锅炉原理自然循环锅炉水动力学演示文稿
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《锅炉原理》课件第8章锅炉水动力特性
锅炉设计因素
水循环方式
不同的水循环方式对水动力特性 有显著影响。例如，强制循环锅 炉需要设计循环泵，而自然循环 锅炉则依靠重力和热力差驱动。
受热面布置
受热面的布置，如蒸发管、过热 器、再热器等的位置和数量，会 影响水动力特性，如流动阻力、
流量分配等。
管径和管长
管径和管长对水动力特性有直接 影响，过小的管径可能导致流动 阻力增大，过长的管子可能增加
锅炉水动力特性的重要性
01
掌握锅炉水动力特性有助于提高锅炉运行效率，降低能 耗和减少环境污染。
02
了解锅炉水动力特性有助于预防和解决锅炉运行中的问 题，保障设备安全和稳定运行。
03
深入理解锅炉水动力特性对于培养专业人才和提高行业 水平具有重要意义。
锅炉水动力特水的密度和比热容
水循环的流动阻力
水循环的安全性
水循环的停滞或中断可能导致受热面 的损坏，影响锅炉的安全运行。
水在锅炉受热面中流动时受到阻力， 需要克服流动阻力以保证水循环的正 常进行。
03 锅炉水动力特性分析
流动特性
流动稳定性
描述水在锅炉内的流动是否能够 保持稳定，避免出现湍流和涡流 。
阻力特性
研究水在流动过程中受到的阻力 ，以及如何通过优化设计减少阻 力。
运行优化
负荷调整
根据实际运行负荷，调整 锅炉的运行工况，使水动 力特性达到最佳状态。
燃烧控制
优化燃烧控制策略，保持 合理的燃烧效率，减少对 水动力特性的影响。
定期维护
定期对锅炉进行维护和清 洗，保持锅炉内部的清洁 ，防止水垢和杂质的堆积 。
水质管理
水质标准
制定合理的水质管理标准，确保锅炉的给水水质 符合要求。
锅炉原理 第9章 自然循环原理及计算
自然循环的优点： 无需外部动力节能 环保运行稳定
自然循环的应用： 广泛用于火力发电 厂、供暖系统等领 域
自然循环计算
自然循环计算的目的
确定循环流量和循环水头
计算循环泵的扬程和功率
确定循环水的温度和压力
优化循环系统的运行效率
自然循环计算的基本公式
自然循环计算公式：Δt=Δt1+Δt2+Δt3 Δt1：加热段传热温差 Δt2：冷却段传热温差 Δt3：混合段传热温差
添加 标题
自然循环原理：介绍自然循环的基本原理和 循环动力。
添加 标题
自然循环在锅炉中的应用：说明自然循环在锅 炉中的重要性和作用如提高传热效率、减少能 耗等。
添加 标题
自然循环计算：介绍自然循环的计算方法和计 算过程包括循环流量、循环压头等参数的计算。
添加 标题
自然循环的优缺点：分析自然循环在锅炉应用 中的优缺点如可靠性高、维护成本低等优点以 及循环效率相对较低等缺点。
节能环保：自然循环的循环动力来 源于自然力因此运行成本较低且不 会对环境造成污染。
自然循环的缺点
需要较大的启 动功率
启动时需要外 力帮助
循环效率较低
容易受到腐蚀 和结垢的影响
自然循环在锅炉中的应 用
自然循环在锅炉中的重要性
提高锅炉运行效率：自然循环能够减少人工干预提高锅炉内热能的传递和利用效率从 而提高运行效率。
保证锅炉安全运行：自然循环能够保证锅炉内水流的均匀分布避免局部过热或水循环 受阻等问题从而保证锅炉的安全运行。
降低人工成本：自然循环能够减少人工操作的环节和难度降低人工成本同时减少人为 因素对锅炉运行的影响。
提高锅炉容量：Βιβλιοθήκη 然循环能够适应大容量锅炉的需要提高锅炉的容量和效率满足工业 生产的需求。
自然循环锅炉原理
自然循环锅炉原理一、引言自然循环锅炉是一种基于自然对流原理工作的锅炉，其原理是利用水的密度变化和自然对流的热传导来实现热量的传递。
相比于强制循环锅炉，自然循环锅炉具有结构简单、操作方便、节能环保等优点，因此在一些小型供暖系统中得到广泛应用。
二、自然循环锅炉原理自然循环锅炉的工作原理基于热量的自然对流传递。
当锅炉启动时，锅炉内的水被加热，从而产生热对流现象。
具体来说，自然循环锅炉的工作原理可分为以下几个步骤：1. 加热阶段：燃烧器燃烧燃料，加热锅炉内的水。
水的加热使其密度降低，从而使加热部分的水上浮，冷却部分的水下沉。
2. 自然对流阶段：由于水的密度差异，加热部分的水上浮，形成热对流循环。
上浮的热水经过蒸汽分离器，蒸汽进入蒸汽室，而冷却的水则下沉到加热部分接受加热。
3. 再生阶段：上浮的热水经过蒸汽分离器分离出其中的蒸汽，蒸汽进入蒸汽室供应给其他设备使用，而剩余的热水则重新下沉到加热部分。
