自然循环锅炉和直流循环锅炉的特点分析
热能工程与动力类专业知识点--锅炉原理知识点讲义整理
热能⼯程与动⼒类专业知识点--锅炉原理知识点讲义整理锅炉原理知识点1、⽕⼒发电⼚的⽣产过程是把燃料的化学能转变为电能。
2、三⼤设备是锅炉，汽轮机和发电机。
3．锅炉按蒸汽参数可分为低中⾼超⾼亚临界超临界压⼒锅炉。
4、锅炉按容量分有⼩型中型⼤型锅炉。
5、⼀般⽕⼒发电⼚⽣产过程共有三个主要阶段。
第⼀阶段是在锅炉中将燃料的化学能转变为热能；第⼆阶段是在汽轮机中将热能转变为机械能，第三阶段是通过发电机把机械能转变为电能。
6、煤粉炉按排渣⽅式分成两种型式，⼀是固态排渣炉．另⼀是液态排渣炉。
7、锅炉按燃烧⽅式分成⽕床炉、室燃炉、旋风炉和硫化床四种类型。
8．汽包是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽。
9、依靠⼯质的密度差⽽产⽣的锅炉⽔循环称为⾃然循环。
10、过热器的作⽤是将由汽包来的饱和蒸汽加热⾄过热蒸汽。
11 汽轮机⾼压缸的排汽回到锅炉进⾏再加热升温的设备叫再热器。
12．省煤器的作⽤是利⽤锅炉尾部烟⽓的余热加热锅炉给⽔。
13．空⽓预热器的作⽤是利⽤锅炉尾部烟⽓的余热，加热燃烧所⽤的空⽓。
1．燃料是指⽤来燃烧以取得热量的物质。
2．燃料按其物态可分为固体燃料液体和⽓体燃料。
3 煤的成分分析有元素分析和⼯业分析两种。
4 表⽰灰渣熔融特性的三个温度分别叫变形温度DT，软化温度ST,流动温度FT5．软化温度ST 代表灰的熔点6、煤的发热量是指单位质量的煤完全燃烧时放出的热量7、煤的发热量有低位发热量，⾼位发热量和氧弹发热量其中氧弹发热量的含量最⾼1．烟⽓中过量空⽓系数越⼤．则含氧量越⼤。
2锅炉各项热损失中排烟热损失是最⼤的⼀项。
3．锅炉热效率计算有正平衡和反平衡两种⽅法。
4．⽕电⼚多采⽤反平衡法求锅炉热效率。
1 制粉系统中最重要的设备是磨煤机，它可分为低速磨煤机、中速度煤机、⾼速磨煤机三种类型。
2 低速磨煤机转速为15-25 r/min、中速磨煤机转速为50-300 r/min，⾼速磨煤机转为750-1500r／min。
锅炉自然循环的原理
锅炉自然循环的原理锅炉自然循环是指在锅炉热交换管内，由于自然对流的存在，热水和冷水在密度差的驱使下，自然形成上升和下降的循环流动。
锅炉自然循环的原理可以从密度差、温度差和浮力平衡三个方面来解释。
首先，密度差是导致自然循环的根本原因。
根据物理学原理，热水的密度要小于冷水的密度。
当锅炉内的炉膛燃烧燃料，使炉膛和水管受热后，热水的密度降低，容易上升；而冷水的密度增加，容易下降。
这种密度差是自然循环产生的动力。
其次，温度差也是自然循环的重要条件。
由于锅炉内部热交换管燃烧侧的温度较高，而供水侧的温度较低，两者之间存在温差。
这种温差会造成热水上升、冷水下降的趋势，推动了循环的发生。
最后，浮力平衡也是锅炉自然循环的一个重要因素。
当热水受热后，密度减小，上升；冷水受冷后密度增加，下降。
在这个过程中，上升的热水受到管壁和相邻冷水的浮力作用，形成上升运动；而下降的冷水受到上升热水的浮力作用，形成下降运动。
这种浮力的平衡是自然循环持续进行的基础。
综上所述，锅炉自然循环的原理是由于热水和冷水在密度差、温度差和浮力平衡的作用下，形成上升和下降的循环流动。
在具体的锅炉系统中，通常存在锅炉炉膛、水管、烟管等热交换区域。
当炉膛内燃料燃烧产生高温烟气，通过烟管传热到水管内的水，使水受热，形成上升运动，然后经过循环管的下降段走向锅炉底部，与冷的进水混合后形成循环流动。
烟气在经过烟管后，损失了部分热量，降温后排放至大气中。
锅炉自然循环有以下几个特点：第一，自然循环无需辅助设备，不需要泵等能源设备就能实现水的流动。
因此，自然循环具有节能、经济的特点。
第二，自然循环具有简单可靠的特点。
相比较于强制循环，自然循环的工作原理更为简单，运行过程中无需额外的控制和调节。
只有确保锅炉内部的热量传递平衡，自然循环就可以稳定运行。
第三，自然循环一般适用于锅炉功率小、工作压力不高、蒸汽量较小或工作条件相对稳定的情况。
对于工作压力较高的大型锅炉，通常需要配备强制循环设备以增加循环动力。
锅炉原理 第9章 自然循环原理及计算
自然循环的优点： 无需外部动力节能 环保运行稳定
自然循环的应用： 广泛用于火力发电 厂、供暖系统等领 域
自然循环计算
自然循环计算的目的
确定循环流量和循环水头
计算循环泵的扬程和功率
确定循环水的温度和压力
优化循环系统的运行效率
自然循环计算的基本公式
自然循环计算公式：Δt=Δt1+Δt2+Δt3 Δt1：加热段传热温差 Δt2：冷却段传热温差 Δt3：混合段传热温差
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自然循环原理：介绍自然循环的基本原理和 循环动力。
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自然循环在锅炉中的应用：说明自然循环在锅 炉中的重要性和作用如提高传热效率、减少能 耗等。
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自然循环计算：介绍自然循环的计算方法和计 算过程包括循环流量、循环压头等参数的计算。
