直流锅炉水动力及其计算资料重点

忽略△pzw和△pjs p plz ZG2v
q与Z不变，△p∝G2v，G↑，v↓，则△p随G 的变化具有不确定性，主要取决于流量增加 和比容减小这两者的相对变化。
q1
G
xc
v j,ij
l jr
l zf
vc , ic
水平蒸发管水动力特性
假设：①受热均匀ql不变；②采用均相流模型，两相流体摩擦
阻力修正系数Ψ=1；③加热段的平均比容取饱和水比容v′；④
2个不同的实根，出现多值性 2个相同的实根，曲线只有一个拐点 为虚根，曲线单调升
水平蒸发管水动力特性
B2 3AC 0
7.46r
iqh v 1
保
v
证
安
全 裕 度
iqh
7.46r a( v 1)
v
a>1
多值性的物理原因
对于强迫流动的蒸发管内同时存在加 热水段和蒸发段，当q一定时，由于水和 蒸汽的比容差别极大，使得工质的平均 比容随流量的变化而急剧变化。而△p不 仅与G有关，还与v有关，从而产生了水 动力特性的多值性。
● Δiqh↓，稳定性↑ ● Δiqh＝0,A＝0，二次
曲线。在G>0的区间， Δp>0，且单调增加， 多值性消失。 Δiqh↑， 向三次曲线转变。
（3）加热水段阻力 Δpjr↑，增加了流量对压差 的影响，减弱了汽水混合物 比容的影响，稳定性↑。
（4）热负荷 q↑，系数A↓，C↑。稳定性↑。
相当于iqh↓。 热负荷的变化还与其他因素有
和运行状态有关。
水冷壁r q / ql rgrkrqc
（2）受热面积不均匀系数ηm与受热面布置方式， 各管的结构尺寸有关，一般为 ηm=0.95～1.05。 热负荷偏差及受热面积偏差均会造成流量偏差。
（3）流量不均匀系数 ηl
ηl主要取决于 ●结构因素：阻力特性。 ●集箱效应：连接型式。（过热器、v变化小的受
热面） ●热效流动偏差：热负荷不均匀。（水冷壁、 v
变化大的受热面） ●重位压差：垂直管。
2. 集箱效应
（1）集箱的静压分布 分配集箱。工质不断分流，动压→静压。
动量方程
[ pdp (p2ddpn)]w2dxpmfc2w(dwwdwV)xdww 2(dwV)x2dw
假定： ①工质分流连续； ②阻力系数λ为常数； ③Vx与w线性关系，Vx＝cfw； ④略去ρ(dw)2； ⑤分流流量均匀，X＝x/L 。
4 f 2dnr
A、B、C是与工质状态 （Δiqh，ql，G）、 物性（v′，v″，r）、 结构（Z）有关的参数。
p
p0
B
A O
0
水平蒸发管水动力特性
E D
C
避免多值性
最多只有一个拐点，且单 调增
d p 3AG2 2BG C 0 dG
G B B2 3AC
G
3A
B2 3AC 0
B2 3AC 0 B2 3AC 0
强迫流动锅炉水动力特性
刘银河 2008.5
直流锅炉蒸发管的水动力特性
在一定的热负荷及结构特性条件下，管内工质 的流量G（或质量流速ρw）与压差Δp的关系 称为水动力特性（或压差特性）。
Δp＝f（G） 单值性：Δp与G一一对应 多值性：一个Δp可能对应两个以上的G
1. 水平蒸发管
总压差 p plz pzw p js
根据热量平衡得右二式 ，带入前式计算压差
p
l jr dn
G2 2f 2
l
v
l jr dn
G2 2f 2
v[1
xc 2
(v 1)] v
p AG3 BG 2 CG
A (v v)iq2h
4 f 2dn q1r
B l [ iqh (v v) v]
2 f 2dn r
C
(v v)l 2q1
忽略局部阻力。
q1
G
xc
v j,ij
l jr
l zf
vc , ic
p plz pzw p js
p
l jr dn
G2 2f 2
v l l jr
dn
G2 2f 2
v[1
xc 2
(v 1)] v
水平蒸发管水动力特性
l jr
(i ij )G q1
iqhG q1
xc
q1(l l jr ) rG
G p / G pj
l
热负荷不均匀系数
r q p / q pj 烟气侧
受热面积不均匀系数 流量不均匀系数
m H p / H pj
l G p / G pj 工质侧
允许热偏差
yx
iyx ipj
必须满足 yx
热偏差取决于管子的热力特性，受热面特性和工质的水力 特性。 （1）热负荷不均匀系数ηr与受热面的结构尺寸
p
2
1
0
0
2
3 G
G
p
一次上升管
p 一次下降管
1
1－重位压差曲线 2－流动阻力曲线 3－总水动力特性曲线
垂直蒸发管水动力特性
垂直蒸发管的水动力特性（双行程）
p plz pzw plz ss gh xj gh
多值区
p
3 2
5
多值区
p
5 32
0
0
4G
4 G
p U型蒸发管
1
1
p 倒U型蒸发管
1－下降段重位压差曲线 2－上升段重位压差曲线
关: q高，多值性范围扩大； q低时，易引起流量的不稳定性
波动。
水平蒸发管水动力多值性防止措施
减小蒸发管进口水的欠焓 iqh
增大加热水段的阻力
1 (1 jl )
Z
iqh
1
jl
Z
7.46r
a(
v
1)
v
垂直蒸发管水动力特性
垂直蒸发管的水动力特性（单行程）
p plz pzw
p
3
3－流动阻力曲线 4－总重位压差曲线
5－总水动力特性曲线
二、并联管组的热偏差
1. 热偏差
并联管组在理想设计工况下，可靠性可以得到保障。
来自百度文库
实际条件差异很大，并联管组中各管焓增不均匀。
偏差管工质焓增△ip和整个管组工质平均焓增△ipj之比 称为
热偏差系数ρ
ip
ipj
因为
i qH
G
(q p / q pj )(H p / H pj ) rm
C－D：由于管内几乎全 部是水， G ↑对v已无多 大影响，△p↑。
xc≈0.5 xc≈0.1
影响多值性的因素
（1）压力 ●低压明显存在多
值性。 ●P↑，稳定性↑。 ●亚临界压力17MPa
以上一般不会产 生多值性，除非 入口水的欠焓特 别大。
（2）入口欠焓
A v v iq2h
4 f 2dnqlr
如果受热管内全部是单相热水或汽水 混合物，则不会出现多值性。
水平蒸发管水动力多值性原因
O－B：G↑，Δp↑，因为 G↑↑＞比容v↓。O－A段， 由于管内充满蒸汽，v随 G的变化很小，曲线较陡； A－B段，v减小的速度加 快，曲线逐渐变缓。
B－C：G ↑，容积含汽率 φ ↓↓，从而G↑＜v↓↓，则 △p↓，直至C点。