通过这种自然对流循环，锅炉中的热量得以传递，实现水的加热和蒸汽的产生。
由于自然循环锅炉依靠自身的结构和水的密度变化来推动热量传递，因此无需额外的强制循环泵，节约了能源和维护成本。
三、自然循环锅炉的优点自然循环锅炉相比于强制循环锅炉具有以下优点：1. 结构简单：自然循环锅炉不需要额外的强制循环泵，因此其结构相对简单，易于安装和维护。
2. 操作方便：自然循环锅炉无需额外的控制设备，操作相对简单，无需专业技术人员操作。
3. 节能环保：自然循环锅炉运行时无需外部能源驱动，仅依靠自然对流传递热量，节约了能源消耗。
同时，自然循环锅炉无需额外的强制循环泵，减少了能源消耗和维护成本。
4. 适用范围广：自然循环锅炉适用于小型供暖系统，如家庭供暖、小型工业锅炉等。
四、自然循环锅炉的应用自然循环锅炉由于其结构简单、操作方便、节能环保等优点，在一些小型供暖系统中得到广泛应用。
例如，在家庭供暖中，自然循环锅炉可以通过自然对流使热水循环供暖，避免了额外的能源消耗。
《锅炉原理》讲稿PPT
德国鲁齐循环流化床锅炉
1、炉膛
其特点是采用高循环倍率，高温旋风分离器和外置流化床热交换器。虽然外置流化床热交换器的采用使这种锅炉略显复杂，但也使这种锅炉的床温调节更加简便，过热器/再热器的布置更为灵活。目前这种循环流化床锅炉最大容量的锅炉是法国阿尔斯通斯登工业公司制造的，装在普罗旺斯电厂配250MW机组的700t/h亚临界压力循环流化床锅炉。
35吨链条炉
35吨煤粉炉
锅炉三大系统：
1）燃烧供给系统 2）汽水系统 3）空气、烟气系统
1-2锅炉的参数
一、锅炉容量（额定蒸发量） 锅炉在设计蒸汽参数和保证效率下最大连续蒸发量。Kg/s t/h 二、蒸汽参数 锅炉出口处蒸汽压力（MP)和温度（℃） 三、给水温度 进省煤器的给水温度。 动力中压锅炉给水温度：150 ℃或170 ℃ 动力高压锅炉给水温度：215℃ 动力亚临界锅炉给水温度：260 ℃ （表1-1参数）
二.经济性指标
1.锅炉效率：锅炉的有效利用热量与输入热量的百分比. ηgl=Q1/Qr×100% (30万机组,设计效率92%,保证效率89%,一般为90%) 2.钢材使用率 锅炉每小时产生一吨蒸汽所用钢材吨数. 2.5-5t/t/h
§1-5 锅炉发展的趋势
发展趋势： 1、大容量：容量增大一倍,每t/h的金属用量减少5~20%。 2、高参数：参数提高一档,经济性提高2%. 3、再热机组：一次再热,提高经济性4~5%. 目前我国多采用亚临界压力,温度多采用540℃,主要是考虑设备工作的可靠性.
§1-6工业锅炉型号表示方法
按照标准规定方法编制： △△ △ ××－××／××－× （1）（2）(3) (4) (5) (6) （1）：总体型式代号 （2）：燃烧设备代号 （3）：额定热功率或额定蒸发量 （4）：额定争气压力或允许工作压力 （5）：过热蒸汽温度或出/进水温度 （6）：燃料种类代号
1、炉膛
其特点是采用高循环倍率，高温旋风分离器和外置流化床热交换器。虽然外置流化床热交换器的采用使这种锅炉略显复杂，但也使这种锅炉的床温调节更加简便，过热器/再热器的布置更为灵活。目前这种循环流化床锅炉最大容量的锅炉是法国阿尔斯通斯登工业公司制造的，装在普罗旺斯电厂配250MW机组的700t/h亚临界压力循环流化床锅炉。
35吨链条炉
35吨煤粉炉
锅炉三大系统：
1）燃烧供给系统 2）汽水系统 3）空气、烟气系统
1-2锅炉的参数
一、锅炉容量（额定蒸发量） 锅炉在设计蒸汽参数和保证效率下最大连续蒸发量。Kg/s t/h 二、蒸汽参数 锅炉出口处蒸汽压力（MP)和温度（℃） 三、给水温度 进省煤器的给水温度。 动力中压锅炉给水温度：150 ℃或170 ℃ 动力高压锅炉给水温度：215℃ 动力亚临界锅炉给水温度：260 ℃ （表1-1参数）
二.经济性指标
1.锅炉效率：锅炉的有效利用热量与输入热量的百分比. ηgl=Q1/Qr×100% (30万机组,设计效率92%,保证效率89%,一般为90%) 2.钢材使用率 锅炉每小时产生一吨蒸汽所用钢材吨数. 2.5-5t/t/h
§1-5 锅炉发展的趋势
发展趋势： 1、大容量：容量增大一倍,每t/h的金属用量减少5~20%。 2、高参数：参数提高一档,经济性提高2%. 3、再热机组：一次再热,提高经济性4~5%. 目前我国多采用亚临界压力,温度多采用540℃,主要是考虑设备工作的可靠性.
