锅炉的汽水系统和其设备专题培训课件

第二节、 锅炉汽包与水冷壁
一、锅炉蒸发设备： （一）汽包 1、结构： 2、汽包的作用： （1）汽包是工质加热、蒸发、过热的过程的连接枢纽； （2）具有蓄热能力，缓和汽压变动速度，有利于调节； （3）装有汽水分离装置和排污装置，保证蒸汽品质； （4）汽包装设压力表、水位表、事故放水门、安全阀等 附属设备，控制汽包压力，监视水位，保证安全运行。
五、水循环安全性分析
1、循环倍率
K大于界限循环倍率Kjx，K≥2.5 影响循环倍率主要因素
（1）上升管单位流通截面积蒸发量 Dss/Fss; （2）导气管与上升管的截面比Fyc/Fss ； （3）其他影响因素
2、大量蒸汽在汽包内或下降管内凝结：
蒸发量需增加20%～25%
3、运动压头 （1）汽水密度差； （2）回路高度； （3）质量含汽率； 4、亚临界压力下采用内螺纹管可提高循环 可靠性
水冷壁结构动画
（2）膜式水冷壁结构 轧制，焊接 4、水冷壁布置:吊挂式 5、折焰角：
锅炉的内部结构布置
折焰角作用： 增加水平烟道长度，布 置更多受热面； 改善烟气对屏式过热器 的冲刷特性； 良好的火焰充满程度， 增加气流炉内停留时间；
折焰角结构动画
炉膛结构动画
锅炉本体结构动画
沸腾。
锅炉蒸发管内的流型主要分为四类，即泡 状流、弹状流、环状流、雾状流。
泡状流动画
弹状流动画
环（柱）状流动画
如果管外的热负荷很高，汽泡就会在管子内壁面 上聚集起来，形成完整稳定的气膜，热量通过气 膜层传到液体再产生沸腾蒸发，此时管子壁面得 不到水膜的直接冷却，就会导致管壁超温，这种
现象就称为膜态沸腾。也称为第一类传热恶化。
过热蒸汽管道
Leabharlann Baidu 三、蒸汽净化：
蒸汽品质是指蒸汽中杂质的含量。这些杂 质包括盐类物质、碱类物质和氧化物，其 中绝大部分是盐类物质，所以通常也把蒸 汽对杂质的携带称为蒸汽带盐。
蒸汽带盐的危害：
①沉积在过热器内；②沉积在汽轮机； ③ 沉积在阀门；
（一）蒸汽污染的原因
1、机械性携带
机械性携带是指蒸汽由于携带含盐的炉水水
、锅炉的汽水系统和其设备
第一节、锅炉水循环
一、自然循环的基本原理:
自然循环原理
自然循环是指：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汽包、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。
汽包内部
汽包检修孔门
二、水冷壁的类型与结构： 辐射式受热面 1、光管式水冷壁 2、刺管式水冷壁 3、鳍片管（膜式）水冷壁 （1）膜式水冷壁主要优点 A、严密性，减少漏风； B、辐射受热面积增加，节约钢材； C、墙壁保护好，墙体轻，缩短启停时间； D、增加管子刚性； E、提高紧固件寿命； F、可成片预制，减少安装工作量；
5、循环停滞
在受热弱的水冷壁管中，进入上升管的循 环流量仅足以补充蒸发量时，称为循环停 滞。
6、循环倒流
上升管接入汽包水容积时，循环停滞可能 转成循环倒流。
7、下降管带汽
下降管入口阻力大、入口旋涡斗、汽包水 欠焓、锅炉水带汽、汽包液面高度、下降 管受热。
六、控制循环锅炉
1、产生原因：压力升高；亚临界； 2、形式：主要依靠低压循环泵和内螺纹管。
K=3～5； （4）采用负荷高、阻力大的分离器，减少数 量，采用较小直径汽包；
（5）保持较高质量流速ρ ω ，加装节流圈， 防止水动力特性不稳定和热偏差； （6）循环泵3～4台，其中一台备用，功率消 耗0.2%～0.25%； （7）调节系统比直流锅炉要求低； （8）缩短启动时间，100℃/h; （9）循环泵要求高，成本大；
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。
自然循环推动力的实质是由重位压差造成的循环推动力 克服了上升系统和下降系统的流动阻力，推动工质在循环 回路中流动。
压力越高，汽、水的密度差降低，工质循 环流动速度越低。
二、竖直蒸发管汽水混合物流型与传热
当水冷壁管受热时，而管中心的水不断地 向壁面补充，这时的管内沸腾被称为核态
滴而带盐的现象。机械性携带量的大小决定
于携带水滴的多少及炉水的含盐浓度，可由
下式表示：
Sqs

100Sls
，mg/kg
式中 Sqs－蒸汽机械携带的盐分，mg/kg；
ω －蒸汽的湿度，表示蒸汽中携带的炉 水水滴的质量占蒸汽质量的百分数；
(1)循环流速ω o定义为：在饱和水状态下进入上升
管入口的水的流速。即
o

G
F
,m/
s
(2)质量含汽率χ 定义为：上升管中蒸汽所占循环 流量的份额。或汽水混合物中蒸汽所占的份额。即
D0
G
(3)循环倍率Ｋ定义为：上升管中实际产生一公斤 蒸汽需要进入多少公斤水。
K G 1 D0 x
界限循环倍率Kjx， (4)自然循环的一个重要特性是吸热较多的管子中，
主要依靠循环泵的压头进行循环的锅炉， 称为多次强制循环锅炉。
在水冷壁上升管入口处加装节流圈的多次 强制循环锅炉，又称为控制循环锅炉。
控制循环锅炉的特点：
（1）运动压头可以达到0.25～0.5MPa， 可以采用小管径，管壁薄，金属消耗少；
（2）可以任意布置蒸发受热面； （3）较高质量流速ρ ω ，循环倍率低
工质循环流量自动增加，循环流速会自动提高， 循环安全性越高，这就是自然循环特有的自补偿 特性。
w0
X
Xjx(Kjx)
(5)上升管单位流通截面蒸发量
Dss/Fss3.6K 0'
300MW亚临界自然循环锅炉Dss/Fss推荐值 650～800t/(㎡·h)，界限值是 1300t/(㎡·h)。 四、汽水循环系统 汽包、大直径下降管、分配水管、供水管、 水冷壁下联箱、水冷壁管、后墙水冷壁吊挂 管、后墙排管、水冷壁上联箱、汽水混合物 引出管组成的。
膜态沸腾一般发生在亚临界参数锅炉水冷壁管内。
尽管亚临界参数锅炉水冷壁管出口汽水混合物的 质量含汽率一般只达到0.3~0.4，但由于采用了 内螺纹管水冷壁，抑制了膜态沸腾的发生。
环状流水膜被撕破或蒸干而产生膜态沸腾，形成 液雾流（湿蒸汽），导致第二类传热恶化。
内螺纹管结构
三、自然循环工作可靠性主要指标