在厚钢板供应困难，和制造工艺困难。 3 给水处理技术落后，锅内腐蚀严重。 二、强制循环锅炉的工作原理和特点 1、增加了水泵推动力，工质流量可以人为地控制， K一般为1.5～8，通常K为4左右； 2、可采用小直径水冷壁； 3 、可采用小直径旋风分离器，因而可减小汽包直径。 困难：高温高压循环泵的运行可靠性。 三、直流锅炉的工作原理 1．工作原理： 在给水泵压头作用下，工质顺次通过预热、蒸发、过热各受热面，而被预热、蒸发、过热到所需要的温度。 2 工作过程 (1)工质一次通过受热面，蒸发量D等于给水量G。借用循环倍率的概念，直流锅炉循环倍率K=G／D＝1。 (2)因没有汽包，所以不能把受热面固定下来，在工况变化时，受热面长度发生变化； (3)工作过程中的参数变化： ①??工质焓值、沿受热面长度不断增加； ②??压力由于克服流动阻力不断下降； ③?温度：预热段温度不断上升，蒸发段由于压力不断降低，温度不断降低，过热段温度不断上升； ④??? 比容不断上升； 四、直流锅炉的工作过程特点 1．本质特点 ①没有汽包； ②工质一次通过，强迫流动； ③受热面无固定界限。 2．蒸发受热面中的工质流动过程特点： ①?受热不均对流动过程影响：没有自补偿能力，即受热强的管子，流动速度小； ②?水动力特性呈多值性； ③?有脉动现象； ④?流锅炉消耗水泵压头大。直流炉一般为3～5MPa，汽包炉一般为1～2MPa。 3．传热过程特点： 第二类传热恶化现象一定要出现。 4．热化学过程特点： 要求给水品质高。 5．调节过程特点： 参数调节和自动调节比汽包炉复杂，当负荷发生变化时，必须同时调节给水量和燃煤量，以保持物质平衡和能量平衡，才能稳住汽压和汽温。 6．启动过程特点： ①???启动旁路系统； ②???启动速度快。 7．设计、制造安装特点： ①???适用于任何压力； ②???蒸发受热面可任意布置； ③???节省金属； ④ 制造方便。 五、三种锅炉工作压力范围及比较 1．自然循环锅炉 对于高压(9.8～12.74MPa)和超高压(13.72～15.68MPa)水循环是可靠的，对于亚临界参数(16.66～18.62MPa)，美、日、英和我国都已解决了亚临界自然循环锅炉的三个问题：①水循环问题；②汽水分离问题；③汽包制造和运输问题。汽包压力最高可到19.11MPa。 2．强制循环锅炉： 由于有循环泵，压力可用到19.6MPa，压力再高，由于汽水分离困难，显然就不合适了， 3.直流锅炉： 直流锅炉可以适用于任何压力，用在≥16MPa。对于超临界参数，直流锅炉是唯一可以采用的一种炉型 第二节 直流锅炉蒸发受热面热动力学 一、蒸发受热面安全工作问题 二、水动力特性不稳定性问题 一、蒸发受热面安全工作问题 1．安全工作条件： (1)管壁温度小于材料允许温度。 (2)相邻管壁温度之差50℃。 2．影响安全工作因素 受热情况 流动情况 3．保证蒸发受热面安全工作原则： (1) 减小管壁温度： ①热负荷q不要太高：受结渣条件限制 ②ρw大，冷却好，即α2大、tg小，可减轻传热恶化，但是ρw不易太大，水泵压头高； ③减轻和推迟传热恶化。 (2)减小相邻管壁温度差： ①?减少热力不均匀，通过组织炉内过程来实现； 减少流量不均，要研究引起流量不均的原因及办法。 二、水动力特性不稳定性问题 (一)??水平管圈水动力特性: 水动力特性:指在一定热负荷情况下，管屏压差与流量的关系，我们研究的对象为蒸发受热面管屏，热负荷均匀(平均热负荷)，管子阻力系数相同。 出