§1-6工业锅炉型号表示方法
按照标准规定方法编制： △△ △ ××－××／××－× （1）（2）(3) (4) (5) (6) （1）：总体型式代号 （2）：燃烧设备代号 （3）：额定热功率或额定蒸发量 （4）：额定争气压力或允许工作压力 （5）：过热蒸汽温度或出/进水温度 （6）：燃料种类代号
自然循环原理——锅炉原理PPT课件
• 雾状流动阶段：由于管子壁面的水膜被蒸干，只有管子中 心的蒸汽流中夹带着小液滴，壁面由雾状蒸汽流冷却，工质对 管壁的放热系数急剧减小，管壁温度发生突变性提高。随后， 由于流动速度增加和小液滴对管壁的润湿作用， 使工质对管壁 的放热系数又有所增大，管壁温度略有下降。
• 当雾状流蒸汽中水滴全部被蒸干以后，形成单相的过热蒸汽 流动，放热系数进一步减小，管壁温度进一步上升。
SCHOOL OF ENERGY AND POWER ENGINEERING, SHANDONG UNIVERSITY
• 有卷吸的环状流动阶段：环状流的液膜变薄，管子壁面上 的热量很快通过液膜传递到液膜表面，此时在管子壁面上不再 产生汽泡，蒸发过程转移的液膜表面进行。放热系数略有提高 ，管壁温度接近流体温度。
1 蒸发管内的流型与传热的关系
• 单相液体流动阶段：在管子入口处，为过冷水对流传热，放热 系数基本不变。 • 过冷沸腾阶段：汽泡状流动的初级阶段。壁面温度大于饱和温 度，在壁面上产生小汽泡，而管子中心流体温度尚未达到饱和温 度，汽泡被带到水流中很快凝结而消失，放热系数增大。 • 汽泡状流动的后期和环状流动阶段：由于不断吸热，管内的水 流达到饱和温度在壁面上产生的蒸汽不再凝结，壁面上不断产生 汽泡，又不断脱离壁面，水流中分散着许多小汽泡，此时饱和核 态沸腾开始，并一直持续到环状流动阶段结束。管内放热系数变 化不大，管壁温度接近流体温度。
第九章 自然循环原理
SCHOOL OF ENERGY AND POWER ENGINEERING, SHANDONG UNIVERSITY
第一节 自然循环原理
一 自然循环原理
定义：在一个闭合的回路中，由于工质自身的密度差造成的重 位压差，推动工质流动的现象。 自然循环锅炉的循环回路是由锅筒、下降管、分配水管、水冷 壁下联箱、水冷壁管、水冷壁上联箱、汽水混合物引出管、汽水 分离器组成的，如图所示； 重位压差是由下降管和上升管(水冷壁管)内工质密度不同造成 的；而密度差是由下降管引入水冷壁的水吸收炉膛内火焰的辐射 热量后，进行蒸发，形成汽水混合物，使工质密度降低形成的。
• 当雾状流蒸汽中水滴全部被蒸干以后，形成单相的过热蒸汽 流动，放热系数进一步减小，管壁温度进一步上升。
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• 有卷吸的环状流动阶段：环状流的液膜变薄，管子壁面上 的热量很快通过液膜传递到液膜表面，此时在管子壁面上不再 产生汽泡，蒸发过程转移的液膜表面进行。放热系数略有提高 ，管壁温度接近流体温度。
1 蒸发管内的流型与传热的关系
• 单相液体流动阶段：在管子入口处，为过冷水对流传热，放热 系数基本不变。 • 过冷沸腾阶段：汽泡状流动的初级阶段。壁面温度大于饱和温 度，在壁面上产生小汽泡，而管子中心流体温度尚未达到饱和温 度，汽泡被带到水流中很快凝结而消失，放热系数增大。 • 汽泡状流动的后期和环状流动阶段：由于不断吸热，管内的水 流达到饱和温度在壁面上产生的蒸汽不再凝结，壁面上不断产生 汽泡，又不断脱离壁面，水流中分散着许多小汽泡，此时饱和核 态沸腾开始，并一直持续到环状流动阶段结束。管内放热系数变 化不大，管壁温度接近流体温度。
第九章 自然循环原理
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第一节 自然循环原理
一 自然循环原理
定义：在一个闭合的回路中，由于工质自身的密度差造成的重 位压差，推动工质流动的现象。 自然循环锅炉的循环回路是由锅筒、下降管、分配水管、水冷 壁下联箱、水冷壁管、水冷壁上联箱、汽水混合物引出管、汽水 分离器组成的，如图所示； 重位压差是由下降管和上升管(水冷壁管)内工质密度不同造成 的；而密度差是由下降管引入水冷壁的水吸收炉膛内火焰的辐射 热量后，进行蒸发，形成汽水混合物，使工质密度降低形成的。
锅炉原理课件：锅炉水动力学及锅内传热
體
汽
➢ q↑、xcr↓，惡化點提前。 轉入膜態沸騰然
• 不同
後 再過渡到欠液 區
直接轉入欠液區
➢ 機理不同，所處的流 動結構和工況參數不
通常發生在含汽 通常發生在含汽 率 較小，以及熱 率 較大時，以及
同，引起的後果也不 負荷 高的區域 熱負 荷低的區域
相同。
α2稍低
α2稍高
壁溫飛升幅度大 壁溫飛升幅度小
13/42
3、汽水兩相流模型與流動參數
1. 研究兩相流體的流動模型
• 均相流模型：兩相流體非常均勻，具有平均流體 特性的均質單相流體，沒有相對速度且熱力學平 衡。該模型可以應用單相流體的各種方程式。最 適用於泡狀流型。
