第五章蒸发受热面

• 循环倍率：水冷壁上升管入口水的流量与水 冷壁上升管出口蒸汽流量的比值（含义可以 理解为进入水冷壁的水经过多少次循环才能 全部蒸发为蒸汽）。以K表示。
• K=1/X〃
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• 问题4：自然循环锅炉中水冷壁内工质流动 动力是什么？
• 下降管内水和水冷壁内管内汽水混合物的密 度差。
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• 问题2：亚临界参数锅炉炉膛内的屏式过热器为什 么远多于高压锅炉？
• 随着压力升高，过热吸热量比例增大，蒸发吸热 量比例减少，过热器布置量增大，水冷壁吸热不 能满足维持炉膛出口烟温的要求，故需要在炉膛 内增加屏式过热器补充吸热。
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二、不同参数等级下工质吸热比例
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二、控制循环锅炉蒸发受热面系统 1.系统组成：汽包、下降管、循环泵、供水包（水
冷壁环形下联箱）、水冷壁、汽水引出管。
• 问题5：控制循环锅炉中水冷壁内工质流动动力是 什么？
• 循环泵提供的压头、系统中的汽水密度差。其中 以循环泵提供的压头为主。
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内螺纹管结构
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触的泵体隔开。 六、下降管 （一）作用：把汽包内的水连续不断地通过下联箱
供给水冷壁。 （二）型式：大口径集中型、小直径分散型。 • 普遍采用大口径集中型，可降低流动阻力。
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四、汽包 （一）作用： 1.是加热、蒸发、过热过程的连接枢纽和分界。 2.提高了锅炉蓄热能力，负荷变动时具有一定的缓
• 水冷壁分为上下两部分，下部水冷壁并列布置， 但是在工质流程中，并列布置的管屏串联在系统 中，工质依次流过串联的受热面。具体见图5-14.
• 上部和下部水冷壁采用联箱过渡连接。
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四、螺旋管圈型 1.结构：下部为螺旋管，上部为垂直管。
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、
图0-3
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图5-3
来自百度文库
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三、水冷壁 （一）作用：吸收炉内辐射热量，将工质蒸发为汽水混合
物；降低烟气温度，保证炉膛出口烟气温度在合适的范 围。 （二）布置方式：每面墙由多个水冷壁管屏并列构成，其 中的每个管屏由进口联箱、受热面管组、出口联箱组成。 （三）型式： 1.光管： 2.膜式： 3.销钉式：在水冷壁管子表面焊销钉，固定并冷却卫燃带。 4.内螺纹管：在水冷壁管内壁形成多道凹槽，可强化流体 和壁面传热，降低管子壁温，推迟传热恶化的发生。
冲能力。 3.在汽包内进行汽水分离。 4.对锅水进行化学处理，保证了蒸汽的洁净度。
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（二）结构： • 长度25-28米，直径1.7-1.8米，厚度130-200mm； • 沿长度方向和周界方向开有许多管孔，焊上管座，
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3.主要设备作用 （1）启动分离器： ①作用：在锅炉启动过程中，进行汽水分离。 • 在锅炉启动过程中，水冷壁在直流负荷以下工
作时，水冷壁出口为汽水混合物，汽水混合物 进入分离器分离，分离后的蒸汽送入过热器， 分离的水经启动分离系统送回给水系统。
分别连接饱和蒸汽引出管、给水管、下降管、汽 水混合物引入管、加药管、排污管、再循环管、 事故防水管等管道；
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（三）布置：
• 布置在锅炉前部最顶端。 （四）汽包内部装置：
• 内部设置汽水分离装置、蒸汽清洗装置（超高压 以下锅炉才有）、加药装置、排污装置等。其中 以汽水分离装置为最多。
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启动分离器
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内置式典型结构.在锅炉启停及正 常运行过程中，汽水分离器均投 入运行。
功能和特点： 在锅炉启停及低负荷运行期间，
汽水分离器湿态运行，起汽水分 离作用；
序
名称
号
1
筒身
2
汽侧封头
3
水侧封头
4
管接头
5 手孔管接头
6 热电偶插座
在锅炉正常运行期间，汽水分
离器只作为蒸汽通道。
在启动时将蒸汽从水中分离出
来
收集的水排入储水罐
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（2）再循环泵：将分离出的锅炉水送回水冷 壁或省煤器中。
（3）储水器（蓄水器）：在分离器下部，与 分离器相连，收集分离器分离下来的水，送 回再循环系统。
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1.系统组成：水冷壁、启动分离器、储水器、再循 环泵。
2.系统流程：
• 启动时：水冷壁→分离器（汽水分离出的蒸汽→ 过热器）（汽水分离出的水→储水器→再循环系 统→锅炉省煤器或水冷壁）
• 正常运行时：水冷壁→分离器→过热器
• 图5-8
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第二篇 锅炉受热面
第五章 蒸发受热面
本章主要内容： 1.不同压力下工质汽化过程？ 2.不同压力下锅炉蒸发受热面组成？ 3.锅炉蒸发受热面各个组成设备的作用、类型。 4.直流锅炉水冷壁系统构成。
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第五章 蒸发受热面
按照锅炉是否有汽包可将锅炉分为两类： • 汽包炉—自然循环锅炉、控制循环锅炉 • 直流锅炉
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P1 P2
