强制流动锅炉优秀课件
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强制流动锅炉
强制流动锅炉的类型：
1.控制循环锅炉又称多次强制循环锅 炉，也属于汽包锅炉。
2.直流锅炉无汽包，工质在水冷壁中 一次蒸发成蒸汽。
3.复合循环锅炉就是在负荷较低时部 分工质在水冷壁中进行再循环，高负荷 时转入与直流锅炉相同的运行方式。
第一节 控 制 循 环 锅 炉
一、原理：
控制循环锅炉是由自然循环锅炉发 展而成，它在循环回路的下降管上装置 循环泵，见图9－1，因而其循环动力大 大提高了。
循环泵在运行时必须防止泵中水发生汽 化，简称汽蚀。
当有效汽蚀余量py（又称有效净正吸
入水头）大于必须的净正吸入水头 pr（防
止发生汽蚀必须的最低吸入压力比炉水饱和 压力高出的数值）时不发生汽蚀。
第 二节 直 流 锅 炉
一、工作原理和特点
直流锅炉有以下特点：
直流锅炉给水泵压头比汽包锅炉的高。 给水泵电耗相应也较大。但直流锅炉工质 压力可达到超临界压力。
2、水冷壁内工质质量流速较高，w =900 1500kg/(m2•s)。循环倍率较小，一般为3 4。水冷壁管压力降中流动阻力份额大，
具有强制流动特性，即质量流速随热负荷
升高而下降。
3、装置节流孔板，用以分配各并联管工质流 量，改善热偏差。
汽包方面的特点：
1、汽包内部装置允 许有较大的流动阻力， 而且由于循环倍率低， 循环水量小，汽包直 径、汽水分离器等尺 寸可适当缩小。
螺旋管圈型直流锅炉采用内置式圆 筒形立式旋风分离器，它在系统中位于 水冷壁与过热器之间，锅炉运行时承受 锅炉运行压力。
四、一次上升和上升－上升型（UP）直流 锅炉
一次上升和上升型（UP）水冷壁是由传统的 本生型水冷壁发展形成的，它有以下各特点：
螺旋管圈倾斜角θ 螺旋管圈的倾斜角θ与炉膛周界并联管数 之间有如下关系：
n=L/ssin 当L、ｓ一定时，降低管子倾斜角就 可减少并联管数目，从而使质量流速提高， 并且效果十分明显，这样不采用内螺纹管也 能保证水冷壁安全工作。
螺旋管圈围绕炉膛圈数Z Z决定于螺旋管圈水冷壁的高度ｈ与管 子的倾斜角θ，可由下式计算：
螺旋管 支吊采用均 匀受载型支 吊结构。这 种支吊方式， 支吊点分散、 均匀，避免 了应力集中。
水冷壁的工质质量流速
水冷壁的工质质量流速是水冷壁安全工作 的重要指标。水冷壁安全工作的最低质量流 速称为界限质量流速，它与水冷壁的结构、 热负荷大小等有关。
但是在全负荷范围内都要大于界限质量流 速是不合理的。故在低负荷时要求锅炉给水流 量不低于25％~30％MCR。
下面对螺旋管圈形直流锅炉的水冷壁及 其系统进行分析：
水冷壁的布置与支吊 螺旋管圈型直流锅炉的水冷壁一般都由螺旋
管圈和垂直管屏两部分组成。炉膛下部热负荷高 ，布置螺旋管圈。炉膛上部分热负荷较低，布置 垂直管屏。
螺旋管与垂直管之间的连接方式有两种类型
：一种是通过联箱连接，螺旋管出口接至联箱、 垂直管由联箱接出；另一种是分叉管连接。见下 图。
2、汽包内装有弧型衬 板，与汽包内壁间形 成一环形通道。
二、 循环倍率K 循环倍率的大小与循环回路的经济性和安 全性有密切关系： 循环倍率↓，循环回路的循环水量↓，循环 回路中的汽包尺寸、管道直径以及炉水循环泵 的容量等都相应↓，从而锅炉钢材的耗量↓，炉 水循环泵的运行电耗↓，热损失↓。
限制循环倍率减小的因素：水冷壁中汽水 两相流动不稳定；沸腾传热恶化。
Z=h/(Ltg) 一般情况Z=1.25~1.5圈。 1900t/h锅炉为 Z=1.7圈。
汽水分离器
螺旋管圈型直流锅炉在直流负荷以 下运行或启动的过程中，水冷壁的最低 质量流速是由汽水分离器及其疏水系统 来实现的。疏水系统是机组启动系统的 组成部分，它主要考虑在启动与停运过 程中对排放工质和热量的回收。
锅炉钢耗低，制造、输送、安装方 便；
直流锅炉在运行工况下，水、汽水
混合物、过热汽的分界点在受热面上的 位置随不同工况而变化，从而使其运行 特性和汽包锅炉不同。
二、直流锅炉类型