• 分相流模型：假定兩相完全分開，各自以一平均 流速流動，即兩相流速不等但已經達到熱力動態 平衡。可以對每一相流體寫出一組基本方程式。 該模型比較精確但是很複雜，最適用於環狀流 型 。
10/42
2、管內傳熱惡化
• 傳熱惡化影響因素主要是熱負荷和質量流速
➢ 質量流速一定時，低 熱負荷時不會發生 傳 熱惡化。
➢ 若熱負荷不變時，隨 著 質 量 流 速 ρw 上 升 ， 開始出現傳熱惡化 的 q也提高；當ρw大到 一定值時，傳熱惡化 現象消失。
11/42
超臨界壓力時的放熱係數α2 (P=24MPa；ρw=700kg/(m2·s) )
Qq + SwYsjƒ
Y
=
Qq Qq + SQs
=
Qq + S Qh −Qq
1 =
1 + S Qh/Qq −1
=
1
1
1
1 + S 1/β − 1
= 1 +S
锅炉原理 10自然循环锅炉水动力学
程
发电厂：用于 发电，提供电
力
供暖系统：用 于供暖，提供
热能
海水淡化：用 于海水淡化， 提供淡水资源
化工行业：用 于化学反应， 提供热量和压
力
食品加工：用 于食品加工，
提供热能
PRT THREE
蒸发受热面：锅炉内壁，用于吸收热量，使水蒸发 水循环：水在锅炉内循环流动，将热量传递到蒸发受热面 水循环的动力：自然循环，依靠水的密度差和重力作用 水循环的稳定性：影响锅炉的运行效率和安全性
汇报人：XX
流体阻力：流体在流动过程中产生的阻力 管壁粗糙度：影响流体阻力的重要因素 流体密度：影响流体阻力的重要因素 流体粘度：影响流体阻力的重要因素 流体温度：影响流体阻力的重要因素 流体流速：影响流体阻力的重要因素
流动稳定性：保证锅炉水在自然循环过程中的稳定性，避免出 现波动或中断
安全性：确保锅炉水在自然循环过程中的安全性，避免出现泄 漏、爆炸等事故
设计合理的水力模型，确保水流的稳定性 采用先进的水力控制技术，提高水流的稳定性 定期检查和维护锅炉设备，确保水流的稳定性 加强锅炉操作人员的培训，提高水流的稳定性
提高传热性能：通过优化锅炉 结构、传热管设计等提高传热 效率，降低能耗
提高水循环效率：通过优化水 泵、管道设计等提高水循环速 度，降低能耗
水循环不畅：检查水泵、阀门、 管道等设备是否正常工作
水质恶化：检查水处理设备是 否正常工作，定期进行水质检
测
设备损坏：检查设备是否正常 工作，定期进行设备维护和保
养
定期检查锅炉水循环系统，确保设备运行正常 定期清洗锅炉水循环系统，防止水垢堆积 定期更换锅炉水循环系统中的易损件，保证设备使用寿命 定期对锅炉水循环系统进行安全检查，确保设备安全运行
发电厂：用于 发电，提供电
力
供暖系统：用 于供暖，提供
热能
海水淡化：用 于海水淡化， 提供淡水资源
化工行业：用 于化学反应， 提供热量和压
力
食品加工：用 于食品加工，
提供热能
PRT THREE
蒸发受热面：锅炉内壁，用于吸收热量，使水蒸发 水循环：水在锅炉内循环流动，将热量传递到蒸发受热面 水循环的动力：自然循环，依靠水的密度差和重力作用 水循环的稳定性：影响锅炉的运行效率和安全性
汇报人：XX
流体阻力：流体在流动过程中产生的阻力 管壁粗糙度：影响流体阻力的重要因素 流体密度：影响流体阻力的重要因素 流体粘度：影响流体阻力的重要因素 流体温度：影响流体阻力的重要因素 流体流速：影响流体阻力的重要因素
流动稳定性：保证锅炉水在自然循环过程中的稳定性，避免出 现波动或中断
安全性：确保锅炉水在自然循环过程中的安全性，避免出现泄 漏、爆炸等事故
设计合理的水力模型，确保水流的稳定性 采用先进的水力控制技术，提高水流的稳定性 定期检查和维护锅炉设备，确保水流的稳定性 加强锅炉操作人员的培训，提高水流的稳定性
提高传热性能：通过优化锅炉 结构、传热管设计等提高传热 效率，降低能耗
提高水循环效率：通过优化水 泵、管道设计等提高水循环速 度，降低能耗
水循环不畅：检查水泵、阀门、 管道等设备是否正常工作
水质恶化：检查水处理设备是 否正常工作，定期进行水质检
测
设备损坏：检查设备是否正常 工作，定期进行设备维护和保
养
定期检查锅炉水循环系统，确保设备运行正常 定期清洗锅炉水循环系统，防止水垢堆积 定期更换锅炉水循环系统中的易损件，保证设备使用寿命 定期对锅炉水循环系统进行安全检查，确保设备安全运行
锅炉自然水循环的工作原理
锅炉自然水循环的工作原理
锅炉自然水循环的工作原理是指通过自然力，利用水的密度变化和热量传递的方式，实现能源转化和热能传递过程的一种机制。
在锅炉中，燃料燃烧产生高温燃烧气体，将热能传递给锅炉水，在烟气温度和炉水温度的驱动下，使水在锅炉内部形成自然循环，实现热能的转移。
首先，燃料燃烧后释放的高温烟气通过锅炉的烟道排出，同时也将热能传递给锅炉水，使其吸热并升温。
烟气的温度逐渐降低，而锅炉水的温度则逐渐升高。
其次，由于水的密度随温度的变化而发生变化，热能的加热使得锅炉水的密度减小，从而使得热水上升，冷水下降。
