自然循环锅炉
简述自然循环锅炉汽水循环系统工作流程
简述自然循环锅炉汽水循环系统工作流程自然循环锅炉汽水循环系统是一种常见的热力设备，用于产生蒸汽或热水。
它通过自然对流的原理，实现了热能的传递和循环。
下面将详细介绍自然循环锅炉汽水循环系统的工作流程。
1. 锅炉加热自然循环锅炉汽水循环系统的工作首先是锅炉的加热过程。
锅炉内部燃烧燃料，产生高温烟气，通过烟管或者火管将烟气传导给锅炉壳体。
锅炉壳体内部布置有大量的加热表面，将烟气的热量传递给工作介质，使其升温。
2. 蒸汽生成当锅炉内部的工作介质（水）加热到一定温度后，会产生蒸汽。
蒸汽是一种高温高压的气体，具有较大的能量。
蒸汽的生成是自然循环锅炉汽水循环系统的核心过程。
3. 蒸汽上升蒸汽产生后，由于其密度较小，会向上升腾。
在锅炉内部设置有一根或多根上升管，蒸汽通过上升管向上升至锅炉的顶部。
4. 水循环在蒸汽上升的同时，锅炉内的水也会发生循环。
冷却的水下沉到锅炉底部，经过加热后升温，然后上升到锅炉的顶部。
这种水的上升和下沉形成了一个自然循环的系统，也称为汽水循环。
5. 蒸汽分离在锅炉的顶部，设置有蒸汽分离器。
蒸汽分离器的作用是将蒸汽与水进行分离，使蒸汽进一步提纯。
分离后的蒸汽通过蒸汽出口排出，供应给需要蒸汽的设备使用。
6. 水回流分离后的水会回流到锅炉底部，继续参与汽水循环。
这种水的回流保证了锅炉内部水的循环，形成了一个闭合的循环系统。
自然循环锅炉汽水循环系统的工作流程如上所述。
通过自然对流的方式，锅炉内部的热能得以传递和循环，实现了高温高压蒸汽的产生。
这种系统具有结构简单、操作方便、能耗低等优点，被广泛应用于工业和民用领域。
需要注意的是，自然循环锅炉汽水循环系统的工作流程受到一些因素的影响，如锅炉的设计参数、工作介质的性质、系统的运行条件等。
合理的设计和操作是保证自然循环锅炉汽水循环系统正常工作的关键。
同时，定期的维护和保养也是确保系统安全运行的必要措施。
自然循环锅炉汽水循环系统是一种高效可靠的热力设备。
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。
自然循环锅炉工作原理(一)
自然循环锅炉工作原理(一)自然循环锅炉工作原理什么是自然循环锅炉自然循环锅炉是一种利用水的自然循环来实现传热的热交换设备。
它通常由锅炉本体、烟道系统和水循环系统组成。
自然循环锅炉的工作原理自然循环锅炉的工作原理基于密度差异和热对流传输。
其工作过程可简单概括为以下几个步骤：1.水给水：冷水被自来水管输送到锅炉内，经过供水系统供应。
2.加热：燃料在锅炉内燃烧产生热量，加热锅炉内的水。
燃料可以是煤、天然气、油等不同能源。
3.水循环：当水被加热后，其密度降低，成为热水。
热水由于密度较小，上浮到锅炉上部（顶部水位器的水位下方）。
同时，冷水由于密度较大，下沉到锅炉下部（底部水位器的水位上方）。
4.产生蒸汽：当热水上浮到锅炉上部时，在锅炉内壁受热的作用下，热水吸收了大量的热量并逐渐转化成蒸汽。
5.蒸汽输出：产生的蒸汽通过蒸汽出口离开锅炉，从而被用于供暖、发电或其他工业应用。
6.水回流：冷却后的水从锅炉底部回流至锅炉上部，开始新一轮的循环。
自然循环锅炉的优点和适用范围•简单结构：自然循环锅炉的结构相对简单，易于生产、安装和维修。
•节能环保：由于自然循环锅炉无需外力设备，仅依赖自然循环，因此无需消耗额外能量。
同时，燃烧时产生的废气经过烟道系统进行热能回收，减少能源浪费，降低对环境的负荷。
•适用范围广：自然循环锅炉适用于小型供暖系统、低压蒸汽锅炉、工业生产中的热源等场景。
自然循环锅炉的局限性和改进方向•受限循环：自然循环锅炉的循环能力主要取决于管道的倾斜度和管道内的水流速度。
若管道倾斜度不足或水流速度过慢，可能会导致局部升温，甚至使锅炉热点部位出现沸腾和热点破裂等问题。
•容量受限：由于自然循环锅炉的传热过程依赖于自然对流，因此其热负荷和容量受到一定限制。
•改进方向：为了克服自然循环锅炉的局限性，工程师们正在探索改进设计，如增加水管倾斜度、优化管道内的元件、引入动力设备辅助循环等，以提高自然循环锅炉的性能。