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自然循环的优缺点：分析自然循环在锅炉应用 中的优缺点如可靠性高、维护成本低等优点以 及循环效率相对较低等缺点。
节能环保：自然循环的循环动力来 源于自然力因此运行成本较低且不 会对环境造成污染。
自然循环的缺点
需要较大的启 动功率
启动时需要外 力帮助
循环效率较低
容易受到腐蚀 和结垢的影响
自然循环在锅炉中的应 用
自然循环在锅炉中的重要性
提高锅炉运行效率：自然循环能够减少人工干预提高锅炉内热能的传递和利用效率从 而提高运行效率。
保证锅炉安全运行：自然循环能够保证锅炉内水流的均匀分布避免局部过热或水循环 受阻等问题从而保证锅炉的安全运行。
降低人工成本：自然循环能够减少人工操作的环节和难度降低人工成本同时减少人为 因素对锅炉运行的影响。
提高锅炉容量：Βιβλιοθήκη 然循环能够适应大容量锅炉的需要提高锅炉的容量和效率满足工业 生产的需求。
直流锅炉
超(超)临界压力直流锅炉的种类及特点目前超(超)临界压力直流锅炉可以分五种类型，其差别主要在于锅炉的蒸发系统。
(1) UP型(包括多次上升下降型)UP型锅炉便于在制造厂做成组件，简化现场安装工作，简化支吊结构。
缺点是由于有中间集箱和不受热的下降连接管，金属耗量大，也不太适应滑压运行，制造工艺要求较高。
采用该种型式的蒸发系统的有B&W、福斯特惠勒、Babcock &日立。
(2) 复合循环型水冷壁流速可按循环泵切换时的负荷选取，减少流动阻力；启动流量低，减少投资和启动热损失；最低负荷极限可降低到15%左右，由于工质流量小、温度变化小、相应地减少了温度应力，有利于在低负荷下运行；由于质量流速可以保证，避免采用过小的水冷壁管；可以在锅炉出力很低时启动，因此不需要保护再热器的旁路系统。
这种锅炉的关键是需要配置具有潜水电机的、长期在高温、高压下运行的大流量复合循环泵。
采用该种型式的锅炉有ABB-CE。
(3) 苏尔寿型该种型式的直流炉将蒸发受热面的一部分移入烟道内，成为了对流受热面。
使得蒸干点处于热负荷较低的烟道内。
采用该种型式的锅炉有三菱重工。
(4) 本生螺旋管水冷壁型这种结构一般是下部采用螺旋式上升，上部为垂直管。
其优点是，不用中间联箱，与UP型相比没有不受热的下降管道，因而节省金属，便于滑压运行。
由于相邻管带外侧两根管子的壁温差较小，适宜于整焊膜式结构。
不足之处是安装组合率低，现场组合工作量大，制造整焊膜式壁时，制造工艺要求较高。
采用该种型式的锅炉有Babcock &日立、石川岛播磨、三菱重工、Babcock等。
(5) 本生垂直管水冷壁型由于本生螺旋管水冷壁制造、安装成本高，近几年来，国外许多制造厂采用了垂直管水冷壁，并尽量保留螺旋管水冷壁的优点。
为了防止采用垂直管水冷壁因管内质量流速降低，产生沸腾使传热恶化，而采用了内螺纹管。
与本生螺旋管水冷壁相比较，蒸发器阻力降低，给水泵电耗减小，因此机组运行经济性更高。
直流锅炉和自然循环锅炉的区别
添加到搜藏已解决直流锅炉和汽包锅炉的问题悬赏分：10 - 解决时间：2009-12-23 00:42直流锅炉和汽包锅炉的区别和各自的特点，在不同工艺流程中的优点和缺点，谢谢提问者：6526556 - 三级最佳答案直流锅炉直流锅炉没有汽包，工质一次通过蒸发部分，即循环倍率为1。
直流锅炉的另一特点是在省煤器、蒸发部分和过热器之间没有固定不变的分界点，水在受热蒸发面中全部转变为蒸汽，沿工质整个行程的流动阻力均由给水泵来克服。
如果在直流锅炉的启动回路中加入循环泵，则可以形成复合循环锅炉。
即在低负荷或者本生负荷以下运行时，由于经过蒸发面的工质不能全部转变为蒸汽，所以在锅炉的汽水分离器中会有饱和水分离出来，分离出来的水经过循环泵再输送至省煤器的入口，这时流经蒸发部分的工质流量超过流出的蒸汽量，即循环倍率大于1。
当锅炉负荷超过本生点以上或在高负荷运行时，由蒸发部分出来的是微过热蒸汽，这时循环泵停运，锅炉按照纯直流方式工作。
直流锅炉的技术特点（1）取消汽包，能快速启停。
与自然循环锅炉相比，直流炉从冷态启动到满负荷运行，变负荷速度可提高一倍左右。
（2）适用于亚临界和超临界以及超超临界压力锅炉。
（3）锅炉本体金属消耗量最少，锅炉重量轻。
一台300MW 自然循环锅炉的金属重量约为5500t～7200t，相同等级的直流炉的金属重量仅有4500t～5680t，一台直流锅炉大约可节省金属2000t。
加上省去了汽包的制造工艺，使锅炉制造成本降低。
（4）水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克服，这部分阻力约占全部阻力的25％～30％。
所需的给水泵压头高，既提高了制造成本，又增加了运行耗电量。
（5）直流锅炉启动时约有30％额定流量的工质经过水冷壁并被加热，为了回收启动过程的工质和热量并保证低负荷运行时水冷壁管内有足够的重量流速，直流锅炉需要设置专门的启动系统，而且需要设置过热器的高压旁路系统和再热器的低压旁路系统。
加上直流锅炉的参数比较高，需要的金属材料档次相应要提高，其总成本不低于自然循环锅炉。
锅炉和汽轮机的分类及特点