这种密度变化引起了水的对流运动，即冷水从锅炉的较低部分流向较高部分，而热水则从较高部分流向较低部分，形成了自然循环。
同时，在锅炉内部设置的水冷壁和水管也起到了关键作用。
烟气通过水冷壁或水管的表面，将热量传递给锅炉水，使其进一步吸热，进一步升温。
这样，锅炉水中的温度差异增大，促进了自然循环的进行。
最后，锅炉自然水循环的工作原理还与锅炉的结构、尺寸、燃料种类等因素有关。
合理设计锅炉内部的空间布局和水流路径，选择适当的锅炉尺寸和类型，以及控制好燃料的燃烧过程，都能对锅炉自然水循环起到积极的促进作用。
总之，锅炉自然水循环的工作原理是通过自然力驱动，利用水的密度变化和热量传递，使锅炉水在锅炉内部形成自然循环，实现能源转化和热能传递。
这种机制在锅炉工作中起着重要的作用，确保了锅炉的高效、安全运行。
第11章 自然循环锅炉水动力(全)PPT课件
Qs (m/s) f
2. 速度参数
（1）混合流速
w hQ fhQ s fQ qw o ' w o ''(m/s)
由质量流速定义 wh wowo"(1"' )(m/s)
（2）实际流速
w '' sj
Qq f
（3）相对速度与滑移比
wxd ws"j ws'j
w s j
Qs f
S
w '' sj
w
' sj
3. 含汽率
面的工作可靠性，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，压差，可靠性指标； ②计算时按平均参数计算，并对条件最差管子进行校验； ③只对锅炉额定参数进行计算； 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。
二、压降（阻力）计算
总阻力
p p m c p jb p z w p js
1. 摩擦阻力 pmcdln2wo21x1
摩擦阻力系数
1
4lg3.7dn
/k2
摩擦阻力校正系数ψ，双相摩擦阻力与按均相模 型计算的摩擦阻力之比。试验值，与质量含汽率 x、压力p及质量流速ρw有关。
2. 局部阻力 pjbjb2wo21xjb1
3. 重位压降 p z w h s jg h -- g h
管
下集箱
流动动力：不受热的下降管与受 热的上升管（水冷壁）之间的密
度差 。
全部由受热管束组成的回路也 可形成自然循环。
特征：①有锅筒，具有较大的畜热 和蓄水能力，易于调节。
②水动力特性稳定，运行可 靠，能耗小。
③p↓， ↑，循环可靠。
锅炉原理课件(PPT)
燃烧器的种类和结构
燃烧器的特点和应用
燃烧器的维护和保养
燃烧器的工作原理
炉膛的结构和设计原则
炉膛的作用：提供燃烧空间，保证燃料充分燃烧
设计原则：保证强度、耐火、防爆、节能等要求
炉膛的结构：包括炉墙、炉顶和炉底三个部分
燃烧调整和优化
燃烧器风量调整
燃料和空气混合方式
燃料和空气比例调整
燃烧器布置和投运数量
汇报人：
,a click to unlimited possibilities
锅炉原理课件
CONTENTS
目录
锅炉的基本知识
锅炉的燃烧系统
锅炉的辅助设备
锅炉的运行和维护
锅炉的水循环系统
锅炉的设计和发展趋势
锅炉的基本知识
锅炉的定义和分类
锅炉是一种利用燃料燃烧产生热能，将水加热成为热水或蒸汽的机械设备。
注意事项：定期检查水位、压力、温度等参数，确保安全运行
维护内容：定期清洗锅炉内部、检查锅炉附件、更换磨损部件等
正否具备运行条件
启动：按照操作规程进行启动
运行中监控：监控水位、压力、温度等参数，确保正常运行
停炉保养：定期进行维护保养，延长锅炉使用寿命
常见故障及排除方法
排烟过程：烟气经过除尘、脱硫等处理后，通过烟囱排入大气中
控制系统：锅炉控制系统能够监测和调节锅炉的运行状态，确保安全、稳定的运行。
锅炉的主要性能指标
蒸发量：锅炉每小时所产生的蒸汽量
热效率：锅炉的热能利用率
燃料消耗量：每小时所消耗的燃料量
蒸汽参数：蒸汽的压力和温度
锅炉的燃烧系统
燃烧器的构造和工作原理
旋涡泵：流量小，扬程高，结构简单，价格便宜
离心泵：结构简单，流量大，扬程低
锅炉原理完整13ppt课件
（6）F点以后（蒸汽的单相换热，α有所增加）。
精品课件
5
2、负荷变化对α的影响
随着负荷增加： （图13-2中负荷线由1逐步变到7）
（1）过冷沸腾点提前
（对应于B点）；
（2）饱和核态沸腾时的放热系数增加（对应C-D段）；
（3）转为强制水膜对流传热的 x 增加（对应D-E段）；
（4）传热恶化出现点提前：
第十三章 蒸发受热面的工质 流动和传热
本章主要内容：
两相流动和传热及其各项参数；
自然循环原理和计算；
自然循环的安全性；
强制流动蒸发受热面的水动力特性。
精品课件
1
第一节 两相流动和传热
一、两相流动和传热的基本概念
精品课件
2
影响两相流动的主要因素：
1、工质的流向（向上 、向下、水平）
2、流速 3、管径 4、压力（汽水密度差） 5、粘度 6、含汽率 7、热负荷
汽蒸 水汽 混的 合容 物 量 积 总 VV 流 的 V量 容 w wm F F积 w wm 流
令 wm C 得 C