直流锅炉的类型主要是水冷壁的结构形 式和其系统的不同.直流锅炉的水冷壁管 由于布置自由,故其形式很多。
传统的水冷壁基本形式：水平围绕管圈型 （拉姆辛型），垂直多管屏型（本生型） 和带管圈型（苏尔寿型）。
水平围绕管圈型是由多根平行管子组成管带， 沿炉膛四周围绕上升，三面水平一面倾斜。
垂直多管屏型是在炉膛四周布置多个垂直管屏， 管屏之间由炉外管子连接。水冷壁管可串联成一 组或几组，工质顺序流过一组内的各管屏。
回带管圈型
的水冷壁是 由多行程迂 回管带形成。 管带迂回方 式分上下迂 回和水平迂 回两种。
三、螺旋管圈形直流锅炉 水冷壁管组成管带，沿炉膛周界倾 斜螺旋上升。 它无水平围绕管圈型中的水平段，
管带中的并连管数也增多了。螺旋管圈 形水冷壁适用于滑压运行，能适用超临 界和亚临界压力，平行管热偏差小，燃 料适应性广泛，还可采用整体焊接模式 水冷壁。
它的缺点是水冷壁支吊结构较复杂 ，制造，安装工艺要求高。
控制循环锅炉水循环回路的运动压 头由自然循环运动压头（0.05~0.1MPa） 和循环泵提升压头（0.25 ~ 0.50MPa）两 部分组成。
水冷壁方面的特点：
1、管子直径较细，一般为4251mm，布置 自由，有的控制循环锅炉还把部分蒸发受热 面布置在烟道内，做Fra Baidu bibliotek蛇型管蒸发器，与水 冷壁并联连接。
一般， K=3 4，最小为2。
三、循环泵
循环泵是控制循环锅炉的关键设备。 它的运行可靠性直接影响锅炉的安全工 作。
循环泵都采用无轴封结构，以适应 高温高压工作特点。泵与电动机都浸在 水中，故又称为“湿式定子”型。
• 右图是循环 泵的结构图。
• 热屏4将泵和 电动机的热 量隔离开， 电动机靠体 外冷却器12 冷却，维持 水稳在60℃ 以下。
直流锅炉水冷壁允许有较大的压力 降，因此
可选用较小直径的水冷壁管，水冷 壁在炉膛内的布置有较多的自由度；
可提高水冷壁内的工质流速，这对 水冷壁的安全工作创造了条件.
直流锅炉不用汽包，带来了以下特点: 锅炉给水品质要求高。 锅炉蓄热量小，运行参数稳定性较
差,但无汽包热应力限制,可提高启动和 停运速度；
强制流动锅炉的类型：
1.控制循环锅炉又称多次强制循环锅 炉，也属于汽包锅炉。
2.直流锅炉无汽包，工质在水冷壁中 一次蒸发成蒸汽。
3.复合循环锅炉就是在负荷较低时部 分工质在水冷壁中进行再循环，高负荷 时转入与直流锅炉相同的运行方式。
第一节 控 制 循 环 锅 炉
一、原理：
控制循环锅炉是由自然循环锅炉发 展而成，它在循环回路的下降管上装置 循环泵，见图9－1，因而其循环动力大 大提高了。
循环泵在运行时必须防止泵中水发生汽 化，简称汽蚀。
当有效汽蚀余量py（又称有效净正吸
入水头）大于必须的净正吸入水头 pr（防
止发生汽蚀必须的最低吸入压力比炉水饱和 压力高出的数值）时不发生汽蚀。
第 二节 直 流 锅 炉
一、工作原理和特点
直流锅炉有以下特点：
直流锅炉给水泵压头比汽包锅炉的高。 给水泵电耗相应也较大。但直流锅炉工质 压力可达到超临界压力。
2、水冷壁内工质质量流速较高，w =900 1500kg/(m2•s)。循环倍率较小，一般为3 4。水冷壁管压力降中流动阻力份额大，
具有强制流动特性，即质量流速随热负荷
升高而下降。
3、装置节流孔板，用以分配各并联管工质流 量，改善热偏差。
汽包方面的特点：
1、汽包内部装置允 许有较大的流动阻力， 而且由于循环倍率低， 循环水量小，汽包直 径、汽水分离器等尺 寸可适当缩小。
螺旋管圈型直流锅炉采用内置式圆 筒形立式旋风分离器，它在系统中位于 水冷壁与过热器之间，锅炉运行时承受 锅炉运行压力。
四、一次上升和上升－上升型（UP）直流 锅炉
一次上升和上升型（UP）水冷壁是由传统的 本生型水冷壁发展形成的，它有以下各特点：
螺旋管圈倾斜角θ 螺旋管圈的倾斜角θ与炉膛周界并联管数 之间有如下关系：
n=L/ssin 当L、ｓ一定时，降低管子倾斜角就 可减少并联管数目，从而使质量流速提高， 并且效果十分明显，这样不采用内螺纹管也 能保证水冷壁安全工作。