锅炉和汽轮机的分类及特点锅炉篇1、锅炉的分类1、按用途分类：1 电站锅炉：用于发电，大多为大容量、高参数锅炉，出口工质为过热蒸汽。
2 工业锅炉：用于工业生产和采暖，大多数为低压、低温、小容量锅炉，出口工质为蒸汽的称为蒸汽锅炉，出口工质为热水的称为热水锅炉。
3 船用锅炉。
4 机车锅炉。
5 注汽锅炉：用于油田对稠油的注汽热采，出口工质一般为高压湿蒸汽。
2、按结构分类：1 火管锅炉：烟气在火管内流过，一般为小容量、低参数锅炉，热效率低，但结构简单，水质要求低，运行维修方便。
2 水管锅炉：汽水在管内流过，可以制成小容量，低参数锅炉，也可以制成大容量、高参数锅炉。
电站锅炉一般均为水管锅炉，热效率高，但对水质和运行水平的要求也较高。
3、按循环方式分类：1 自然循环锅筒锅炉2 多次强制循环锅筒锅炉3 低倍率循环锅炉4 直流锅炉5 复合循环锅炉4、按锅炉额定工作压力分类：1 低压锅炉：≤3.8MPa2 中压锅炉： 3.8MPa≤P＜5.4MPa。
3 次高压锅炉：5.4MPa≤P＜9.8MPa；4 高压锅炉：9.8MPa≤P＜13.7MPa；5 超高压锅炉：13.7MPa≤P＜16.7MPa；6 亚临界压力锅炉：16.7MPa≤P＜22.1MPa；7 超临界压力锅炉：22.1MPa≤P＜27.0MPa；8 超超临界锅炉: P≥27.0MPa或额定出口温度≥590℃的锅炉。
5、按所用燃料或能源分类：1 固体燃料锅炉：燃用煤等固体燃料；2 液体燃料锅炉：燃用重油等液体燃料；3 气体燃料锅炉：燃用天然气等气体燃料；6、按燃烧方式分类：1 火床燃烧锅炉：主要用于工业锅炉，包括固定炉排炉、往复炉排炉等。
2 火室燃烧锅炉：主要用于电站锅炉，燃用液体燃料、气体燃料和煤粉的锅炉均为火室燃烧锅炉。
3 流化床锅炉(沸腾炉）：送入炉排空气流速较高，使大颗粒燃煤在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧，小颗粒燃煤随空气上升并燃烧。
4 旋风燃烧炉：旋风燃烧是按照强旋涡的原理组织炉内旋风火焰燃烧的一种方式。
锅炉原理名词解释——试卷部分~华北电力大学
v1.0 可编辑可修改11. 电站锅炉：所谓电站锅炉，是将媒或其他燃料的化学能转化为水、水蒸气的热能，向汽轮机发电机组提供蒸汽的工业装置。
其任务是燃烧燃料，生产一定数量和品质的蒸汽。
2. 自然循环锅炉：所谓自然循环锅炉，是指蒸发系统内仅依靠蒸汽和水的密度差的作用，自然形成工质循环流动的锅炉。
3.型锅炉：型锅炉即从侧面看锅炉的形状呈现型，炉膛顶部通过折焰角连接水平烟道，之后垂直向下形成竖直烟道。
4. 烟煤、贫煤：媒的干燥无灰基的挥发分含量之间的媒。
无烟煤：媒的干燥无灰基的挥发分含量的媒。
褐煤：媒的干燥无灰基的挥发分含量的媒。
5. 媒的高位发热量：单位质量的媒完全燃烧时释放的全部热量包括燃烧产物中的水蒸汽全部凝结成水时所放出汽化潜热，称为媒的高位发热量。
6. 媒的哈氏可磨系数：，其中是通过孔径为74μm 的筛子的煤粉量。
7. 灰媒的三个特性温度：DT - 变形温度，灰锥顶端开始变圆或弯曲的温度；ST - 软化温度，在灰锥的熔融过程中，煤灰的锥顶变至锥底或变成球形或高度等于或小于底长时所对应的温度；FT – 流动温度，灰锥融化成液体或厚度在一下时对应的温度。
8. 挥发分含量：失去水分的媒，在加热过程中有机质分解而析出的气体物质占媒粉样品的质量分数。
9. 热有效系数：被污染受热管的传热系数与清洁管的传热系数之比。
10. （水冷壁）热有效系数：受热面的吸收热量与投射到炉壁上的热量之比。
11. 直流煤粉燃烧器：煤粉气流和热空气从一系列矩形或圆形喷口射出后，形成直流射流的燃烧器。
12. 水冷壁的截面含气率：汽水混合物中，管道断面上蒸汽所占的断面与总断面之比。
13. 一次风：携带煤粉进入炉膛的热空气。
二次风：为补充燃料燃烧所需的氧，经燃烧器进入炉膛的纯净的热空气。
三次风：在中间储仓式制粉系统的热风送粉系统中，携带细粉的磨煤乏气由专门的喷口送入炉内燃烧，称为三次风。
14. 结渣：结渣是指炉内软化或融化的灰粒膨胀并粘附在水冷壁和主要受热面上生成的渣层。
电站锅炉原理重点总结
电站锅炉原理重点总结电站锅炉原理重点总结1、锅炉分类：按燃烧方式分类：火床燃烧方式；火室燃烧方式；旋风燃烧方式；流化床燃烧方式。
按蒸发受热面内介质流动方式分类：自然循环；控制循环；直流循环；复合循环2、锅炉运行指标：经济性指标：锅炉效率，锅炉静效率；安全经济性指标：连续运行小时数，锅炉可用率，锅炉事故率。
3、锅炉受热面：水冷壁，过热器，再热器，省煤器，空气预热器。
4、随着锅炉容量增大，蒸汽参数提高，汽化过程所需的蒸发热比例逐渐减小，而给水预热热和蒸汽过热热的比例增加。
5、折焰角的作用：增加水平烟道长度可在不增加锅炉深度的前提下布置更多的过热器受热面；增加炉膛充满度延长烟气流程加强烟气混合匀称烟温。
6、自然循环锅炉的特点：蒸发受热面内的工质依靠下降管中的汽水混合物之间的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。