w （C与工质流动方向、压力、流速、含汽率有关）
用汽水滑动比表示：
1
精品课件
1
S 1
15
（二）真实流动特性参数 3、真实密度
某一流通截面上汽水混合物的密度。
t r 1 （式13-24）
2、真实流动特性参数： 截面上的汽、水真实流动参数 。
精品课件
10
（一）流量参数
1、质量流速（单位面积的质量流量）
w G kg/(m2s)
（式13-3）
F
2、循环流速（以饱和水密度计算的上升管进口工质流速）
3、折算流速
w0
锅炉循环原理
锅炉循环原理锅炉是一种将水加热转化为蒸汽的设备，是许多工业生产过程中不可或缺的重要设备。
而锅炉的循环原理是其正常运行的基础，下面我们来详细介绍一下锅炉的循环原理。
首先，我们来看一下锅炉的基本构造。
锅炉主要由炉膛、水冷壁、上部和下部的蒸汽和水分离器、过热器、再热器、空气预热器、引风机、鼓风机、给水泵、循环水泵等部件组成。
其中，循环水泵是实现锅炉循环的关键设备之一。
锅炉的循环原理主要包括自然循环和强制循环两种方式。
自然循环是指在锅炉受热面积足够大的情况下，水在受热后产生密度差，从而形成自然对流，使得水在锅炉内部形成循环。
而强制循环则是通过循环水泵来实现，循环水泵将水从蒸汽发生器的下部抽出，经过再热器和过热器加热后送入蒸汽发生器的上部，从而形成循环流动。
在锅炉的运行过程中，循环原理起着至关重要的作用。
首先，通过循环原理能够保证锅炉内部水的均匀循环，有效地防止了水的局部过热和汽包现象的产生。
其次，循环原理还能够提高锅炉的热效率，使得燃料的热能得到充分利用。
此外，循环原理还能够减少锅炉的结垢和腐蚀，延长锅炉的使用寿命。
除了上述作用之外，循环原理还能够提高锅炉的安全性能。
通过循环原理，锅炉内部的水温和压力能够得到有效的控制，从而确保了锅炉的安全稳定运行。
同时，循环原理还能够减少锅炉运行过程中的故障和事故发生的可能性，保障了生产过程的安全。
总的来说，锅炉的循环原理是保证锅炉正常运行的基础，它不仅能够提高锅炉的热效率，延长锅炉的使用寿命，还能够提高锅炉的安全性能。
因此，在锅炉的设计、制造和运行过程中，都需要充分重视锅炉的循环原理，确保其能够正常、高效、安全地运行。
锅炉原理课件：锅炉水循环方式
18/34
二、直流鍋爐
1、工作原理
• 直流鍋爐與自然迴圈鍋爐的主要差別在鍋內過程，而 爐內過程基本相同。
• 直流鍋爐沒有汽包，給水在給水泵壓頭的作用下，順 序流過熱水段、蒸發段和過熱段受熱面一次將給水全 部變成過熱蒸汽，蒸發區循環倍率K=1。
• 直流鍋爐由於沒有汽包，在加熱水和蒸發受熱面之間， 以及在蒸發和過熱受熱面之間都沒有固定的分界線。
直流鍋爐工作原理
20/34
二、直流鍋爐
2、水冷壁的結構形式
• 早期采用的形式： a. 拉姆辛式(水準圍繞管圈式) b. 蘇爾壽式(回帶管圈式) c. 本生式(垂直管屏式)
21/34
直流鍋爐水冷壁的基本形式 a. 水準圍繞管圈式 b. 回帶管圈式 c. 垂直管屏式
二、直流鍋爐
• 現代直流鍋爐采用的形式： a. 螺旋圍繞上升管屏式 b.一次垂直上升管屏式(UP型) c.爐膛下部多次上升、爐膛上 部一次上升管屏式(FW型)
自然迴圈回路
4/34
一、自然迴圈鍋爐
• 因此，可得壓差平衡方程式： ρxj − ρss gH = ∆pxj + ∆pss
式中： ▪ ρxj, ρss分別為下降管和上升管中工質的平均密度 ，kg/m3； ▪ ∆pxj, ∆pss分別為下降管和上升管中的工質流動阻 力，Pa； ▪ H為汽包液位面到下集箱中心高度，m；
當流量和重位壓頭時工質的比容改變造成的。 • 由於出現了水動力特性的多值性，就可能使並列工作
的蒸發管中產生流量偏差及熱偏差，嚴重時，使管子 燒壞。
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二、直流鍋爐
• 蒸發管內進口水溫對管子中的流動特性有決定性影響。 當進口水溫低於飽和溫度時，整根管子分為兩段：熱 水段和蒸發段。
二、直流鍋爐
1、工作原理
• 直流鍋爐與自然迴圈鍋爐的主要差別在鍋內過程，而 爐內過程基本相同。
• 直流鍋爐沒有汽包，給水在給水泵壓頭的作用下，順 序流過熱水段、蒸發段和過熱段受熱面一次將給水全 部變成過熱蒸汽，蒸發區循環倍率K=1。
• 直流鍋爐由於沒有汽包，在加熱水和蒸發受熱面之間， 以及在蒸發和過熱受熱面之間都沒有固定的分界線。
直流鍋爐工作原理
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二、直流鍋爐
2、水冷壁的結構形式
• 早期采用的形式： a. 拉姆辛式(水準圍繞管圈式) b. 蘇爾壽式(回帶管圈式) c. 本生式(垂直管屏式)
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直流鍋爐水冷壁的基本形式 a. 水準圍繞管圈式 b. 回帶管圈式 c. 垂直管屏式
二、直流鍋爐
