锅炉的水循环

河北艺能锅炉有限责任公司

简介

锅炉运行时，水和汽的混合物在闭合的回路中持续并且有规律地循环流动，受热面从火焰和高温烟气中吸收的热量，不断地被流动的水或汽水混合物带走，保证受热面金属得到冷却，这就叫锅炉水循环。

锅炉水循环按其循环方式可分为自然循环和强制循环两种。自然循环是依靠受热部分汽水混合物的密度小于不受热部分水的密度，从而形成压力差（流动压头），促使锅炉水流动。强制循环是利用水泵的推动作用，强迫锅炉水流动。

水与水蒸气的性质

在常温下水是无色无味透明的液体，具有一定的体积，但没有固定的形状。水随着温度的变化，可变成蒸汽，也可变成冰。水在摄氏零度以下，液态可变成固态，这种固态称为冰或雪，如果温度高于摄氏零度，固态会变成液态。如果再不断加热，水会开始沸腾，液态又会变成气态，称为蒸汽。蒸汽可分饱和蒸汽和过热蒸汽。

1、饱和蒸汽和过热蒸汽的特性

在一定压力下，饱和蒸汽的温度是恒定的，不同的压力对应一个不同的饱和蒸汽温度值。知道工作压力，查水蒸气性质表即可得到饱和蒸汽温度。饱和蒸汽的品质不高，或多或少带有小水滴，要想得到理想的蒸汽品质，就必须对饱和蒸汽继续加热，提高蒸汽的干度和温度，使饱和蒸汽变为过热蒸汽。只有装置过热器的锅炉，才能将饱和蒸汽通过过热器继续加热成为过热蒸汽。

2、锅炉水位形成原理

水在连通器内，当水面上所受的压力相等时，各处的水面始终保持一个平面。

锅炉上的水位表就是利用这一原理设计的。热水锅炉，除蒸汽定压外整个锅炉内部都充满了水；而对蒸汽锅炉需要一定的蒸汽空间，水位要控制在一定的高度。通过观察上锅筒的水位表，水位线以下为饱和水，饱和水不断加热蒸发，水位将会逐渐下移，为保持一定的水位，就要给锅炉补水，保持水位的稳定。

水循环的基本原理

锅炉运行时，只有使受热面所吸收的火焰及高温烟气的热量不断被水或蒸汽带走，使受热面金属得到一定的冷却，锅炉才能有效而安全地工作。因此，锅炉中的水或汽水混合物，必须在闭合回路中持续而有规律地循环流动。

锅炉的水循环分为自然循环和强制循环两种。自然循环是依靠热水部分汽水混合物的密度小于不受热部分水的密度，从而形成压力差（流动压头），促进锅水流动。强制循环是利用水泵的推动作用，强迫锅水流动。

一般蒸汽锅炉普遍采用自然循环。对于热水锅炉，尽管采暖系统几乎都采用强制循环，但在锅炉中两种循环方法均可采用，自然循环是依靠出水与回水之间的密度差来形成的，强制循环是利用网路中的循环水泵实现的。

水循环回路

由于锅炉结构不同，自然循环至少应有一条循环回路，也可以有几条循环回路。如下图所示是自然循环锅炉单回路的水循环示意图。锅筒和下集箱由左右两根炉管连通，其中左管位于炉膛内吸收热量，管中的水有一部分被汽化，成为汽水混合物，由于密度较小而向上流人锅筒；右管位于炉墙外部受热，管中是温度较低的水，由于密度大而向下流入下集箱。因此，左管称为上升管，右管称为下降管，整个回路在锅炉运行中循环不息。

循环倍率

自然循环锅炉中的水，每经过一次循环，只有一部分水转化为蒸汽。通常将进入循环回路的水量称为循环流量，它与该循环回路中所产生的蒸汽量的比值，称为循环倍率，即循环倍率=循环流量/循环回路中的产气量倍率表示在循环回路中的水，要经过多少次循环才能完全转化为蒸汽，是衡量锅炉安全运行的一项指标。水循环好的锅炉，受压部件受热均匀，热应力小，因此可以加快锅水升温和汽化过程，缩短点火至正常供汽的时间。低压小型锅炉的循环倍率均在几十至二百之间。热水锅炉不产生蒸汽，但为了安全运行，必须保证锅水在受热面中有一定的流速。