而强制循环锅炉不仅依靠密度差还依靠锅水循环泵7、锅炉运行的安全性指标：锅炉连续运行的小时数；锅炉的可用率；锅炉事故率；8、随着锅炉容量增大，蒸汽参数提高汽化过程所需的蒸发热比例逐渐减小，而给水预热热和蒸汽过热热的比例增大。
9、膜式水冷壁的优点：炉膛气密性好，减少了漏风，降低排烟热损失，提高锅炉效率；降低金属耗材；炉墙不用耐好材料，大大减少炉墙重量，降低本钱；便于采用悬吊结构；炉膛升温快，冷却快，有利于锅炉负荷条件，缩短启动停炉时间；10、对流式过热器和再热器的布置方式：逆流，顺流，混合流11、省煤器的目的：减少蒸发受热面，以价格低廉的省煤器受热面代替价格昂贵的蒸发受热面；给水省煤器加热后，温度接近或达到汽包内水的温度，减少给水与汽包包壁的温差，使汽包的热应力降低，延长汽包使用寿命；降低了排烟热损失，降低了锅炉排烟温度，提高锅炉效率因而减少经济本钱。
12、空气预热器的作用：进一步降低排烟温度，改善燃烧，强化传热，枯燥煤粉。
13、燃料：在空气中易于燃烧并能放出大量的热量且在经济上值得利用其热量的物质。
锅炉原理周强泰第三版书后习题(部分)整理
复习考虑题绪论1、以热力系统说明火力发电厂的消费过程以及锅炉在其中的作用？省煤器〔给水〕--汽包—水冷壁—过热器—汽轮机高压缸—再热器—汽轮机—凝汽器—低加—除氧器—高加—省煤器锅炉将燃料的化学能转化为热能。
2、煤粉锅炉有哪些设备、部件和系统组成？其作用是什么？设备：原煤斗、给煤机、磨煤机、给粉机、送粉风机、送风机、引风机、燃烧器、炉膛、水冷壁、汽包、过热器、再热器、省煤器、空气预热器。
系统：燃烧系统：根据炉膛燃烧和负荷需要提供连续、合格的燃料。
风烟系统：枯燥和输送煤粉、提供燃料燃烧所需的氧、将燃烧产生的热量传递给工质、汽水系统：吸收烟气的热量，将给水加热成过热蒸汽、3、火力发电厂和锅炉有哪些主要的特征指标？其意义是什么？平安性指标：连续运行小时数、事故率、可用率经济指标：发电煤耗、供电煤耗、锅炉热效率环保指标：二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉尘4、燃煤锅炉有哪些燃烧方式?室燃炉、层燃路、流化床炉、旋风炉5、说明自然循环、控制循环和直流式锅炉的工作原理，每种循环方式有何特点？自然循环锅炉：循环倍率大于一，循环动力完全由工质汽水密度差提供。
特点：工作压力在临界压力以下，热惯性大，金属耗量大，给水品质要求低，无水动力不稳定，有自补偿才能，控制系统简单，加热蒸发过热有分界点，制造运输安装方便，蒸发区流动耗工无控制循环锅炉：循环倍率大于一，循环动力主要由汽水循环泵提供。
特点：水循环可靠性高、循环倍率低、水冷壁布置自由、启停快、金属耗量低、汽包内部构造改良、系统复杂、投资大运行耗电、蒸发区工况依靠循环泵直流锅炉：循环倍率等于一，工质一次通过蒸发区，没有循环特点：复合循环锅炉：低负荷时屡次循环，高负荷时直流锅炉。
特点：低负荷时受热面冷却可靠、高负荷时给水泵耗功少第一章1、什么是燃料的元素分析和工业分析？元素分析：对煤中有机物C、H、O、N、S占比进展分析工业分析：根据规定条件，对燃料进展枯燥、加热、燃烧分析其挥发分、固定碳、水分、灰分含量。
锅炉原理知识点总结
一．名词解释1.自然循环锅炉：蒸发受热面内的工质，依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物之间的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。
2.直流锅炉：给水靠给水泵的压头，一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉。
3.强制循环锅炉：蒸发受热面内的工质，除了依靠水与汽水混合物的密度差以外，主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。
4.控制循环锅炉：在水冷壁上升管的入口处加装了节流圈的强制循环锅炉。
5.层燃炉：燃料在锅炉中的三种燃烧方式为层状燃烧、沸腾式燃烧、悬浮式燃烧。
层状燃烧就是将燃料置于固定或移动的炉排上，形成均匀的、有一定厚度的燃料层，空气从炉排底部通入，通过燃料层进行燃烧反应，采用层状燃烧的锅炉叫层燃炉。
6.流化床锅炉：流化床燃烧方式就是燃料颗粒在大于临界风速（由固定床转化为流化床的风速）的空气流速作用下，在流化床上呈流化状态的燃烧方式。
采用流化床燃烧方式的锅炉称为流化床锅炉。
7.煤粉炉：将煤磨制成煤粉，然后送入锅炉炉膛中燃烧，这种锅炉便是煤粉炉。
8.锅炉效率：锅炉效率是指锅炉有效利用热与单位时间内所消耗燃料的输入热量的百分比。
9.锅炉净效率：指扣除了锅炉机组运行时的自用能耗（热耗和电耗）以后的锅炉效率。
10.余热锅炉：指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定工质的锅炉。
11.火管锅炉：火管锅炉就是燃料燃烧后产生的烟气在火筒或烟管中流过，对火筒或烟管外水、汽或汽水混合物加热。
火管锅炉又称锅壳式锅炉。
12.水管锅炉：所谓水管锅炉就是水、汽或汽水混合物在管内流动，而火焰或烟气在管外燃烧和流动的锅炉。
13.温室气体：温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。