结论自然循环锅炉是一种简单有效的传热设备，其工作原理基于自然对流和密度差异。
自然循环锅炉原理
自然循环锅炉原理一、引言自然循环锅炉是一种基于自然对流原理工作的锅炉，其原理是利用水的密度变化和自然对流的热传导来实现热量的传递。
相比于强制循环锅炉，自然循环锅炉具有结构简单、操作方便、节能环保等优点，因此在一些小型供暖系统中得到广泛应用。
二、自然循环锅炉原理自然循环锅炉的工作原理基于热量的自然对流传递。
当锅炉启动时，锅炉内的水被加热，从而产生热对流现象。
具体来说，自然循环锅炉的工作原理可分为以下几个步骤：1. 加热阶段：燃烧器燃烧燃料，加热锅炉内的水。
水的加热使其密度降低，从而使加热部分的水上浮，冷却部分的水下沉。
2. 自然对流阶段：由于水的密度差异，加热部分的水上浮，形成热对流循环。
上浮的热水经过蒸汽分离器，蒸汽进入蒸汽室，而冷却的水则下沉到加热部分接受加热。
3. 再生阶段：上浮的热水经过蒸汽分离器分离出其中的蒸汽，蒸汽进入蒸汽室供应给其他设备使用，而剩余的热水则重新下沉到加热部分。
通过这种自然对流循环，锅炉中的热量得以传递，实现水的加热和蒸汽的产生。
由于自然循环锅炉依靠自身的结构和水的密度变化来推动热量传递，因此无需额外的强制循环泵，节约了能源和维护成本。
三、自然循环锅炉的优点自然循环锅炉相比于强制循环锅炉具有以下优点：1. 结构简单：自然循环锅炉不需要额外的强制循环泵，因此其结构相对简单，易于安装和维护。
2. 操作方便：自然循环锅炉无需额外的控制设备，操作相对简单，无需专业技术人员操作。
3. 节能环保：自然循环锅炉运行时无需外部能源驱动，仅依靠自然对流传递热量，节约了能源消耗。
同时，自然循环锅炉无需额外的强制循环泵，减少了能源消耗和维护成本。
4. 适用范围广：自然循环锅炉适用于小型供暖系统，如家庭供暖、小型工业锅炉等。
四、自然循环锅炉的应用自然循环锅炉由于其结构简单、操作方便、节能环保等优点，在一些小型供暖系统中得到广泛应用。
例如，在家庭供暖中，自然循环锅炉可以通过自然对流使热水循环供暖，避免了额外的能源消耗。
自然循环锅炉以及优缺点
自然循环锅炉以及优缺点
自然循环锈锅炉由汽包、下降管、下联箱和水冷壁四部分构成自然循环回路。
锅炉在运行状态下，水冷壁吸收高温火焰的辐射热，产部分蒸汽，形成汽气水混合物，密度减小，与炉外不受热的下降管内密度较大的水产生密度差。
这个差值形成自然循环的推动力，称为运动压头。
这样的裯循环方式称为自循环。
自然循环锅炉有何优点:(1)可以在运行状态对针锅炉水进在行定期排污和连续排污，以保证锅炉炉水品质，对给水品质要求不太高。
(2)由于配备有汽水容积较大的汽包，因此蓄热能力大，对外界负荷与压力的扰动（外扰）不太敏感，自动化程度要求相对较低。
(3)蒸发受热面的循环阻力不需给水泵来克服，因此比给水泵电耗较求小，与强制循环锅炉相比，不需要在高温条件下工作的循瑁环泵工作较可靠。
自然循环锅炉有何缺点:自然循环锅炉的运动压头很小，给水冷壁的布置带来一定的困难。
了减少流动阴阻力，必须安装水容积较大的的汽包和采用大直径且管壁较厚的下降管，材消耗大；另外，该锅炉由于具厚壁汽包，为了防止出现较大的温差而发生变形，所以自然循环锅炉启动时间较长。
自然循环原理——锅炉原理PPT课件
• 当雾状流蒸汽中水滴全部被蒸干以后，形成单相的过热蒸汽 流动，放热系数进一步减小，管壁温度进一步上升。
SCHOOL OF ENERGY AND POWER ENGINEERING, SHANDONG UNIVERSITY
• 有卷吸的环状流动阶段：环状流的液膜变薄，管子壁面上 的热量很快通过液膜传递到液膜表面，此时在管子壁面上不再 产生汽泡，蒸发过程转移的液膜表面进行。放热系数略有提高 ，管壁温度接近流体温度。
1 蒸发管内的流型与传热的关系
• 单相液体流动阶段：在管子入口处，为过冷水对流传热，放热 系数基本不变。 • 过冷沸腾阶段：汽泡状流动的初级阶段。壁面温度大于饱和温 度，在壁面上产生小汽泡，而管子中心流体温度尚未达到饱和温 度，汽泡被带到水流中很快凝结而消失，放热系数增大。 • 汽泡状流动的后期和环状流动阶段：由于不断吸热，管内的水 流达到饱和温度在壁面上产生的蒸汽不再凝结，壁面上不断产生 汽泡，又不断脱离壁面，水流中分散着许多小汽泡，此时饱和核 态沸腾开始，并一直持续到环状流动阶段结束。管内放热系数变 化不大，管壁温度接近流体温度。