• 現代直流鍋爐采用的形式： a. 螺旋圍繞上升管屏式 b.一次垂直上升管屏式(UP型) c.爐膛下部多次上升、爐膛上 部一次上升管屏式(FW型)
自然迴圈回路
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一、自然迴圈鍋爐
• 因此，可得壓差平衡方程式： ρxj − ρss gH = ∆pxj + ∆pss
式中： ▪ ρxj, ρss分別為下降管和上升管中工質的平均密度 ，kg/m3； ▪ ∆pxj, ∆pss分別為下降管和上升管中的工質流動阻 力，Pa； ▪ H為汽包液位面到下集箱中心高度，m；
當流量和重位壓頭時工質的比容改變造成的。 • 由於出現了水動力特性的多值性，就可能使並列工作
的蒸發管中產生流量偏差及熱偏差，嚴重時，使管子 燒壞。
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二、直流鍋爐
• 蒸發管內進口水溫對管子中的流動特性有決定性影響。 當進口水溫低於飽和溫度時，整根管子分為兩段：熱 水段和蒸發段。
第6章 锅炉水循环及汽水分离 锅炉 教学课件
3．下降管的布置 1）为防止上升管进水的不均匀，要求下降管与 下集箱连接时， 应与上升管管排面成90º交角；
第一节 锅炉的水循环
2）为保证水循环的安全，要求下降管总截面积 不小于上升管总截面积的25~35%； 3）下降管带汽防止措施 4）不旨在炉外，包装绝热材料，减少散热损失 4．循环回路的设计原则
• 强制水循环——依靠水泵扬程使工质在受 热面内流动的蒸发系统。
第一节 锅炉的水循环
自然水循环水动力方程式：
下集箱A-A面两边 作用力相等 Pxj Pg (H s H q ) g Pxj Pa Pss Pg Hsg Hqq g Pss Pa
因为： Pxj Pss
整理得： H q g( q ) Pxj Pss
2）上升管热负荷
3）回路的重位高度
4）循环回路的阻力
二、水循环的可靠性指标
1．度循环流速w0——循环回路中水进入上升管时的速
G
w0 3600 f ss
m/s
1m）/s为避免上升管入口段沉积泥渣，w0 不小于0.3
第一节 锅炉的水循环
=20）.2供~1热.5锅m炉/s水冷壁的w0=0.4~2m/s，对流管束w0 2．循环倍率K——由下降管进入上升管的水量质及其影响 3.汽水分离装置
第一节 锅炉的水循环
一、自然水循环的基本概念
• 自然水循环：依靠不受热的下降管和受热 的上升管间工质的密度差作为水循环的动 力。
• 自然水循环的回路： 由锅筒、下降管、下 集箱、上升管、上集箱、引出管组成的密 闭回路。
1）w0不小于0.6~0.8m/s;
2）水平倾角不小于15º
第一节 锅炉的水循环
3．下降管带汽 在循环回路中，由于下降管入口阻力过大，
易造成炉水自汽化或上锅筒水位过低造成下降 管入口形成漩涡卷吸蒸汽等原因是下降管带汽，
第一节 锅炉的水循环
2）为保证水循环的安全，要求下降管总截面积 不小于上升管总截面积的25~35%； 3）下降管带汽防止措施 4）不旨在炉外，包装绝热材料，减少散热损失 4．循环回路的设计原则
• 强制水循环——依靠水泵扬程使工质在受 热面内流动的蒸发系统。
第一节 锅炉的水循环
自然水循环水动力方程式：
下集箱A-A面两边 作用力相等 Pxj Pg (H s H q ) g Pxj Pa Pss Pg Hsg Hqq g Pss Pa
因为： Pxj Pss
整理得： H q g( q ) Pxj Pss
2）上升管热负荷
3）回路的重位高度
4）循环回路的阻力
二、水循环的可靠性指标
1．度循环流速w0——循环回路中水进入上升管时的速
G
w0 3600 f ss
m/s
1m）/s为避免上升管入口段沉积泥渣，w0 不小于0.3
第一节 锅炉的水循环
=20）.2供~1热.5锅m炉/s水冷壁的w0=0.4~2m/s，对流管束w0 2．循环倍率K——由下降管进入上升管的水量质及其影响 3.汽水分离装置
第一节 锅炉的水循环
一、自然水循环的基本概念
• 自然水循环：依靠不受热的下降管和受热 的上升管间工质的密度差作为水循环的动 力。
• 自然水循环的回路： 由锅筒、下降管、下 集箱、上升管、上集箱、引出管组成的密 闭回路。
1）w0不小于0.6~0.8m/s;
2）水平倾角不小于15º
第一节 锅炉的水循环
3．下降管带汽 在循环回路中，由于下降管入口阻力过大，
易造成炉水自汽化或上锅筒水位过低造成下降 管入口形成漩涡卷吸蒸汽等原因是下降管带汽，
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5.分配器6.节
流圈7.水冷壁
8.汽水分离器
9.备用管路
图10-3低循环倍率锅炉系统和循环流量曲线
• 3．部分负荷复合循环锅炉
1.低负荷时，循环管路有循 环流量，高负荷时，锅炉按 直流锅炉原理工作； 2.大多用于超临界压力机组 ； 3.与低循环倍率锅炉的主要 差别是在循环回路上装有循 环限制阀.
