自然循环锅炉和直流循环锅炉的特点分析

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

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