第九章 自然循环原理
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第一节 自然循环原理
一 自然循环原理
定义：在一个闭合的回路中，由于工质自身的密度差造成的重 位压差，推动工质流动的现象。 自然循环锅炉的循环回路是由锅筒、下降管、分配水管、水冷 壁下联箱、水冷壁管、水冷壁上联箱、汽水混合物引出管、汽水 分离器组成的，如图所示； 重位压差是由下降管和上升管(水冷壁管)内工质密度不同造成 的；而密度差是由下降管引入水冷壁的水吸收炉膛内火焰的辐射 热量后，进行蒸发，形成汽水混合物，使工质密度降低形成的。
锅炉自然循环流程
自然循环锅炉的汽水流程是一个基于密度差驱动的闭合循环过程，其主要步骤如下：1. 给水预热：- 给水泵将低温的锅炉给水送入高压加热器（如果存在的话），初步加热后提高给水温度。
- 高温给水再通过省煤器进一步吸收烟气热量，从而达到接近饱和状态。
2. 进入汽包：- 经过省煤器预热后的给水流入汽包（也称作锅筒）。
3. 下降管与水冷壁系统：- 汽包中的水通过下联箱和集中下降管向下流动到蒸发器的水冷壁部分。
下降管不直接接触炉膛内的高温烟气，因此内部保持为低温水的状态。
4. 蒸发受热面：- 水冷壁内的水在炉膛内受热，由于受到火焰和高温烟气的辐射和对流换热作用，水开始蒸发，形成汽水混合物。
5. 上升管：- 蒸发产生的汽水混合物因为蒸汽的密度比水小，在重力作用下自然上浮，通过垂直布置或倾斜布置的上升管向上流动。
6. 汽水分离与再分配：- 上升的汽水混合物回到汽包中，在汽包内部进行汽水分离，蒸汽留在汽包顶部空间，而分离出来的饱和水则重新沉降到汽包底部，准备再次循环。
7. 过热阶段：- 分离出的饱和蒸汽可以通过过热器进一步加热成为过热蒸汽，以满足更高参数的要求。
过热器可以是屏式、墙式或其他类型，分布在水平烟道或者竖直烟道中。
8. 输出蒸汽：- 过热蒸汽最终从主蒸汽管道输出至汽轮机做功，完成能量转换。
整个过程中，利用的是汽水混合物与未蒸发的水之间的密度差作为循环动力，无需外部机械泵强制循环，故称为“自然循环”。
这种结构的锅炉尤其适用于小型和中型容量的发电厂和工业应用。
随着压力等级的升高，自然循环锅炉的设计要求会更加严格，因为密度差减小导致循环稳定性变差，高参数条件下往往需要采用强制循环或其他更先进的设计。
锅炉自然循环原理
锅炉自然循环原理
锅炉自然循环原理是指在锅炉加热过程中，由于水的密度变化所引起的水的自然循环运动。
首先，当锅炉内的水被加热后，水的温度上升，密度减小。
因为热量的传导是从高温到低温的方向，所以炉水温度升高后，周围的水也会热传导到锅炉所在区域，使锅炉内的水局部产生热胀冷缩的变化。
其次，由于局部水温升高，水的密度减小。
较冷的水会由外部环境自然进入锅炉，占据较热水所占的位置，形成自然循环。
进一步的，进入的较冷水在锅炉内受热后也会上升，造成锅炉内水的循环。
这种自然循环的过程可以使锅炉内部加热面上的水温均匀分布，从而提高锅炉的热效率。
同时，自然循环还可以保证锅炉内水的流动，避免局部温度升高过高，导致热力膨胀、破坏锅炉结构等不良后果。
总之，锅炉自然循环原理通过水的密度变化和热对流的效应，实现了锅炉内部水的自然循环运动，达到了热量均匀传递、高效供热的目的。
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系统中，热水通过自然的密度差异产生对流，从而实现热量的传递和循环。
其基本原理可以概括为以下几个步骤：
1. 加热水：锅炉在燃烧燃料或其他加热方式下，将水加热到一定温度。
2. 密度差异：加热后的水因温度升高而密度减小，导致热水上浮，形成密度差异。
3. 上升对流：热水由于密度较小，会上升到锅炉的顶部或者热交换器的上部，同时，冷水由于密度较大，会下沉到锅炉的底部或者热交换器的下部。
4. 冷却释放热量：热水在上升过程中与锅炉或热交换器的表面接触，释放热量给周围环境或介质。
