自然循环与强制流动锅炉

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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
二 强制循环锅炉的工作原理和特点
(一)工作原理
过热器
省煤器 上联箱






(二) 强制循环锅炉的特点
1. 由于增加了水泵的推动力,工质流量可以人为地控制,水流量 可以小些,即循环倍率K可以小一些。
2. 可采用小直径水冷壁。 3 可采用小直径旋风分离器,因而可以减小汽包直径。也可采用 内夹层汽包。
Lzf 减小 , D 减小 , X 减小 , X 减小的影响比 w 增加的影
响大。
4 影响因素
(1)工质进口欠焓。当 i =0 时,不会出现多值性。因为当没有热水
段时,蒸发段长度不会发生变化,蒸发量不会变化。水动力不稳定 性发生在同时具有蒸发段和热水段的管屏上,水动力多值性不会发 生在只有蒸发段的管屏上。
• 启动系统的容量小,可减小启动过程中的工质损失和 热量损失。锅炉的最低负荷可降低到1O%MCR,启动 热损失仅为直流锅炉的15%一25%。
• 低负荷范围内运行时,工质流量变化小,温度变化幅 度小。减小了热应力,有利于改善锅炉低负荷运行时 的条件。
自由水面
1、 停滞 形成蒸汽塞 致使工质不流动。
2、倒流 上升管的水自上 往下流的速度与汽泡上升 速度相等。
会 倒 流
不 会 倒 流
3 、下降管带汽 会使循环推 动力减小,从而出现停滞、 倒流。
(二)、界限循环倍率和传热恶化
1 、界限循环倍率的概念
K大时,当K下降, 0上升;
K较小时,当K下降, 0下降。
三.直流锅炉的工作原理
(一)工作原理
在给水泵压头作用下,工质顺次通过预热,蒸发, 过热各受热面,而被预热,蒸发,过热到所需要的温 度。简言之,直流锅炉是工质一次通过各受热面,没 有循环的强制流动锅炉。
给水泵 省煤器
水冷壁
过热器
(二)工作过程
1.直流锅炉循环倍率 K=G/D=1 2.因没有汽包,所以没有固定的受热面,在工况变化时,
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,但只有在压力 在15.68MPa以上时,才有经济性.
2.脉动种类
管间脉动 管屏脉动
整体脉动
3 产生脉动的原因 1)压力峰的形成 2)压力的下降
3)压力峰重新形成
w 4 脉动的消除 1)增大
2)增大热水段阻力
3)减小蒸发段阻力
4)压力和热负荷
四 直流锅炉蒸发受热面的传热恶化
• 解决传热恶化的办法
对于直流锅炉,不可能避免传热恶化,只有采取推 迟和抑制。主要方法: 1)使用好材料 2)采用内螺纹管,螺旋式导流器(扰流子)
第三节 直流锅炉蒸发受热面的结构形式
一 直流锅炉结构特点
1)蒸发受热面布置自由 2)没有汽包,主要是外置式过渡区和汽水分离器 3)有启动旁路系统
二 对蒸发受热面的基本要求 1 原则
1) 管子不被烧坏 2) 能解决膨胀问题 3) 蒸发受热面能够制造出来 4) 制造,安装方便
2. 安全工作影响因素和解决办法
苏尔寿型
拉姆辛型
本生型
四 现代直流锅炉蒸发受热面的主要 型式
1 一次垂直上升管屏(UP锅炉) 该型式锅炉的压力既适用于亚临界,又适用于 超临界.
2 炉膛下部多次上升,上部一次上升管屏(FW型) 该型式适合于300~600MW容量机组,且不适 宜滑压运行(中间有联箱).
3 螺旋式水冷壁管屏 该型式特别适用于滑压运行
C

L2q d 2 r


1
其中w 工质在受热管中的质量流速 双相流摩擦阻力校正系数 q 受热面平均热负荷 i 进口处工质欠焓
水动力特性曲线
在此图中,1,3 线为单值特性曲线 p
2 线为多值特性曲线。 出现那种图形,取决于特性方程式中, A,B,C这三个参数的取值。
4 .热化学过程特点:直流锅炉没有汽包,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 直流锅炉要求给水品质高。
5 .调节过程特点:直流锅炉,当负荷发生变化时,必须同 时调节给水量和燃煤量,以保持物质平衡 Gg D 和能量 平衡,才能稳住汽压和汽温。
6 启动过程特点:直流锅炉和自然循环锅炉相比,在结构 上有蒸发受热面和启动旁路系统与之不同。在启动时首先 启动启动旁路系统,建立启动流量和启动压力。此外由于 直流锅炉没有汽包,升温过程比较快,所以启动速度快。
水动力特性是指在一定热负荷情况下,管屏压差与流量的关系。
1 特性方程式
p A(w)3 B(w)2 C(w), Pa
A

i 8q
1

1
i 2r


1
B

L 2d
1
i r


1
H rs , H zf 热水段,蒸发段高度,m
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
2.蒸发受热面中工质流动工程特点. (1)强制流动锅炉没有自补偿能力,即受热强的 管子,流动速度小. (2)在热负荷一定情况,蒸发受热面两端压差 p 一定,一根管子流量可以有多个数值. (3)有脉动现象. (4)直流锅炉消耗水泵压头大
3.传热过程特点:因直流锅炉的工质质量含汽率X由0 1,一定会出现第二类传热恶化。
部分负荷复合循环锅炉:锅炉负荷达到70%MCR以上 时,循环泵停止工作,锅炉进入纯直流运行,循环管 路中无工质通过。 低倍率循环锅炉:在全负荷范围内水冷壁中有再循环 工质通过。
亚临界压力复合循环
3 2
4 1
5
6
7 A 全负荷复合循环
水冷壁流量
100


