蒸发系统及蒸发受热面

二 蒸发受热面工作原理
1、自然循环锅炉的工作原理
运动压头 自平衡状态
2、压力参数的变化对锅炉的影响 3、超临界机组必须采用直流锅炉 4、直流锅炉带来的新问题
水动力特性多值性、管子结垢、控制要求高、储水不 足容易干锅、参数变化快等
三、蒸发受热面的工作过程
1、水蒸汽状态参数的概念及其状态参数T、S的意义 2、T-S图上饱和线的意义 3、火电厂生产过程线及循环效率 4、压力参数对过程线的影响 5、超临界的意义及其在不同工况下所处的状态线及其特点 6、说明饱和过程线与水冷壁的联系、蒸发段变化的根源 7、直流锅炉区段变化的概念及工作过程
B 2dL 1ri 1
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L2q d2r
1
水动力特性的曲线说明
1.水动力特性曲线是压差ΔP与质 量流速(ρw)的关系曲线； 2.由于是一三次方程,最一般的情 况是有三个根,即同一个压差对应 三个质量流速的情形; 3.同一个压差对应多个质量流速 的特性,称为水动力特性的多值性 或者水动力特性的多值性; 4.影响:同一根管中的流量忽大忽 小;并列管中压差相同的情况下, 流量不同,而且差别很大,造成蒸发 受热面的流量偏差及热偏差。
二、平置蒸发管的水动力特性分析
工质的进口水温对蒸发管中的流动特性起决定性的影响， 当工质有欠焓时，蒸发管分为热水段和蒸发段；各段的长度 取决于热负荷水流量的比值。当热负荷一定时，增大水流量， 热水段加长，蒸发段缩短，蒸发管内的产汽量减少。蒸发管 内的流动阻力也由两部分组成：
△P= △Plz+ △Pjs+ △Pzw= 对于平置蒸发管△Pzw==0， △Pjs=0 ， △Pm» △Pjb △P= △Pmrs+ △Pmzf
二）、水动力特性多值性的原因分析
当管子吸热量不变的情况下，随着质 量流速的减少，加热区段的流速降低， 热水段的动压头减少；与此同时，蒸 发段的长度和汽水混合物的流速却急 剧增加，蒸发段的动压头却急剧增加； 两者之和呈增加的趋势。
后来，随着汽水混合物平均密度的减 少，趋于平稳。
当质量流速减少到一定的程度时，总 的动压头随着质量流速的减少而逐渐 减少。
蒸发系统及蒸发受热面
第一节 概述 第二节 直流锅炉蒸发受热面的水动力特性 第三节 姚电600MW超临界锅炉蒸发系统 第四节 蒸发受热面工作的安全性
一、蒸发系统的组成及工作特点
2.工作特点 1) 蒸发受热面与水冷壁的关系 A 30%MCR以下 B 30%MCR以上 2)蒸发受热面的工作特点 A 传热特点 B 工质流动特点
一、蒸发系统的流动阻力
1、水动力特性 1）各工况下，锅炉管内工质的流量分配； 2）蒸发受热面系统内，当热负荷一定时，工质流量与
压降的关系，即 △P=f(ρw) A 单值性 压降△P 与质量流速(ρw) 一一对应；锅炉
管两端的压降决定了质量流速，两端的压降（阻力） 相同，流量相同。单相流体的流动特性是单值性的。 B 多值性 蒸发受热面中，两相流动，在一定的条件 下：同样的压降△P 、受热条件下，对应多个流量 (ρw)的情况；且流量值差别很大的情况。
Ф38、 Ф22、 Ф25 （600MW）（300MW）
五、炉内燃烧对蒸发系统工作的影响
汽包炉
直流炉
汽包水位控制、给水量 燃料量、蒸发量（出力）
最低给水量 30%MCR 燃料量、给水量、出力 燃料量、汽温
结渣现象
出力不足
汽温不足
第二节 直流锅炉蒸发受热面的水动力特性
一、蒸发系统的流动阻力 二、平直蒸发管中水动力特性的多值性 三、立直蒸发管中水动力特性的多值性 四、蒸发受热面中流体的脉动
ql
热水段长度可求出为：
lrsiG Ql
i(w)f
ql
l
i ：欠焓
f ：管子流通面积 G：单位时间内工质流量
x 2 q l/[w ( )d ] i/2
将 、l zf 、l rs 、 rs 、 zf x 代入上式得到：
二、平置蒸发管的水动力特性分析
P A 3 B 2 C
A8 qi 1 2r i 1
根本原因：热水段与蒸发段共存。
热水段阻力与蒸发段阻力
三）、水动力特性多值性的影响因素
1、入口水温（入口水欠焓） 2、压力 3、热负荷、4、热水段阻力 入口欠焓越小 （进口水温越高） 水动力特性越稳定
入口水温（入口水欠焓 ）对水动力特性的影响
三）、水动力特性多值性的影响因素
1、入口水温（入口水欠焓） 2、压力 3、热负荷、4、热水段阻力
水动力特性示意图
2、蒸发受热面内的阻力计算
蒸发受热面内的阻力（压降）主要有以下几项： △P= △Plz+ △Pjs+ △Pzw △Plz= △Pm+ △Pjb △Plz:流动阻力损失； △Pm：摩擦阻力损失（沿程阻力损失）； △Pjb ：局部阻力损失； △Pjs ：加速度压力损失； △Pzw ：重位压头；
一）、水动力特性曲线分析
1.当(ρw)< (ρw)q 时 管内实际已经不存在热水段和蒸
发段，全部行程均为过热段； （极端情况之一）当工质流量相 对于热负荷极小的情况下才会发 生； 2.当(ρw)q <(ρw)< (ρw)s 时 处在对值性的阶段,水动力特性 不稳定； 3. (ρw)>(ρw)s时 管内全部为热水段.(极端情况之 一）当工质流量相对于热负荷极 大的情况下才会发生；
典型工作过程图
四、蒸发系统的设计特点
汽包炉
水循环、垂直管屏、汽包的作用 汽包水位、储热、工质能力强 正常的水循环和循环倍率保证安全
直流炉
水冷壁设计自由、三种主要形式 大的质量流速、小流通面积、小管径 靠给水泵克服流动阻力、（1.96MPA)
自然循环
Ф60
参考数据
强制循环
直流锅炉
Ф44.5
pm rs2d(w)2rslrs
pm zf 2d(w)2zflzf
进口水有欠焓时，受热管中工质参数的变化
G
二、平置蒸发管的水动力特性分析
p p m z f p m r s2 d (w ) 2zl z f f2 d (w ) 2rl r ss
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当管子均匀受热时，每米管长的热负荷为：