5. 冷水回流：冷水在下降过程中，通过管道重新进入锅炉的底部或者热交换器的下部，完成一个循环。
通过以上循环过程，热水源源不断地加热、上升、释放热量、下降和回流，从而形成了锅炉内的自然循环。
这种自然循环的特点是操作简单、无需额外能量投入，但循环速度较慢。
锅炉自然循环广泛应用于一些小型的加热系统，如家庭中的热水器以及一些低压小型蒸汽锅炉中。
自然循环锅炉原理
自然循环锅炉原理
自然循环锅炉是一种利用自然对流现象进行加热和热力循环的锅炉。
其原理主要基于热量的加热传导和自然对流的传热方式。
在自然循环锅炉中，锅炉的加热部分一般位于锅炉的下方，称为火室。
火室被热源（如煤、油或天然气）加热，使水在火室中被加热，产生蒸汽。
燃烧产生的热量通过炉墙传导到周围的水，使水的温度升高，从而形成了温度梯度。
在水温升高后，水变得轻，与周围较冷的水形成密度差异。
热水在上浮至锅炉顶部，冷水则下沉至火室底部，形成了自然对流循环。
上浮的热水从顶部进入锅筒或管束，被进一步加热，转化为高温高压蒸汽。
蒸汽流经管束或锅筒后，被导向至锅炉的外部设备或工业过程中，发挥热能。
同时，下沉的冷水在火室底部接收热量，再次升温。
然后，它被循环泵抽送至火室上部，参与再次循环。
通过自然对流的循环，锅炉中水的温度不断升高，同时蒸汽的压力也随之增加。
这样的热力循环可以带动液体或蒸汽在系统中进行能量的传递和利用。
需要注意的是，自然循环锅炉的加热和循环效果受到许多因素的影响，如水的温度差、火室的设计、管道的布置等。
因此，
在实际应用中，需要合理设计和操作，以最大程度地提高锅炉的热效率和安全性。
自然循环锅炉工作原理
自然循环锅炉工作原理
自然循环锅炉是一种常见的供暖设备，其工作原理基于自然对流现象。
它利用水的密度变化，通过循环的方式将热量传递到需要加热的区域。
当锅炉被点火时，燃料在锅炉燃烧室内燃烧，产生高温烟气。
这些烟气通过热交换器，将热量传递给水。
由于高温烟气的传热效率较高，水很快被加热到沸点，并转化为水蒸气。
水蒸气在锅炉内部上升，形成一个热对流循环。
热对流是由于热水的密度较低，容易上升；而冷水的密度较高，容易下降。
因此，热水上升，冷水下降，形成一个自然的循环流动。
在循环的过程中，热水进入供暖系统，通过管道流向需要加热的房间或区域。
在供暖系统中，热水释放热量，将室内空气加热。
同时，冷水被引入锅炉，参与循环。
此外，自然循环锅炉还配备了一个膨胀水箱。
在循环过程中，水因蒸发而产生的蒸汽会通过管道进入膨胀水箱，此时水会凉却并凝结成水，然后返回锅炉参与循环。
这个膨胀水箱可以保持系统的水平，确保锅炉的正常运行。
需要注意的是，自然循环锅炉的加热效果会受到水的温差和流速的影响。
当水的温度高、流速快时，加热效果会更好。
因此，在设计和使用自然循环锅炉时，需要合理配置供水和回水管道，以实现最佳的循环效果。
总而言之，自然循环锅炉通过利用自然对流现象，将热量传递到需要加热的区域。
它是一种简单而有效的供暖设备，适用于一些小型的建筑物和住宅。
锅炉自然循环的工作原理
锅炉自然循环的工作原理
锅炉自然循环是一种常见的热能转换装置，在工业和家用领域广泛应用。
它的工作原理基于自然对流的原理，不需要外部动力设备来驱动循环。
锅炉自然循环的主要组成部分包括锅炉本体、水冷壁、蓄热器、蒸汽分离器和水箱等。
首先，锅炉内的水被加热，形成热循环。
工作时，炉膛内的燃料燃烧产生热量，通过锅炉壁将热量传递给水冷壁。
被加热的水通过自然对流作用，上升到蓄热器并进一步加热。
加热后的水变得密度较小，形成轻质热水层，沿着水箱壁面上升。
当水达到蒸汽分离器时，蒸汽分离器的作用是将蒸汽和液体水分离。
在蒸汽分离器中，蒸汽上升到顶部，而水下降到底部。
分离后的蒸汽被导出到多个应用系统中，而分离的液体水则再次进入水冷壁，完成第二次循环。
整个循环的过程中，水的密度变化导致了自然对流的产生，从而形成热对流。
热水上升、冷水下降的循环过程不断重复，实现了热量的传递和转换。
需要注意的是，在锅炉自然循环的过程中，水的温度、压力和密度变化是相互关联的。
随着水的升温和蒸发，蒸汽和水之间的相变也会影响循环的稳定性和效率。