它们的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气。
14.省煤器：是为了是给水在进入汽包先在尾部烟道吸收烟气热量，以降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃煤量，所以称为省煤器。
锅炉部分第三章汽水系统
一般流程： 给水→澄清和过滤→阳离子交换器→排气器→阴 离子交换器→一级除盐→阴阳离子混合交换器→二 级除盐→储水箱→除氧气除氧→锅炉 三、直流锅炉的水质工况 比汽包炉要求高 1、给水品质指标 2、水处理一般方法
以一台蒸发量为1000吨／时的直流锅炉为例：每 千克给水所含的盐分不超过0.05毫克，即为干净自 来水（每千克约含盐0.1～0.7克）所含盐分的万分 之一左右，甚至比医用蒸馏水的含盐量还少。即使 这样，在一年运行期中还会有几百公斤的盐分进入 锅炉。当然，最终留在锅炉中的仅是一部分。许多 国家都制订有各类锅炉的给水质量标准。
布置在高烟温区的过热器和再热器一般易产生 粘结性积灰，为便于蒸汽吹灰器清除积灰，及支 吊方便，都以顺列方式布置。 在尾部竖井中，烟温较低，为增强传热，布置 在其中的低温过热器和低温再热器一般采用错列 布置。
锅炉受热面结构动画
吊挂受热面
2、辐射式过热器
辐射式过热器布置在炉膛壁面上或炉膛上方， 直接吸收炉膛辐射热；
2、循环倍率Ｋ 上升管中循环水量G与产生的蒸汽 量D之比。每kg水经过Ｋ次循环才能完全变成蒸 汽
G K D
K值越大，上升管出口段水含量越高，冷却效 果好，但导致产汽率太小。高压锅炉在8~15； 超高压5~8；
锅炉压力↑汽化潜热↓循环倍率↓
（五）自然循环常见故障
水循环故障 因水循环不正常导致炉管损坏的现象 1、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。 2、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。 3、下降管带汽 下降管的流动阻力↑，密度差↓ 原因：下降管受热产汽、下降管入口带汽、自汽化、 锅炉压力突降引起的自汽化等。
（2）顺流 传热温压小，传热效果较差，需要的受 热面积大，消耗金属多。但蒸汽温度低的管段处于 烟气的低温区域，管子出口端金属壁温较低； （3）混流 集中了逆流和顺流布置的优点，既安全， 又经济，多用于高温级受热面。
直流锅炉的特点
直流锅炉的特点1．直流锅炉的结构特点直流锅炉无汽包，工质一次通过各受热面，各受热面之间无固定的界限，随着锅炉负荷和工况的变动而变动。
直流锅炉的结构特点主要表现在蒸发受热面和汽水系统上。
直流锅炉的省煤器、过热器、再热器、空气预热器及燃烧器等与自然循环锅炉相似。
2．直流锅炉适用于压力等级较高的锅炉3．直流锅炉可采用布置自由的小直径蒸发管4．直流锅炉的给水品质要求高5．直流锅炉的自动控制系统要求高直流锅炉无汽包且蒸发受热面管径小，金属耗量小，使得直流锅炉的蓄热能力较低。
当负荷变化时，依靠自身炉水和金属蓄热或放热来减缓汽压波动的能力较低。
当负荷发生变化时，直流锅炉必须同时调节给水量和燃料量，以保证物质平衡和能量平衡，才能稳定汽压和汽温。
所以直流锅炉对燃料量和给水量的自动控制系统要求高。
6．直流锅炉的启停速度及变负荷速度快直流锅炉由于没有汽包，在启停过程及变负荷运行过程中的升、降温速度可快些，锅炉启停时间可大大缩短，锅炉变负荷速度提高。
三、直流锅炉的基本型式1．早期直流锅炉的型式直流锅炉的结构特点主要表现在蒸发受热面和汽水系统两方面上，根据蒸发受热面的结构不同，早期直流锅炉有三种基本型式，即水平围绕上升管圈式（拉姆辛）式、多次串联垂直上升管屏式（本生式）及回带管圈式（苏尔寿式）及。
（1）拉姆辛式拉姆辛式直流锅炉的蒸发受热面由多根并联的水平或微倾斜管子沿炉膛周界盘旋而上构成。
拉姆辛式直流锅炉在所有蒸发受热面管的进口处设有节流孔板，且此种锅炉无下降管和中间联箱，因此具有水动力较稳定、热偏差较小、金属耗量较少、疏水排气方便、适宜滑压运行等优点。
但由于各水冷壁管的结构不同，难以将其预先组合，且由于水冷壁管多方向膨胀，不能采用简便的敷管炉墙，因此具有现场组装工作量大、膨胀问题不易解决、支吊困难等缺点。
（2）本生式本生式直流锅炉的蒸发受热面由多组垂直布置的管屏构成，管屏又由几十根并联的上升管和两端的联箱组成，每个管屏宽1.2~2米，各管屏间用2~3根不受热的下降管连接，相互串联。
锅炉原理 10自然循环锅炉水动力学
发电厂：用于 发电，提供电
力
供暖系统：用 于供暖，提供
热能
海水淡化：用 于海水淡化， 提供淡水资源
化工行业：用 于化学反应， 提供热量和压
力
食品加工：用 于食品加工，
提供热能
PRT THREE
蒸发受热面：锅炉内壁，用于吸收热量，使水蒸发 水循环：水在锅炉内循环流动，将热量传递到蒸发受热面 水循环的动力：自然循环，依靠水的密度差和重力作用 水循环的稳定性：影响锅炉的运行效率和安全性
汇报人：XX
流体阻力：流体在流动过程中产生的阻力 管壁粗糙度：影响流体阻力的重要因素 流体密度：影响流体阻力的重要因素 流体粘度：影响流体阻力的重要因素 流体温度：影响流体阻力的重要因素 流体流速：影响流体阻力的重要因素
