【正文】 （ 5） 高的水冷壁管壁溫度過(guò)高是引起水冷壁結(jié)渣和高溫腐蝕的重要原因 ， 應(yīng)當(dāng)避免出現(xiàn)水冷壁局部管壁溫度過(guò)高現(xiàn)象 。在溫度比較高的時(shí)候， Fe將被氧化成 Fe3O4，使管壁腐蝕： 2 3 4 23F e S +5 O F e O +3 S O? 煤中的黃鐵礦 FeS2和有機(jī)硫化合物燃燒時(shí)生成 SO2： 2 2 3 2224F e S +1 1O 2F e O +8 S OS +O S O??由 SO2轉(zhuǎn)化為 SO3的過(guò)程有以下幾種方式： 3. SO2和 SO3的生成及腐蝕 （ 1）在高溫下， SO2與煙氣中的自由氧原子反應(yīng)，生成 SO3。如果在灰渣附著層中存在焦硫酸鹽時(shí)會(huì)形成反應(yīng)速度更快的熔鹽型腐蝕。第三類是爐內(nèi)的 SO H2S、 HCl氣體也會(huì)對(duì)水冷壁產(chǎn)生高溫腐蝕。近似認(rèn)為， N＝ U/s 20 4DsUdwx????控制質(zhì)量含汽率的數(shù)值就控制循環(huán)流速、熱流密度及Ｄ /F等參數(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)各參數(shù)的數(shù)值控制合理的質(zhì)量含汽率。如分配水管、水冷壁、汽水導(dǎo)管的管徑和水冷壁流通截面的比值、管子彎頭數(shù)量、汽水分離器的結(jié)構(gòu)阻力系數(shù)、循環(huán)流速、鍋爐負(fù)荷等。 下將管入口產(chǎn)生旋渦漏斗時(shí)，旋渦中心將有部分蒸汽被水流抽吸進(jìn)入下降管。 亞臨界壓力以下 (p ?)、大管徑 (dn? 15mm) 蒸發(fā)管內(nèi)傳熱惡化的計(jì)算按下述的方法進(jìn)行。 不出現(xiàn)停滯的條件是：回路工作點(diǎn)的壓差大于受熱最差管在停滯點(diǎn)的壓差 。 將分配水管、上升管、汽水引出管以及汽水分離器的壓差相加，可分別得到兩個(gè)上升系統(tǒng)的壓差－流量曲線Ｙ s1＝ f(Ｇ )和＝ f(Ｇ )。 同時(shí) ， 通過(guò)清洗水層的部分飽和蒸汽被凝結(jié) 。 ? 熱后段 ：此區(qū)段的上升管不吸熱 ， 管內(nèi)汽水混合物的密度不變 。 因?yàn)?whu?hu＝ w0?＇ ，有 20 1 ( 1 )mcwLpxd? ????? ?????? ????＝ ＋ －2沿上升管，隨著吸熱量的不斷增加， x的值不斷變化， whu也不斷變化，應(yīng)根據(jù) whu或 x的變化沿上升管作積分或分段計(jì)算，然后再疊加求和。 汽液兩相流的流型不同 ， 兩相流之間的分布特征和接觸面積就不相同 ， 產(chǎn)生的阻力當(dāng)然也不相同 。 一 汽液兩相流體流動(dòng)的均相模型 1 均相模型 (1) 汽的折算流速 0DwF??? ? ??0VwF???? ?(2) 水的折算流速 0GDwF??? ??0VwF?? ?2 汽的折算流速和水的折算流速 按容積流量計(jì)算的水的折算速度和汽的折算速度。 在非正常運(yùn)行狀態(tài)下一旦出現(xiàn)第二類傳熱惡化，雖然開始時(shí)壁溫并不太高，但含鹽量較高的爐水水滴潤(rùn)濕管壁時(shí)，鹽分沉積在管壁上，也會(huì)造成傳熱惡化。 ? 有卷吸的環(huán)狀流動(dòng)階段 ：環(huán)狀流的液膜變薄，管子壁面上的熱量很快通過(guò)液膜傳遞到液膜表面，此時(shí)在管子壁面上不再產(chǎn)生汽泡，蒸發(fā)過(guò)程轉(zhuǎn)移的液膜表面進(jìn)行。 環(huán)狀流 ：由于汽彈的內(nèi)壓力增大 ， 當(dāng)汽彈的內(nèi)壓力大于汽泡的表面張力時(shí) ， 汽泡破裂 ， 液相沿管壁流動(dòng) ， 形成一層液膜；汽相在管子中心流動(dòng) ， 夾帶著小液滴 。 ? 過(guò)渡沸騰 ：由核態(tài)沸騰向膜態(tài)沸騰開始轉(zhuǎn)變的過(guò)程 3. 膜態(tài)沸騰 膜態(tài)沸騰 一般發(fā)生在亞臨界參數(shù)鍋爐水冷壁管內(nèi)。 當(dāng)?shù)沽魉俣容^慢且等于汽泡向上運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)，向下流的水帶不走汽泡，造成汽泡不上不下的狀態(tài)，引起汽塞，發(fā)生傳熱惡化，以至使管子出現(xiàn)局部過(guò)熱超溫。 管子上部就會(huì)過(guò)熱超溫； ? 自由水面 ：進(jìn)入上升管的循環(huán)流量微小 ， 以至在管子微弱吸熱后被蒸發(fā)成汽泡 。 第二節(jié) 自然循環(huán)鍋爐水冷壁的安全運(yùn)行 一 影響水冷壁安全運(yùn)行的主要因素 ? 水質(zhì)不良導(dǎo)致的水冷壁管內(nèi)結(jié)垢與腐蝕 ， 水冷壁受熱偏差或管內(nèi)流動(dòng)阻力的影響 ， 導(dǎo)致個(gè)別或部分管子出現(xiàn)循環(huán)流動(dòng)的停滯或倒流； ? 水冷壁熱負(fù)荷過(guò)大導(dǎo)致的管子內(nèi)壁面附近出現(xiàn)膜態(tài)沸騰； ? 鍋筒水位過(guò)低引起水冷壁中循環(huán)流量不足 ， 甚至發(fā)生更為嚴(yán)重的 “ 干鍋 ” ； ? 燃燒產(chǎn)生的腐蝕性氣體對(duì)金屬管子外壁面的高溫腐蝕； ? 結(jié)渣和積灰導(dǎo)致的對(duì)金屬管壁的侵蝕； ? 煤粉氣流或含灰氣流對(duì)金屬管壁的磨損。 二 自然循環(huán)的基本概念 ?循環(huán)流速 w0:在飽和水狀態(tài)下 進(jìn)入 上升管入口的水的流速。第十二章 汽液兩相流動(dòng)的 基本概念 第十二章 汽液兩相流動(dòng)的基本概念 ?自然循環(huán)原理與基本概念 ?自然循環(huán)鍋爐水冷壁的安全運(yùn)行 ?蒸發(fā)管內(nèi)的汽液兩相流型及傳熱 ?汽液兩相流體的流動(dòng)參數(shù) ?汽液兩相流體的流動(dòng)阻力、重位壓降 ?簡(jiǎn)單回路的水循環(huán)計(jì)算和水循環(huán)特性曲線 ?復(fù)雜回路的水循環(huán)計(jì)算 ?水循環(huán)全特性曲線和循環(huán)安全性檢查 ?蒸發(fā)管傳熱惡化工況的計(jì)算 ?提高循環(huán)安全性的措施 ?水冷壁的高溫腐蝕 第一節(jié) 自然循環(huán)原理與基本概念 一 自然循環(huán)原理 定義：在一個(gè)閉合的回路中，由于工質(zhì)自身的密度差造成的重位壓差，推動(dòng)工質(zhì)流動(dòng)的現(xiàn)象。 