P P1 P2 gh
P Pld
以稳定的速度循环流动。
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2.水冷壁回路
• 为减轻热偏差的影响，将每面墙水冷壁分为 若干回路。
• 图5-2
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• 在下降管系统中部设置，采用控制循环方式的锅 炉，其下降管分为上段和下段两部分，上段进入 循环泵，循环泵出口接在下段入口；位置在锅炉 前部汽包下方。
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（三）型式：湿式定子型 • 泵的电机浸没在高压冷却水中，来冷却电机； • 泵体和电机之间设有热屏，将电机与高温炉水接
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五、循环泵
（一）作用：提升水循环压头（当压力升高到1920MPa时，汽水密度接近，汽水密度差形成的自然 循环压头不能保证水循环的安全工作），保证工 质在水冷壁管内的质量流速，保证循环的安全。
（二）布置位置：
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二、水冷壁
型式 • 传统：水平围绕管圈、回带管圈、垂直多管
屏 • 现代水冷壁由上段和下段两部分组成，按照
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1025t/h 亚临界参 数锅炉布 置图
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高压 锅炉 受热 面布 置图
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冷灰斗
直流锅炉水 冷壁结构
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§5.1 锅炉汽水工质吸热量的分配 • 问题1：送入锅炉汽水系统的工质是什么状
态？送出锅炉汽水系统的工质是什么状态？
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• 给水（低于临界压力时为未饱和水；超临界 压力下为水）；
• 过热蒸汽
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水汽化过程
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一、工质在锅炉内的三个加热过程 1.水的加热—水的预热设备—省煤器 2.水的汽化（水的蒸发）—水的蒸发（汽化）设
备—蒸发设备 • 汽包炉蒸发设备由汽包、下降管、水冷壁、联箱
和连接管等组成； • 直流锅炉蒸发设备即水冷壁。 3. 蒸汽过热—蒸汽过热设备—过热器、再热器
上部垂直水冷壁
直流锅炉水冷 壁过渡段
螺旋水冷壁出口集箱
垂直水冷壁进口集箱 螺旋水冷壁出口集箱
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垂直水冷壁进口集箱 下部螺旋水冷壁
垂直段 水冷壁 刚性梁
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螺旋水冷壁刚性 梁
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表5-1 不同参数等级下工质吸热比例
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下段结构分类：螺旋管圈型、垂直管屏型 （一次上升型、多次上升型）
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三、垂直管屏型 1.一次上升 • 水冷壁沿高度方向分为几部分，工质从下至上依
次流过串联的各个水冷壁管屏。 •图
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2.多次上升型（上升-上升型）
2. 控制循环锅炉蒸发受热面系统与自然循环锅炉蒸 发受热面系统区别。
（1）控制循环设置有循环泵，提高了流动动力，提 高了循环回路的可靠性。循环水泵电耗大，采用 低循环倍率2-5，自然循环锅炉循环倍率4-10。
（2）循环泵压头大，可简化循环系统，减少水冷壁 回路数量，使用节流圈调节流量偏差。
（3）循环泵可克服较大阻力，减小水冷壁管径，节 省金属，汽包采用较小尺寸。
为多个并联的回路，有联箱和受热面组成） • 下降管（大直径，底部设有分配器） • 供水管 • 水冷壁引出管（汽水混合物引出管） • 汽包。
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• 问题3：工质离开水冷壁时为何种状态？ • 汽水混合物。
• 含汽率（干度）：汽水混合物中，蒸汽流量 占总流量的比例，以X表示。
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直流锅炉水 冷壁结构
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2.上部和下部水冷壁连接方式 • 分叉管： • 过渡联箱连接：
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②型式：内置式、外置式
• 内置式—锅炉在任何负荷下，水冷壁出口工 质都流经分离器再进入过热器；
• 外置式—分离器只在直流负荷以下时才有工 质流入，在锅炉正常运行时，水冷壁出口工 质不流经分离器，经由管道直接送至过热器。
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§5.6 直流锅炉蒸发受热面系统 一、蒸发受热面系统
• 问题6：正常运行时的直流锅炉水冷壁出口 工质是什么状态？
• 过热蒸汽。 • 问题7：直流负荷以下时，直流锅炉水冷壁
出口工质是什么状态？
• 汽水混合物。
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• 压力升高，蒸发吸热比例减少、水的加热吸 热比例减少、过热吸热比例增加。
• 不同参数下锅炉受热面布置变化大。
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§5.2汽包锅炉蒸发受热面系统 一、自然循环锅炉蒸发受热面系统
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1.系统组成： • 水冷壁（布置在炉膛四周，在每面炉墙上分