流动稳定性：保证锅炉水在自然循环过程中的稳定性，避免出 现波动或中断
安全性：确保锅炉水在自然循环过程中的安全性，避免出现泄 漏、爆炸等事故
设计合理的水力模型，确保水流的稳定性 采用先进的水力控制技术，提高水流的稳定性 定期检查和维护锅炉设备，确保水流的稳定性 加强锅炉操作人员的培训，提高水流的稳定性
提高传热性能：通过优化锅炉 结构、传热管设计等提高传热 效率，降低能耗
提高水循环效率：通过优化水 泵、管道设计等提高水循环速 度，降低能耗
水循环不畅：检查水泵、阀门、 管道等设备是否正常工作
水质恶化：检查水处理设备是 否正常工作，定期进行水质检
测
设备损坏：检查设备是否正常 工作，定期进行设备维护和保
养
定期检查锅炉水循环系统，确保设备运行正常 定期清洗锅炉水循环系统，防止水垢堆积 定期更换锅炉水循环系统中的易损件，保证设备使用寿命 定期对锅炉水循环系统进行安全检查，确保设备安全运行
电站锅炉原理复习题
1.根据蒸发受热面内工质的流动方式的不同，锅炉分为哪几种？（1）自然循环锅炉蒸发受热面内的工质，依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。
（2）强制循环锅炉蒸发受热面内的工质除了依靠水与汽水混合物的密度差以外，主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。
（3）直流锅炉给水靠给水泵的压头，一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉，成直流锅炉。
无汽包（4）复合循环锅炉复合循环锅炉是由直流锅炉和强制循环锅炉综合发展起来的，它是依靠锅水循环泵的压头将蒸发受热面出口的部分或全部工质进行再循环的锅炉。
2.按燃烧方式的不同，锅炉分为哪几种？根据炉内燃烧过程的气体动力学原理，锅炉有四种不同的燃烧方式，对应于四种不同的锅炉（1）火床燃烧方式和火床炉固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式称为火床燃烧方式，用火床燃烧方式组织燃烧的锅炉称为火床炉。
（2）火室燃烧方式和室燃炉燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入炉膛中进行燃烧的方式称为火势燃烧。
（3）旋风燃烧方式和旋风炉燃料和空气在高温的旋风筒内高速旋转，细小的燃料颗粒在旋风筒内悬浮燃烧，而较大的燃料颗粒被甩向筒壁液态渣膜上进行燃烧的方式称为旋风燃烧。
（4）流化床燃烧方式和流化床锅炉流化床燃烧方式就是燃料颗粒在大于临界风速的空气流速作用下，在流化床上呈流化状态的燃烧方式。
3.简述DG-2030/26.15/605/603-YM型锅炉的含义。
DG-东方锅炉厂2030 最大连续蒸发量26.15过热蒸汽压力605过热蒸汽温度603再热蒸汽温度YM使用燃料为烟煤4.锅炉效率、锅炉可用率、锅炉连续运行小时数、锅炉事故率的定义。
（1）锅炉效率：是指锅炉有效利用热Q1与单位时间内所消耗燃料的输入热量Qr的百分比。
（2）锅炉的可用率：是指在统计期间内，锅炉总运行小时数及总备用小时数之和，与该统计期间总小时数的百分比。
（3）锅炉连续运行小时数：是指锅炉两次被迫停炉进行检修之间的运行小时数。
锅炉的分类及原理
锅炉的分类锅炉的分类可以按循环方式、燃烧方式、排渣方式、运行方式以及燃料、蒸汽参数、炉型、通风方式等进行分类，其中按循环方式和蒸汽参数的分类最为常见。
1. 循环方式分类锅炉按照循环方式可分为自然循环锅炉、控制循环锅炉和直流锅炉。
(1). 自然循环锅炉给水经给水泵升压后进入省煤器，受热后进入蒸发系统。
蒸发系统包括汽包、不受热的下降管、受热的水冷壁以及相应的联箱等。
当给水在水冷壁中受热时，部分水会变为蒸汽，所以水冷壁中的工质为汽水混合物，而在不受热的下降管中工质则全部为水。
由于水的密度要大于汽水混合物的密度，所以在下降管和水冷壁之间就会产生压力差，在这种压力差的推动下，给水和汽水混合物在蒸发系统中循环流动。
这种循环流动是由于水冷壁的受热而形成，没有借助其他的能量消耗，所以称为自然循环。
在自然循环中，每千克水每循环一次只有一部分转变为蒸汽，或者说每千克水要循环几次才能完全汽化，循环水量大于生成的蒸汽量。
单位时间内的循环水量同生成蒸汽量之比称为循环倍率。
自然循环锅炉的循环倍率约为4～30。
(2). 控制循环锅炉在循环回路中加装循环水泵，就可以增加工质的流动推动力，形成控制循环锅炉。
在控制循环锅炉中，循环流动压头要比自然循环时增强很多，可以比较自由地布置水冷壁蒸发面，蒸发面可以垂直布置也可以水平布置，其中的汽水混合物即可以向上也可以向下流动，所以可以更好地适应锅炉结构的要求。
控制循环锅炉的循环倍率约为3～10。
自然循环锅炉和控制循环锅炉的共同特点是都有汽包。
汽包将省煤器、蒸发部分和过热器分隔开，并使蒸发部分形成密闭的循环回路。
汽包内的大容积能保证汽和水的良好分离。
但是汽包锅炉只适用于临界压力以下的锅炉。
(3). 直流锅炉直流锅炉没有汽包，工质一次通过蒸发部分，即循环倍率为1。
直流锅炉的另一特点是在省煤器、蒸发部分和过热器之间没有固定不变的分界点，水在受热蒸发面中全部转变为蒸汽，沿工质整个行程的流动阻力均由给水泵来克服。