总的来说，锅炉自然循环是利用自然对流的原理，通过热量的
传递和水的密度变化实现热能的转换。
相比于其他循环方式，它具有结构简单、运行稳定等优点，在很多应用场景中被广泛采用。
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。
一、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。
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。
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
锅炉自然水循环的工作原理
锅炉自然水循环的工作原理
锅炉自然水循环的工作原理是指通过自然力，利用水的密度变化和热量传递的方式，实现能源转化和热能传递过程的一种机制。
在锅炉中，燃料燃烧产生高温燃烧气体，将热能传递给锅炉水，在烟气温度和炉水温度的驱动下，使水在锅炉内部形成自然循环，实现热能的转移。
首先，燃料燃烧后释放的高温烟气通过锅炉的烟道排出，同时也将热能传递给锅炉水，使其吸热并升温。
烟气的温度逐渐降低，而锅炉水的温度则逐渐升高。
其次，由于水的密度随温度的变化而发生变化，热能的加热使得锅炉水的密度减小，从而使得热水上升，冷水下降。
这种密度变化引起了水的对流运动，即冷水从锅炉的较低部分流向较高部分，而热水则从较高部分流向较低部分，形成了自然循环。
同时，在锅炉内部设置的水冷壁和水管也起到了关键作用。
烟气通过水冷壁或水管的表面，将热量传递给锅炉水，使其进一步吸热，进一步升温。
这样，锅炉水中的温度差异增大，促进了自然循环的进行。
最后，锅炉自然水循环的工作原理还与锅炉的结构、尺寸、燃料种类等因素有关。
合理设计锅炉内部的空间布局和水流路径，选择适当的锅炉尺寸和类型，以及控制好燃料的燃烧过程，都能对锅炉自然水循环起到积极的促进作用。
总之，锅炉自然水循环的工作原理是通过自然力驱动，利用水的密度变化和热量传递，使锅炉水在锅炉内部形成自然循环，实现能源转化和热能传递。
这种机制在锅炉工作中起着重要的作用，确保了锅炉的高效、安全运行。
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。
1什么叫自然循环锅炉
1什么叫自然循环锅炉？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。
2．什么叫锅炉的循环回路?由锅炉的汽包、下降管、联箱、水冷壁、汽水导管组成的闭合回路．称为锅炉的循环回路。
3．自然循环锅炉的蒸发系统由哪些设备组成?主要由汽包、下降管、水冷壁管、联箱及导管组成。
4．汽包的作用主要有哪些？汽包的作用主要有：(1)是工质加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽．同时作为一个平衡器，保持水冷壁中汽水混合物流动所需压头。
(2)容有一定数量的水和汽，加之汽包本身的质量很大，因此有相当的蓄热量，在锅炉工况变化时．能起缓冲、稳定汽压的作用。
(3)装设汽水分离和蒸汽净化装置，保证饱和蒸汽的品质。
(4)装置测量表计及安全附件，如压力表、水位计、安全阀等。
5．电站锅炉的汽包内部主要有那些装置?它们的布置位置和作用怎样?电站锅炉随参数容量的不同，其汽包内部装置也不完全—样，现以高压和超高压锅炉的汽包为例，介绍其内部装置、它们的布置及主要作用。
沿汽包长度在两侧装设若干旋风分离器，每个旋风分离器筒体顶部配置有百页窗(波形板)分离器，它们的主要作用是将由上升管引入的汽水混合物进行汽和水的初步分离。
在汽包内的中上部，水平装设蒸汽清洗孔板，其上有清洁给水层，当蒸汽穿过水层时，便将溶于蒸汽或携带的部分盐分转溶于水中，以降低蒸汽的含盐。
靠近汽包的顶部设有多孔板，均匀汽包内上升蒸汽流，并将蒸汽中的水分进一步分离出来。
汽包中心线以下150mm左右设有事故放水管口；正常水位线下约200mm处设有连续排污管口，再下面布置加药管。
下降管入口处还装设了十字挡板．以防止下降管口产生游涡斗造成下降管带汽。