100%
再循环量
50
给水量
0
50
100
锅炉负荷/ 100%
自然循环与强制流动锅炉
第一节 自然循环与强制流动锅炉工作原理
一 锅炉的分类
自然循环锅炉:只靠汽水密度差推动工质流动。 强制循环锅炉:利用水泵压头和汽水密度差推动工质流
动。 直流锅炉:工质不循环,一次通过各受热面的锅炉。
自然循环工作原理示意图
汽包

下降管
h
上升管
烟气
下联箱
由Y xj

Yss可得:
直流锅炉 直流锅炉可以用于任何压力,但当 P 22.1MPa只有采用直流 锅炉
第二节 自然循环与直流锅炉水动力特性
蒸发受热面安全工作问题 安全工作条件
(1) 管壁温度 tb 小于 材料允许温度.
(2) 相邻管壁温度差tb <50 C
一、自然循环的安全性
(一)、自然循环故障(受热 弱的管子)
炉膛水冷壁:
• 下部螺旋盘绕上升
从水冷壁进口到折焰角 下一定距离(标高52608.9 mm)处。
• 上部垂直上升
• 均为膜式结构
• 两者间由过渡水冷壁转 换连接。
第四节 复合循环锅炉
复合循环锅炉的主要技术是:直流锅炉系统+复合循环 泵,解决直流锅妒低负荷运行时,水冷壁中因工质流 量降低导致管子冷却不足和水动力不稳定的问题。
2
3
6
4
100
水冷壁流量
1 5
50 再循环量
7 B 部分负荷复合循环
给水量
0
50
100
锅炉负荷/ %
1—水冷壁; 2---汽水分离器; 3---省煤器; 4---混合器; 5---循环泵; 6---控制阀; 7---节流阀
• 水冷壁的重量流速可按循环泵切除时的负荷选取,与 直流锅炉相比,水冷壁的重量流速降低,仅为直流锅 炉的一半左右,因而流动阻力小,可降低给水泵的能 量消耗。
如果出现曲线2所示图形,就表 在一个压差下,对应有2~3个流量, 即水动力成多值性。
c a
b
w1 w2
w3
1 3 2
w
2 水动力特性单值条件 对特性方程式求导得
进口处工质欠焓
i 7.46r , kJ kg


1
3 水动力多值性产生的原因
从特性曲线可以看出,曲线2有一下降段ab,即当w 增加时,Lrs增加,
受热面长度发生变化. 3.工作过程中的参数变化.
(1)工质焓值,沿受热面长度不断增加. (2)压力由于克服流动阻力不断下降. (3)温度,预热段温度不断上升,蒸发段由于压力不断降低,
过热段温度不断上升. (4)比容不断上升.
四.直流锅炉工作过程特点
1.本质特点: (1)没有汽包.(2)工质一次通过,强迫流 动.(3) 受热面无固定界限.
w (1)当
上升时, 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):
S yd H ( h )g pxj pss
有效压头:
S yx pxj H ( h )g pss
以上两式表明:循环推动力即运动压头用于克服 上升系统和下降系统的阻力; 有效压头, 在数值上 等于循环推动力与上升系统阻力之差,用来克服下 降管阻力.
1)提高 w.
2)加节流圈. 3)工质入口欠焓 i 167 .5 kJ kg 4)减小管屏焓增.
tb 50C
三. 早期直流锅炉蒸发受热面的形式 1 本生型 : 蒸发受热面型式为多次垂直上升管屏 2 苏尔寿型: 蒸发受热面型式为多行程迂回管屏 3 拉姆辛型: 蒸发受热面型式为水平围绕管屏
段阻力变小对 p 影响小 ,趋于稳定。
5 解决水动力稳定性的方法
(1)减小 i 。
(2)增加热水段阻力。
(3)提高压力 p 。
(4)提高质量流速 w。
(二)垂直管圈的水动力特性
1 在垂直管圈中,由于重位压差pzw 的影响,
p plz pzw
pzw H rs rs g H zf zf g , Pa
2
2
整理为h

1.5

2 0 xj
,
m
2g
2、旋涡斗的防止
1)中压以下的锅炉:
h 4d xj ,0 xj 3m / s
2)高压以上的锅炉加栅格; 3)大直径下降管加装十字
板或栅格。
3、下降管水带汽
自然循环安全性指标
1)受热最弱管不发生停滞和倒流; 2)受热最强管不发生传热恶化; 3)回路循环倍率大于界限循环倍率,使循环具有自
旋风分离器阻力 3)循环倍率大于界限循环倍率和不发生传热恶化。
提高自然循环安全性措施
1)减少受热不均; 2)确定合适的上升管吸热量; 3)确定合适的上升管高度和截面积; 4)确定合适的汽水导管高度和截面积; 5)减少旋风分离器阻力; 6)减少下降管阻力。
二 直流锅炉水动力特性不稳定性
(一)水平管圈水动力特性
定义:最高循环流速下的循环倍率称为界限循环倍率。
2 、限定循环倍率 1)压力不太高时, K>Kj,自补偿; 2)压力较高时, K小,X较大,易出现第二类传热恶化;
3 、受热最强管传热恶化的检查
源自文库
(三)、下降管带汽和自汽化
1、自汽化
h
不产生自汽化的条件:
h g 20xj 20xj
(2)压力 p 。发生水动力多值性的最根本的原因是汽水密度不同。
当 p 增加时,( ) 下降,因此水动力特性趋向稳定。
(3)热负荷Q 。Q增加,使 Lr长s 度减小,如果没有热水段,一定不出
现多值性,故热水段长度减小,水动力特性趋向稳定。
(4)热水段阻力。增加热水段阻力,可以使水动力特性稳定。蒸发
相关文档
最新文档