电站锅炉分类
电站锅炉分类电站锅炉是电厂的核心设备，主要用于将化学能转化为热能，再转化为动能，从而产生电能。
根据不同的工作原理和结构特点，电站锅炉可以分为多种类型。
下面将对常见的电站锅炉进行分类和介绍。
一、按燃料分类1. 燃煤锅炉：燃煤锅炉是目前电厂中最常见的一种锅炉类型。
它利用煤炭燃烧产生的热能来加热水，产生蒸汽驱动汽轮机发电。
燃煤锅炉具有燃料广泛、成本低廉等特点，但同时也会产生大量的污染物，对环境造成负面影响。
2. 燃气锅炉：燃气锅炉是利用天然气、液化石油气等燃气作为燃料的锅炉。
相比于燃煤锅炉，燃气锅炉燃烧效率高，排放污染物少，对环境友好。
但由于燃气资源有限，燃气锅炉在一些地区的应用还不够普及。
3. 油炉锅炉：油炉锅炉是利用燃油作为燃料的锅炉。
燃油种类多样，包括柴油、重油等。
油炉锅炉具有燃烧温度高、加热效率高等优点，但同样也会产生排放物污染。
4. 生物质锅炉：生物质锅炉是利用生物质燃料，如木材、秸秆等，进行燃烧的锅炉。
生物质锅炉是一种可再生能源锅炉，具有绿色环保、资源丰富等特点，是未来发展的趋势。
二、按工作压力分类1. 低压锅炉：低压锅炉是指工作压力小于2.5MPa的锅炉。
低压锅炉主要用于一般工业和民用领域，如供暖、供热等。
2. 中压锅炉：中压锅炉是指工作压力在2.5MPa到9.8MPa之间的锅炉。
中压锅炉广泛应用于中小型工业领域，如化工、纺织、食品等。
3. 高压锅炉：高压锅炉是指工作压力在9.8MPa到13.7MPa之间的锅炉。
高压锅炉主要用于大型工业领域，如电力、钢铁等。
4. 超高压锅炉：超高压锅炉是指工作压力大于13.7MPa的锅炉。
超高压锅炉主要用于特定领域，如核电站。
三、按循环方式分类1. 自然循环锅炉：自然循环锅炉是利用水的密度差和热对流的原理工作的锅炉。
自然循环锅炉结构简单，操作方便，但热效率相对较低。
2. 强制循环锅炉：强制循环锅炉是通过循环泵强制循环水来加热的锅炉。
强制循环锅炉热效率高，适用于大型电站。
直流锅炉的运行特性04
一、静态特性（一）汽温静态特性稳定工况下，以给水为基准的过热蒸汽总焓升可按下式计算式中——锅炉输入热量，kJ/kg;——锅炉效率；、——给水焓、过热器出口焓，kJ/kg;——再热器相对吸量，；——再热器吸热量，kJ/kg。
1. 煤水比B/G保持式中、、和不变，则当锅炉给水量从变化到，对应的燃料量变化到时，过热器出口焓值的变化量可写为式中、——工况变动前、后的过热器出口焓，kJ/kg;、——工况变动前、后的煤水比，对于亚临界锅炉，。
若保持给水流量不变，燃料量增加10%（），则过热蒸汽出口焓将增加216kJ/kg，相应的温升约为；如果热负荷不变，而工质流量减少10%（），则过热蒸汽焓增为247kJ/kg，相应的温升约。
2．给水温度当给水温度降低时，若保持煤水比不变，则由上式可知，过热器出口焓（汽温）将随之降低。
只有调大煤水比，使之与增大了的过热蒸汽总焓升相对应，才能保持汽温稳定。
3．过量空气系数炉内过量空气系数主要是通过再热器相对吸热量的变化而影响过热汽温的。
当炉内送风量增大时，对流式再热器的吸热量因烟气流量的增大而增加，而辐射式再热器的吸热量则基本不变，因此再热器总吸热量及相对吸热量增大，在煤水比未变动的情况下，根据上式过热器出口汽温将降低。
运行中也需要改变设定的煤水比。
4．锅炉效率当锅炉效率降低时，过热汽温将下降。
运行中炉膛结焦、过热器结焦、风量偏大，都会使排烟损失增大，效率降低；燃烧不完全也是锅炉效率下降的一个因素。
上述情况出现时均会使煤水比发生变化。
5.变压运行变压运行时的主蒸汽压力是锅炉负荷函数。
当负荷降低时主蒸汽压力下降，与之相应的工质理论热量（从给水加热至额定出口汽温所必须吸收的热量）增大，如煤水比不变，则汽温将下降。
如保持汽温，则煤水比按比例增加。
再热汽温稳定工况下，再热器出口焓值(kJ/kg)按下式计算式中——再热器进口焓值，kJ/kg；d ——再热汽流量份额。
保持式中、、和不变，则当锅炉给水量从变化到，对应的燃料量变化到时，再热器出口焓值的变化量可写为在任何负荷下，当燃料量与给水量成比例变化是时（m1=m0）即可保证再热汽温为额定值。
自然循环与强制流动锅炉
rs, zf 热水段，蒸发段密度，kg m3
当Lrs Hrs 增加时 ，Lzf H zf 下降，D 减少 , X 下降, zf 增大，
pzw 增加。
pzw 的作用，是使水动力特性趋向稳定。
2 负荷变化时垂直管屏的水动力表现
补偿特性； 4）下降管入口不形成旋涡漏斗； 5）各循环回路流速和循环倍率都在推荐范围之内。
提高自然循环安全性措施
1、不发生停滞、倒流的条件
ps 1.05 pstz , ps 1.05 pdml ax
2、提高循环流速的方法 1）提高循环推动力
汽水引出管阻力 2）减少阻力 上升管、下降管阻力
7 ．设计．制造安装特点：（1）适用于任何压力。（2）蒸 发受热面可任意布置。（3）节省金属。（4）制造方便。
五 三种类型锅炉工作压力范围及比较
自然循环锅炉 主要用于高压（9.8~12.74MPa)和超高压(13.72~15.68MPa) 也可用于亚临界(16.66~18.62MPa).