6．旋风分离器的结构及工作原理是怎样的?旋风分离器由筒体、引入管、项帽、溢流环、筒底导叶和底板等部件组成。
旋风分离器是一种分离效果很好的汽水分离设备。
其工作原理及工作过程是：较高流速的汽水混合物，经引入管切向进入筒体而产生旋转运动，在离心力的作用下，水滴飞向筒壁，使汽水初步分离。
自然循环锅炉的原理
自然循环锅炉的原理自然循环锅炉是一种利用自然对流现象来传递热量的一种锅炉设备。
其基本原理是依靠水的密度差异引起的自然对流现象来实现热量的传递。
首先，为了实现水的自然循环，锅炉的设计需要将热量源与热负荷部分分离。
热量源通常是燃烧器或者热交换器，其产生的热量通过热交换器传递给水。
热交换器是一个具有高热传导性的金属材料制成的设备，使热量得以迅速传递给水。
当水被加热后，其温度升高，从而密度降低。
由于密度差异，热水和冷水会产生形成自然对流的趋势。
这里需要注意的是，自然循环对流只能在锅炉系统中的垂直方向上进行。
因此，在设计自然循环锅炉时，需要确保锅炉系统中存在一定的升降差，以利于形成自然对流。
当热水上升并到达较高位置时，会产生堵塞效应，即使水的温度进一步升高，也无法自然上升到更高的位置。
为了解决这一问题，设计者通常将锅炉加热部分与热负荷之间的高度差设计为一个临界值。
当水的温度升高使得密度降低到一定的程度时，液体水的密度将与饱和蒸汽的密度相等。
此时，水将发生相变，并形成一个气泡。
由于气泡的体积大于相应的液态水的体积，气泡将产生浮力，使得整个液体气泡系统在自然对流的作用下上升。
当水蒸发形成气泡后，气泡将被导向锅炉的上部，进一步冷却后会凝结成为液体。
通过这种方式，热量将从热源部分传递给热负荷部分，实现热能的转移。
然后，冷却的液态水将被重力作用下降到热源部分重新开始循环。
总之，自然循环锅炉的工作原理是通过自然对流现象来实现热能的传递。
其主要步骤包括：热量的输入、水的加热、水的蒸发、气泡的升降、液体水的下降、冷却和重新循环。
通过合理的设计和运行参数的选择，可以实现锅炉系统的高效运行和热量的传递。
然而，自然循环锅炉的热功率相对较低，适用于较小规模的设备和低能耗要求的场合。
电厂热力设备及运行--自然循环锅炉
电厂热力设备及运行–自然循环锅炉概述自然循环锅炉是电厂中常见的一种热力设备，用于产生高温高压蒸汽，驱动汽轮机发电。
本文将介绍自然循环锅炉的基本原理、结构和运行过程。
基本原理自然循环锅炉是利用自然对流的原理，通过水在锅炉内部的循环实现热量传递。
在自然循环锅炉中，锅炉上部为蒸汽区，下部为水区。
燃烧产生的热量使水在锅炉中加热，形成水蒸气，从而产生汽力驱动汽轮机发电。
结构自然循环锅炉一般由炉膛、水冷壁、过热器、过热器头、再热器、再热器头、主蒸汽阀门等组成。
1.炉膛：是燃烧的地方，通常利用煤粉、油或天然气作为燃料。
炉膛内部的燃烧产生的高温烟气通过水冷壁来冷却，并将热量传递给水。
2.水冷壁：位于炉壁内，是传热的关键部分。
由多个平行排列的墙管组成，烟气通过墙管时，热量传递给水使其加热并产生蒸汽。
3.过热器：用于进一步提高蒸汽温度，避免汽轮机中的蒸汽出现冷凝现象。
它通过将产生的高温高压蒸汽经过过热器中的管子，使蒸汽温度升高。
4.过热器头：用于控制过热器的蒸汽流量和温度。
5.再热器：用于进一步提高蒸汽温度，并降低蒸汽中的湿度。
它将从汽轮机排出来的一部分蒸汽再次加热，使其进入汽轮机的高压缸。
6.再热器头：用于控制再热器的蒸汽流量和温度。
7.主蒸汽阀门：用于控制蒸汽流量，调节锅炉的负荷。
运行过程自然循环锅炉的运行过程主要包括启动、负荷调节和停机等阶段。
1.启动阶段：首先，将锅炉内部清洗干净，排除空气。
然后，将燃料投入炉膛进行燃烧，同时启动引风机、鼓风机和给水泵。
一段时间后，锅炉内部的水开始加热，形成蒸汽，此时可以逐渐打开蒸汽阀门，使蒸汽流出，准备驱动汽轮机。
2.负荷调节阶段：在负荷调节过程中，根据电网需求调节燃烧器的燃料供给，控制锅炉的蒸汽产量。
同时，根据蒸汽压力和温度的变化，适时调节过热器和再热器的操作，以保持蒸汽的质量和温度稳定。
3.停机阶段：停机时，先将燃烧器关闭，停止燃烧，然后逐渐关闭给水泵和其他配套设备。
