锅炉原理水循环部分

K 1qx
h hsm h h
当xnq 0,qx 0时，
hqh
h hsm K
简单回路水循环计算
上升管进入炉膛处（B点）工质欠焓
➢ B点工质欠焓 不考虑下降管受热和带汽
hB
hqh
h p
p
式中 h p为饱和水的焓值随 压 力 增 大 而 增 大 的 梯 度 kJ/
（kg·Pa）
简单回路水循环计算
算的循环倍率
K0
G D0
自然循环的基本概念
基本概念
锅筒水室凝汽量Dnq 在锅筒水室中被凝结的 蒸汽量
Dnq D D0
凝汽率xnq 凝汽量与循环流量的比值
D xnq G
简单回路水循环计算
水循环计算目的和方法
自然循环锅炉水循环计算的目的 ➢ 确定各回路平均循环流速w0、工质流量G； 循环倍率Kh ➢ 确定锅炉总的循环倍率Kg ➢ 检验水循环的可靠性
➢ ΔH 段工质因压力减少而引起
饱和水焓的减少量
H' g h
p
➢ ΔH 段高度
hqh
H
H H rq g pxj prq Q1 h g
h p
H1G p
热水段高度 Hrs
H rs H rq H
简单回路水循环计算
简单回路水循环计算程序（图解法）
结构数据 按锅炉有关图纸查取 热力数据 按锅炉热力计算书查取 画出蒸发受热面汽水系统图 划分循环回路 管屏分组（划分计算回路），上升 管分段 确定上升系统与下降系统的分界点 分配热负荷 根据炉内热负荷分布曲线，确定每个 回路各区段的热负荷及蒸发量Di 选择整台锅炉循环倍率假设值Kg，算出锅水欠焓 假设值△hqh
范围：额定负荷、额定压力和最差回路 （受热不均、热负荷低、结构复杂）
简单回路水循环计算
水循环特性的方程组
压差方程
Yxj Yss
Hxj g pxj Hi i g pss
流量方程 Gxj Gss
水冷壁吸热方程 Q Dr Ghqh
简单回路水循环计算
上升管区段的划分
上升管受热, 含汽率x不断增加，
确定下降管系统压差 Yxji (Hxj g pxji )
自然循环的工作原理 下降管中水与上升管中汽 水混合物间的重位压头差
H '使hu 水g 在 回 路 中 产 生 环
形流动，又称为水循环
2
自然循环的基本概念
基本概念
简单循环回路压差平衡式 (取向下为正)
H xj g pxj Hhu g pss 推导过程
式中 H―下降管的高度（即循环回路的高 度），m；
导汽管不受热，含汽率不变
对引入汽包汽空间的导汽管，导 汽管最高点到超过水位那一段高度 为 提 升 段 高 度 Hcq ， 应 与 导 汽 管 分 开计算
简单回路水循环计算
上升管进入炉膛处（B点）工质欠焓
开始加热点B工质欠焓△hB ➢ 锅水欠焓
hqh
1 xnq K
h hsm qx h hsm h h
各截面两相流动参数不同，应分 区段进行计算，把结构、受热相 同的划为一段。A是上升管开始沸 腾点
热水段Hrs 从下联箱到A点是热 水段，其中Hrq为热前段。采用单 相流动计算公式
简单回路水循环计算
上升管区段的划分
热水段Hrs 上升管进入炉膛（B 点），水具有一定欠焓，开始沸腾 点A的位置需计算确定
影响运动压头的主要因素 ➢ 回路高度 ➢ 工质密度差：压力（压力越高，汽水密度差越 低）；水冷壁吸热强度（吸热越多，密度差越大）
5
自然循环的基本概念
基本概念
循环倍率K 循环回路中水流量G与回路中产生的
蒸汽量D之比，即1kg水全部变成蒸汽需在回路中
循环多少次
KG1 Dx
名义循环倍率K0 按锅筒引出的饱和蒸汽量计
含汽段Hhq 热水段以外的上升管 管段均为含汽段，采用两相流体 公式进行计算
➢ 当热负荷、管径或管倾斜角度 变化较大、 水冷壁敷设卫燃带时 含汽段应再分段
简单回路水循环计算
上升管区段的划分
➢ 热后段Hrh 上升管离开炉膛到上 联箱间管段，该管段不受热，若 >10 ％ 上 升 管 总 长 ， 则 分 开 单 独 计 算
x―j 下, h降u 管及上升管中工质的密度， kg/m3；
Pxj、 Pss―下降管及上升管流动阻力 损失，Pa
3
自然循环的基本概念
简单循环回路压差平衡式推导过程
由右图，设锅筒内静压为p1，下 降管下部的静压为p2，则对于下 降管和上升管分别有：
下降管侧 Yxj p2 p1 H xj g pxj
上升管侧 Yss p2 p1 Hhu g pss
即
H xj g Hhu g pxj pss
也即
H（ xj hu）g pxj pss
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自然循环的基本概念
基本概念
运动压头Syd 下降管与上升管中工质重位差，维 持回路自然循环的动力，用以克服下降管与上升 管中工质的流动阻力
H（ xj hu）g pss pxj S yd
h p
简单回路水循环计算
热水段高度Hrs的计算
ΔH 段高度
开始沸腾点A工质欠焓△hA为零 不考虑下降管受热和带汽
hA
hB
Q1 H1G
H
H' g
h p
0
➢ ΔH 段工质吸热引起的焓增
Q1 H H1G
H1为受热一段高度；Q1、 G 分别 为受热一段吸热量和工质流量
简单回路水循环计算
热水段高度Hrs的计算
简单回路水循环计算
简单回路水循环计算程序（图解法）
假定三个循环流速 w0i ➢ 计算热水段高度 Hrsi ➢ 计算密度 w0i→Gi、Di→Xi →βi→φi→ρi
➢ 计算重位压头 hiρig
➢ 计算上升管流动阻力 pssi
确定上升管系统压差
Yssi ( Hi i g pssi )
➢ 计算下降管流动阻力 p xji
上升管进入炉膛处（B点）工质欠焓
➢ 静压变化 p
p1 Hg p xj p 2 H rqg p rq
源自文库 p 2 p1 H H rq g p xj prq
式中 p1、p2 — 分别为汽包压力及炉膛
入口B处压力，Pa
➢ B点工质欠焓△hB
hB hqh
H H rq g pxj prq
第九章 锅炉水动力特性
锅炉水动力学基础 ❖ 汽水混合物的流型与传热 ❖ 两相流体的基本参数
自然循环锅炉的水循环及计算 ❖ 自然循环的基本概念 ❖ 简单回路及复杂回路水循环计算 ❖ 自然循环故障及其可靠性校验
强制流动锅炉 ❖ 控制循环锅炉 ❖ 直流锅炉 ❖ 低倍率与复合循环锅炉
自然循环的基本概念
基本概念