0 ,/Gw m sF?? ??質(zhì)量含汽率 x :上升管中蒸汽所占循環(huán)流量的份額。 停滯 倒流 膜態(tài)沸騰 水的冷卻 汽的冷卻 連續(xù)水膜被破壞 爆管 超溫 傳熱惡化 二 蒸發(fā)管內(nèi)的停滯、倒流和膜態(tài)沸騰 1. 循環(huán)停滯 ? 水冷壁分成幾至以至幾十個(gè)獨(dú)立的水循環(huán)回路。 后果 ： 當(dāng)自由水面的位置波動(dòng)時(shí) ， 還會(huì)引起管子的疲勞應(yīng)力 水循環(huán)停滯導(dǎo)致水冷壁管傳熱惡化；主要發(fā)生在受熱弱的管子上 。 當(dāng)管內(nèi)工質(zhì)倒流速度很快時(shí)，管子仍能得到良好冷卻，不出現(xiàn)局部超溫。這是因?yàn)樗钠瘽摕犭S著壓力提高而大幅度減小，使得亞臨界參數(shù)下在水冷壁管內(nèi)壁面附近流體邊界層中的水更容易汽化，即容易形成更多的汽化核心，因而產(chǎn)生膜態(tài)沸騰的機(jī)會(huì)相應(yīng)增加。 霧狀流 ：管子壁面上的水膜完全蒸干時(shí) ， 蒸干點(diǎn)的質(zhì)量含汽率 x =， 即蒸汽中仍然夾帶著小液滴 ， 形成霧狀流 。放熱系數(shù)略有提高，管壁溫度接近流體溫度。 2 蒸發(fā)管內(nèi)的傳熱惡化 三 內(nèi)螺紋管抑制傳熱惡化的作用 ? 鰭片光管 ： x=， 壁溫開始飛升 x=， 壁溫達(dá)到第一個(gè)高峰點(diǎn) ， 此后壁溫略有下降 ， x =， 出現(xiàn)蒸干 ,管壁溫度再次出現(xiàn)飛升 。 汽水混合物的容積流量為 V＝ V＇ ＋ V〃 whu huV V V V VwF F F F? ?? ? ???? ? ? ?00huw w w? ????0 0 0w F w F w F? ? ?? ? ? ?? ????0 0 0w w w?? ???? ????0 0 0w w w????? ????? 00wDxGw???? ?????0G w F???? 00D w F??? ??0 0 00w F F w F? ? ? ?? ? ? ?? ????0 0 0w w w????? ?????0 ()huw w x m s??????? ????＝ １ ＋ － １ 4 容積含汽率 0000 ( 1 )huw F wVVV V V w F ww????? ???? ??? ? ???? ????????＝ 111 ( 1 )x????????? 二 汽液兩相流體流動(dòng)的分流模型 蒸發(fā)管內(nèi)的流型主要表現(xiàn)為泡狀流、環(huán)狀流。 汽液兩相流動(dòng)的阻力要比單相水的流動(dòng)阻力大 。 2011 ( 1 )Nim c i iiLwd? ?????? ?????? ?????＝ ＋ －2 二 兩相流體的重位壓降 蒸發(fā)管中沿管子高度方向上，汽水混合物的密度是不斷變化的，兩相流體的重位壓降的計(jì)算，應(yīng)該根據(jù)密度的變化分段計(jì)算或采用積分計(jì)算方法進(jìn)行。 當(dāng)管內(nèi)汽水混合物引入鍋筒頂部時(shí) ， 汽水導(dǎo)管將超過(guò)鍋筒水位面高度 ， 此段稱為超高段 。 由省煤器送來(lái)的另外 50%的給水量直接送進(jìn)鍋筒 水室中與鍋水混合 ，這部分