最后，清除锅炉内部的残留物，进行检修和维护工作。
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炉墙蓄热能力小，炉膛燃烧室升温快，可缩短锅炉的启停时间。
图7-1 膜式水冷壁的结构 Page 7 （a）光管焊成的膜式水Pr冷inc壁iple；s of（Bobil）er肋片管焊成的膜式水2冷02壁0/8/7
水冷壁的分类
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膜式水冷壁： 两种类型见图7-1。
下降管管座：
位于汽包底部，保证下降管入 口上部有最大的水层高度，以 防下降管进口处工质汽化；
下降管入口处装有十字架，以 消除大直径下降管进口产生漏 斗形水面，防止蒸汽进入下降 管，保证锅炉水循பைடு நூலகம்的安全。
汽包的外形，如图7-2所示。
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§1 蒸发设备
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二、汽包
• 1、汽包作用 • 2、汽包内部装置
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汽包图片
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汽 包 系 统
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图7-2 汽包的外形实例
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汽包作用
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⑴汽包接受省煤器来的给水，并向过热器输送饱和蒸汽， 同时它与下降管、水冷壁管连接，组成自然水循环系统， 所以，汽包是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽， 也是这三个过程的分界； ⑵增加锅炉的蓄热量并蓄水：锅炉蓄热量的变化是依靠 汽压的变化来实现的，能缓冲压力与水位； ⑶汽包内装有各种净化装置。如汽水分离装置、蒸汽清 洗装置、排污及加药装置等、从而改善了蒸汽品质。 ⑷汽包上装有压力表、水位计和安全阀等附件，汽包内 还装有事故放水装置，可保护锅炉安全。
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汽包作用
枢纽：连接省煤器、蒸发受热面、过热器 蓄能、蓄水：缓冲压力与水位 汽包上装有汽水分离、蒸汽清洗、排污锅内 加药等装置。
汽包上装有压力表、水位计和安全阀等附件，汽 包内还装有事故放水装置，可保护锅炉安全。
某亚临界参数锅炉汽包：
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汽包与内部装置
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涡轮式旋风分离器6沿汽包长度方向分两排对称布置，对汽水混合物 进行第一次粗分离；
立式波形板（又称顶帽）布置在 分离器的顶部，进行第二次分离；
波形板干燥器3 在汽包顶部沿长 度方向分前后两组（每组两排， 对称布置）呈鸟翼状倾斜的立式， 进行第三次分离。
汽水混合物经三次分离，水经疏水 管4引至汽包水容积，蒸汽通过顶部 布置的多孔板进行均流，由饱和蒸 汽引出Pa管ge 1将9 蒸汽引至炉顶过热器Pr。inciples of Boiler
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蒸发受热面：大型锅炉中主要是水冷壁。作用使水蒸发
一、水冷壁
㈠水冷壁的作用
悬挂在炉膛四周的水冷壁主要吸收炉膛火焰及烟气的辐射热量，使 水冷壁管内的水汽化为蒸汽；可以降低炉膛出口烟气温度，防止炉 膛出口结渣，保护炉膛出口受热面；还可以起到悬挂炉墙的作用。