图10-4 部分负荷复合循环锅炉的工作原理
锅炉原理自然循环锅炉水动力学演示文稿
优选锅炉原理自然循环锅炉水动力学
• 10.1.1强制循环锅炉 • 随着锅炉容量提高，为了保证管内工质具有较
高的质量流速，在循环回路上串接一个或多个 专门的循环泵，用以控制水和汽水混合物的流 动，则称为强制循环锅炉或控制循环锅炉。
• 为了进一步提高锅炉水动力的安全可靠性，可 以在蒸发受热面的进口设置节流圈，这种锅炉 一般称为控制循环锅炉 。
G G G
• 容积含汽率β ：
Q Q
Q Q Q
（10-14） （10-15）
G / G / G /
1
1
( 1
1)
ห้องสมุดไป่ตู้
X
• 截面含汽率φ ：
（10-16）
A"
A
（10-17）
• 水的流通截面积A’所占的流通截面积份额：
A' A A" 1
AA
（10-18）
• 2．蒸汽和水的折算速度及真实速度 • 蒸汽折算速度w0″——假定汽水混合物中的蒸
1.省煤器2.混合器3.循环泵 4.分配器5.水冷壁6.过热器 7.循环限制阀8.循环旁路
图10-5 超临界压力复合循环锅炉
• 3．复合循环锅炉的特点 （1）结构简单可靠。 （2）额定负荷时的质量流速可选得低
些，以减小流动阻力和水泵电耗。
（3）锅炉最低负荷可降到额定负荷的5 ％左右，启动旁路系统可按5％-10％负 荷设计，减小设备投资和启动时的工质 及热量损失。
（7）复合循环不仅应用于超临界压力锅炉，而
且还应用在亚临界压力锅炉。
• 10.2自然循环基本原理
• 10.2.1 概述
• 水冷壁上升管在炉内吸收炉膛火 焰和烟气的辐射热量，管内部分 水蒸发，形成汽水混合物；而下 降管在炉外不受热，管内为饱和 水或未饱和水。因此，下降管中 水的密度大于上升管中汽水混合 物 的 密 度 ， 在 下 联 箱 中 心 A-A 截 面两侧将产生液柱的重位压差， 此压差推动汽水混合物沿上升管 向上流动，水沿下降管向下流动 。
• 为了克服纯直流锅炉的不足及适应超临界压 力锅炉应用的需要，产生了复合循环锅炉
图10-2 复合循环锅炉再循环
PC PA Pb Plz
（10-1）
• 如果循环泵的工作压头△Pb大于水冷壁中工 质的流动阻力△Plz ，则有PC＞PA，锅炉按强
制循环锅炉原理工作 。（流过水冷壁的工质 流量为给水流量与再循环流量之和）
（4）再循环工质使水冷壁进口工质的焓提高，
工质在蒸发管内焓增减少，有利于减少热偏差 和提高管内工质流动的稳定性。
（5）锅炉在低负荷范围内运行时，工质流量和
温度变化幅度小，减小了管壁热应力，有利于 改善锅炉低负荷运行时的条件。
（6）再循环泵长期在高温高压下工作，制造工
艺复杂，技术性能要求高，且循环泵要消耗电 能，致使机组远行费用增加。
图10-6 循环回路
• 10.2.2自然循环的参数
• 1．物理量的定义
（1）循环流速w0：
w0
G ,m
A
/
s
（2）质量含汽率x：
x D G
（3）循环倍率K：
KG D
（10-2） （10-3） （10-4）
• 2．物理量的定义
假设工质不流动：
P1 P0 xj gh P2 P0 ss gh xj ss , 所以P1 P2
• 直流锅炉特点是：受热面可自由布置；金 属耗量少，启、停速度快；水容量及相应 的蓄热能力较小，对外界负荷变化较敏感 ；直流锅炉不能连续排污，对给水品质的 要求很高；给水泵功率消耗大。
直流锅炉缺点是负荷降
低时，水冷壁内工质流
• 10.1.4 复合循环锅炉
量降低，炉内热量得不
到工质的冷却，水冷壁
• 1.复合循环锅炉的基本原理 管壁容易超温。
• 自然循环的推动压力一般为0.05~0.1MPa,循 环泵提升压力为0.25~0.5MPa
（a）自然循环锅炉
（b）强制循环锅炉； （c）控制循环锅炉；
（d）直流锅炉
图10-1 锅炉蒸发受热面内工质流动的几种类型
• 自然循环锅炉工程应用的最高蒸汽压力是 19.11MPa，单炉的最大容量为885MW。只有 当蒸汽压力超过16MPa时，且自然循环不可 靠，才需要考虑采用强制循环锅炉。当压 力超过19.6MPa，则适合采用直流锅炉。强 制循环锅炉工程应用的最高蒸汽压力是 19.6MPa，单炉的最大容量1000MW。当单炉 容量超过600MW，一般应在较低的压力时就 考虑采用强制循环锅炉或直流锅炉。
（10-5） （10-6）
上升系统基本压差Yss
下降系统基本压差Yxj
简单回路水循环基本方程 ，以此方程为基础建立的 计算方法称为压差法
运动压差Syd 有效压头Syx
系统总阻力
Syd是水循环产生的动力 ，以此方程为基础建立的 计算方法称为运动压头法
下降管总阻力
有效压头法
• 10.3两相流体参数与计算 • 10.3.1 汽水两相流的基本参数 • 1. 蒸汽含量 • 质量含汽率x ： x G G
• 10.1.3 直流锅炉
• 直流锅炉没有汽包，给水在给水泵的作用 下，依次通过加热、蒸发和过热等各个受 热面，完成水的加热、汽化和蒸汽过热过 程，最后蒸汽过热到规定的温度，各受热 面之间并没有固定的界限，直流锅炉可以 认为是循环水量为零的强制循环锅炉的一 个特例。
• 直流锅炉与强制循环锅炉相比，取消了汽 包，且工质在给水泵压头的作用下一次性 通过各受热面 。
• 如果循环泵的工作压头△Pb小于等于水冷壁 中工质的流动阻力△Plz，则有PC≤PA，锅炉按
直流原理工作 （再循环管路中无循环流量）。
• 2．全负荷复合循环锅炉
在全负荷范围内均有△Pb大于 水冷壁中工质的流动阻力△Plz （即在全负荷范围内循环流量
1.省煤器 2.混
均不为零）
合器3.过滤器
4.再循环水泵
汽单独流过整个管道截面时的蒸汽速度：
w0
G
A
m/s
（10-19）
• 水的折算速度w0′：