强制循环锅炉 强制循环锅炉适用于自然循环锅炉的工作范围,但只有时， plz 所占比例增加，这时水动力特性
与水平管圈相似，即表现了强迫流动特点，受热强的管子，流
动速度慢。
w （2）当
下降时， plz 所占比例减小， 这时 pzw 起主
要作用，与自然循环相似，表现了自然循环的特性，受热强的
管子，流动速度快。
三 蒸发受热面的脉动现象
1.定义：在管屏两端压差相同，当给水量和流出量基本不变的情况下，管屏里管子 流量随时间作周期性波动的现象，叫脉动现象。
Hg pxj Hh g pss
循环推动力（运动压头）：
直流锅炉
燃烧器区域的过量空气系数是随锅炉负荷变化的，并受投运磨煤机数量的影响。燃烧器区域的风量是指经过燃烧器进入锅炉的风量，包括运行燃烧器的一次风，二次风，未运行燃烧器的漏风/冷却风和所有燃烧器的中心风。停运燃烧器的漏风/冷却风量约为BMCR负荷下该风室二次风量的12%。停运燃烧器的漏风量是由二次风挡板最小位置决定的，并随着该负荷下热二次风道与炉膛负压之间的压差而变化。根据氧量信号操纵燃烧器风室风量和燃烬风量两者的比例，使燃烬风系统旋转趋势最小。
当再热汽温升高时过热器烟道挡板将开启。在过热器烟道挡板开度低于72%时，再热器烟道挡板维持在原来位置。当过热器烟道挡板开度超过72%时，两套挡板将同时操作。如果再热器汽温继续升高，那么过热器烟道挡板完全开启，再热器挡板向关闭方向动作。这将减少再热器烟道的烟气量，使再热器温升减小。过热器烟道挡板在再热器烟道挡板开度超过72%之前在原位置不动。推荐在分隔烟道挡板失去控制信号或电源时挡板固定不动。
三、结语
600MW超临界直流锅炉以其启停速度快、负荷变化快的特点已逐步发展成为我国调峰主力机组，对该机型的运行特性应更深入的了解，在实际运行中更为合理和精确的控制机组运行。
参考文献[1]汪祖鑫.超临界压力600MW机组的启动和运行[M].北京：中国电力出版社，1996.
作者简介：李伯伙(1981-)，男，广东清远人，广东火电工程总公司助理工程师，研究方向：热能动力工程。
(11)汽温调节的主要方式是调节燃料量与给水量之比，辅助手段是喷水减温或烟气侧调节。由 于没有固定的汽水分界面，随着给水流量和燃料量的变化，受热面的省煤段、蒸发段和过热段长度发生变化，汽温随着发生变化，汽温调节比较困难。
(12)水冷壁可灵活布置，可采用螺旋管圈或垂直管屏水冷壁。采用螺旋管圈水冷壁有利于实现 变压运行。
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自然循环锅炉和直流循环锅炉的特点分析
一、自然循环锅炉的特点
自然循环研究的对象是自然循环锅炉蒸发系统里工质的行为。
自然循环锅炉的蒸发系统由汽包、下降管、分配水管、下联箱、上升管、上联箱、汽水引出管、汽水分离器组成。
这个蒸发系统是闭合的，工质在闭合的蒸发系统内流动称为循环。
自然循环的研究内容是：上升管受热、循环回路里工质吸热和流动的特性。
就学科来讲，自然循环属于水动力学和沸腾传热范畴，通常称为自然循环水动力学。
自然循环的工作原理是：工质依靠上升管受热所产生的密度差沿着闭合的路线运动。
需要指出：蒸汽走的路线不是闭合的路线，在回路里，只有水在那里循环流动，所以又称为水循环。
二、直流循环锅炉的特点
(1) 因没有汽包，所以不能把受热面固定下来，在工况变化时，受热面长度发生变化。
也因为没有汽包，直流循环锅炉升温快，即是启动速度快。
(2) 适用于亚临界和超临界以及超超临界压力锅炉。
(3) 工质一次通过受热面，蒸发量D等于给水量G。
借用循环倍率的概念，直流锅炉循环倍率K=G/D=1.正因为工质一次通过受热面，所以第二类传热恶化现象一定会发生。
(4) 水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克服，这部分阻力约占全部阻力的25%～30%。
所需的给水泵压头高，既提高了制造成本，又增加了运行耗电量。
(5) 直流锅炉启动时约有30%额定流量的工质经过水冷壁并被加热，为了回收启动过程的工质和热量并保证低负荷运行时水冷壁管内有足够的重量流速，直流锅炉需要设置专门的启动系统，而且需要设置过热器的高压旁路系统和再热器的低压旁路系统。
加上直流锅炉的参数比较高，需要的金属材料档次相应要提高，其总成本不低于自然循环锅炉。
(6) 直流循环锅炉没有自动补偿能力，即受热强的管子，流动速度小。
(7) 为了达到较高的重量流速，必须采用小管径水冷壁。
这样，不但提高了传热能力而且节省了金属，减轻了炉墙重量，同时减小了锅炉的热惯性。
(8)直流循环锅炉在设计、制造、安装过程中适用于任何压力，制造方便，而且节约金属。
(9)低负荷运行时，给水流量和压力降低，受热面入口的工质欠焓增大，容易发生水动力不稳定。
由于给水流量降低，水冷壁流量分配不均匀性增大;压力降低，汽水比容变化增大;工质欠焓增大，会使蒸发段和省煤段的阻力比值发生变化。
(10)蒸发受热面中的工质流动过程有脉动现象。
在管屏两端压差相同，在给水量和流出量总量基本不变的情况下，管屏里管子流量随时间作周期性波动。
而且蒸发受热面可以任意布置。
(11)在热负荷一定的情况下，蒸发受热面两端压差一定，一根管子流量可以有多个数值，所以直流循环锅炉水动力特性呈多值性。
(12)变压运行的超临界参数直流炉，在亚临界压力范围和超临界压力范围内工作时，都存在工质的热膨胀现象。
并且在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾;在超临界压力范围内可能出现类膜态沸腾。
(13)启停速度和变负荷速度受过热器出口集箱的热应力限制，但主要限制因素是汽轮机的热应力和胀差。
(14)直流循环锅炉没有汽包，给水带来的盐分除一部分被蒸汽带走外，其余将全沉积在受热面上，因此直流循环锅炉要求给水品质高。
(15)直流循环锅炉消耗水泵压头大。
直流炉一般为3—5MPa，汽包炉一般为1—2MPa。
（详细资料可查阅北京中力创业机电设备有限公司
网址：/）。