㈡水冷壁的分类
分两种：光管壁——广泛采用敷管式炉墙。 膜式壁（大型锅炉均采用）
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汽包与内部装置
汽包筒体上部有： 饱和蒸汽引出管管座1， 汽水混合物引入管管座2；
汽包筒体下部有： 给水管管座 连续排污管管座12 事故放水管管座
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水冷壁主要吸收炉膛 火焰及烟气的辐射热 量，使水冷壁管内的 水汽化为蒸汽。
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自然循环锅炉蒸发设备 主要由汽包、下降管、 水冷壁(上升管)、联箱 及其连接管道组成。 工质在这些蒸发设备组 成的闭合回路中循环流 动，称为水循环。
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§1 蒸发设备
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第七章 自然循环锅炉蒸发系统
§1 蒸发设备 §2 自然循环原理 §3 水冷壁内汽液两相流流型及传热 §4 自然循环的可靠性指标及常见问题
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§1 蒸发设备
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一、水冷壁
㈠水冷壁的作用
㈡水冷壁的分类
二、汽包 三、下降管 四、联箱
汽包内壁设置弧形衬套5，由沿汽包长 度延伸的挡板构成。
汽水混合物由上部进入汽包，沿弧形衬
套向下流动，均匀加热汽包壁，可减少
汽包上下壁温差及相应的热应力。
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汽包与内部装置
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汽包是长圆筒的密闭承压容器，开有很多管孔。 300MW锅炉直径约1.8m，壁厚15cm，长约22m。
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销钉式(刺管)水冷壁（卫燃带）；
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水冷壁的分类
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对炉墙的保护好，只需保温材料，不用耐火材料，故炉墙重量轻，
膜 便于采用悬吊结构；可防止管壁超温。 式 炉膛气密性好，可减少漏风，降低热损失，提高锅炉效率； 壁
结构尺寸：606.5mm的轧制鳍片管或 63.57.5mm的焊接鳍片管；
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水冷壁的结构
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内螺纹管水冷壁： 工质在管内流动时产生强烈的扰动。把液体压 向壁面，强迫汽泡脱离管壁被水带走，破坏膜态汽层。
可有效防止膜态沸腾产生，避免管壁超温。用于炉内高热负荷区域 的膜式水冷壁，确保水冷壁安全可靠。
对于蒸汽锅炉，水冷壁主要为蒸发受热面； 对P于age热3 水锅炉或超临界压力P直rin流cip锅les炉of，Boi水ler冷壁主要为加热受热202面0/。8/7
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光管式水冷壁
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膜式(鳍片管)水冷壁
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