螺旋管圈围绕炉膛圈数Z Z决定于螺旋管圈水冷壁的高度ｈ与管 子的倾斜角θ，可由下式计算：
螺旋管 支吊采用均 匀受载型支 吊结构。这 种支吊方式， 支吊点分散、 均匀，避免 了应力集中。
水冷壁的工质质量流速
水冷壁的工质质量流速是水冷壁安全工作 的重要指标。水冷壁安全工作的最低质量流 速称为界限质量流速，它与水冷壁的结构、 热负荷大小等有关。
但是在全负荷范围内都要大于界限质量流 速是不合理的。故在低负荷时要求锅炉给水流 量不低于25％~30％MCR。
下面对螺旋管圈形直流锅炉的水冷壁及 其系统进行分析：
水冷壁的布置与支吊 螺旋管圈型直流锅炉的水冷壁一般都由螺旋
管圈和垂直管屏两部分组成。炉膛下部热负荷高 ，布置螺旋管圈。炉膛上部分热负荷较低，布置 垂直管屏。
螺旋管与垂直管之间的连接方式有两种类型
：一种是通过联箱连接，螺旋管出口接至联箱、 垂直管由联箱接出；另一种是分叉管连接。见下 图。
2、汽包内装有弧型衬 板，与汽包内壁间形 成一环形通道。
二、 循环倍率K 循环倍率的大小与循环回路的经济性和安 全性有密切关系： 循环倍率↓，循环回路的循环水量↓，循环 回路中的汽包尺寸、管道直径以及炉水循环泵 的容量等都相应↓，从而锅炉钢材的耗量↓，炉 水循环泵的运行电耗↓，热损失↓。
限制循环倍率减小的因素：水冷壁中汽水 两相流动不稳定；沸腾传热恶化。
Z=h/(Ltg) 一般情况Z=1.25~1.5圈。 1900t/h锅炉为 Z=1.7圈。
汽水分离器
螺旋管圈型直流锅炉在直流负荷以 下运行或启动的过程中，水冷壁的最低 质量流速是由汽水分离器及其疏水系统 来实现的。疏水系统是机组启动系统的 组成部分，它主要考虑在启动与停运过 程中对排放工质和热量的回收。
锅炉钢耗低，制造、输送、安装方 便；
直流锅炉在运行工况下，水、汽水
混合物、过热汽的分界点在受热面上的 位置随不同工况而变化，从而使其运行 特性和汽包锅炉不同。
二、直流锅炉类型
直流锅炉的类型主要是水冷壁的结构形 式和其系统的不同.直流锅炉的水冷壁管 由于布置自由,故其形式很多。
传统的水冷壁基本形式：水平围绕管圈型 （拉姆辛型），垂直多管屏型（本生型） 和带管圈型（苏尔寿型）。
水平围绕管圈型是由多根平行管子组成管带， 沿炉膛四周围绕上升，三面水平一面倾斜。
垂直多管屏型是在炉膛四周布置多个垂直管屏， 管屏之间由炉外管子连接。水冷壁管可串联成一 组或几组，工质顺序流过一组内的各管屏。
回带管圈型
的水冷壁是 由多行程迂 回管带形成。 管带迂回方 式分上下迂 回和水平迂 回两种。
三、螺旋管圈形直流锅炉 水冷壁管组成管带，沿炉膛周界倾 斜螺旋上升。 它无水平围绕管圈型中的水平段，
管带中的并连管数也增多了。螺旋管圈 形水冷壁适用于滑压运行，能适用超临 界和亚临界压力，平行管热偏差小，燃 料适应性广泛，还可采用整体焊接模式 水冷壁。
它的缺点是水冷壁支吊结构较复杂 ，制造，安装工艺要求高。
控制循环锅炉水循环回路的运动压 头由自然循环运动压头（0.05~0.1MPa） 和循环泵提升压头（0.25 ~ 0.50MPa）两 部分组成。
水冷壁方面的特点：
1、管子直径较细，一般为4251mm，布置 自由，有的控制循环锅炉还把部分蒸发受热 面布置在烟道内，做Fra Baidu bibliotek蛇型管蒸发器，与水 冷壁并联连接。
一般， K=3 4，最小为2。
三、循环泵
循环泵是控制循环锅炉的关键设备。 它的运行可靠性直接影响锅炉的安全工 作。
循环泵都采用无轴封结构，以适应 高温高压工作特点。泵与电动机都浸在 水中，故又称为“湿式定子”型。
• 右图是循环 泵的结构图。
• 热屏4将泵和 电动机的热 量隔离开， 电动机靠体 外冷却器12 冷却，维持 水稳在60℃ 以下。
直流锅炉水冷壁允许有较大的压力 降，因此
可选用较小直径的水冷壁管，水冷 壁在炉膛内的布置有较多的自由度；
可提高水冷壁内的工质流速，这对 水冷壁的安全工作创造了条件.
直流锅炉不用汽包，带来了以下特点: 锅炉给水品质要求高。 锅炉蓄热量小，运行参数稳定性较
差,但无汽包热应力限制,可提高启动和 停运速度；