【文章內容簡介】 影響因素 ?熱力不均勻 熱負荷分布不均勻。鍋爐爐膛中沿寬度方向煙氣的速度 場、溫度場和熱流的分布不均勻是造成水冷壁并聯(lián)管組吸 熱不均勻的主要原因 。 和機組容量，爐內燃燒、流動工 況，燃燒器布置和運行方式，負荷變化，煤種變化等有 關。 ?水力不均勻 ? 水平管圈 pppjpjG vzvz?? 熱負荷的影響 結構的影響 工質在受熱面進口處的焓值的影響 壓力的影響 ?水力不均勻 ? 垂直管圈 2pjpjpjPpjpppjpjG)w(zHgv1vzvz????????? ＋ ?重位壓差的影響類似于自然循環(huán)自補償作用的影響，使重位壓差有減輕或改善流量不均的作用；重位壓差占流動阻力比例愈大，其影響愈大，流量不均愈小。決定重位壓差占總流動阻力比例的因素是質量流速，它取決于鍋爐的負荷。負荷增加，重位壓差在總阻力中所占份額減少，即鍋爐在高負荷時，重位壓差作用減小，流動特性表現(xiàn)出強迫流動特性。當鍋爐在低負荷時，重位壓差在總阻力中所占份額增大，重位壓頭作用增大，流動更多地表現(xiàn)出自然循環(huán)特性。在負荷較低時，有可能導致出現(xiàn)流動的停滯和倒流。 四、消除及減輕措施 ? 減小受熱不均勻 ? 減小結構不均勻 ? 減小受熱不均對熱偏差的影響 ? 加節(jié)流圈 ? 增大管內工質質量流量 ρw 167。 5 蒸發(fā)受熱面中傳熱惡化現(xiàn)象 管內工質沿著長度方向吸熱并且含汽率的增加，工質的流 動結構也相應發(fā)生變化。由于流動結構不同，傳熱特性不 同，以及管內工質溫度的變化，則管壁溫度也隨之變化 。 )1ln2D(qttt2wm a xgzgzwb ?????? ????)1ln4D(qttt2wm a xgzgzb ?????? ????管內工質流動沸騰傳熱工況 局部出現(xiàn)膜態(tài)沸騰或出現(xiàn)蒸干，使得管內換熱減弱，在蒸 發(fā)受熱面管段某一處會出現(xiàn)壁溫的峰值，甚至使管子燒 壞。這兩種現(xiàn)象統(tǒng)稱為傳熱惡化。 一、臨界壓力以下傳熱惡化類型 ?第一類傳熱 惡化 當熱負荷較高（大于某個值）時，可能出現(xiàn)核態(tài)沸騰直接 過渡到膜態(tài)沸騰的現(xiàn)象，稱為偏離核沸騰，或用 DNB （ Departure from Nucleate Boiling）來表示 。管內 α 2減 小，壁溫升高。 特征參數(shù) — 臨界熱負荷 q lj 影響 q lj的因素： 質量流速 、 含汽率 、 壓力 、 管子內徑 和 管子長度與內徑的 比值 )d/l,d,p,x,(fq nnlj ??? ?第二類傳熱 惡化 所謂第二類傳熱惡化是發(fā)生在環(huán)狀流動或者汽霧狀流動情 況下，因水膜撕破或 “ 蒸干 ” 所造成的 管內 α2減小，壁溫升高 的傳熱 惡化現(xiàn)象。 特征參數(shù) — 界限干度（質量含汽率） x jx 汽流中的水滴還濕潤管壁 時， x jx與熱負荷有關。 汽流中的水滴沒有潤濕管壁 時， x jx與壓力、質量流速和管徑有關 二、超臨界直流鍋爐傳熱惡化特點 ?第一類傳熱 惡化可能出現(xiàn) ?第二類傳熱 惡化一定出現(xiàn) ?在 大比熱區(qū) 內，也會發(fā)生傳熱惡化，稱為 類膜態(tài)沸騰 。 在 大比熱區(qū)，比容（密度）的變化相當大，工質的溫度幾乎不變；在管子內壁面附近工質密度比中心處小 3～ 4倍，在流動截面上存在不均勻性，出現(xiàn)最小的傳熱系數(shù)。當熱負荷高時，出現(xiàn)傳熱額惡化。 超臨界壓力下傳熱惡化實驗曲線 p=23MPa， ρw = 400kg/() 1— q=698kW/m2； 2 — q=6580kW/m2； 3 — q=465kW/m2； 4 —q=349kW/m2 三、解決傳熱惡化措施 ?使用較好的材料 如 SA213T23鋼 ， 耐溫極限可達 460℃ ?推遲傳熱惡化 提高界限含汽率，使得傳熱惡化出現(xiàn)在低熱負荷區(qū)，從而降低壁溫 ?抑止傳熱惡化 提高 ρw 使用內螺紋管或擾流子 內螺紋管 (a) 單頭 (b) 多頭 (c) 優(yōu)化結構 (a) (b) (c) 167。 6 蒸發(fā)受熱面運行中注意問題 一、管子燒壞（爆管） 1. 影響安全性因素 ? 水動力多值性 ? 停滯及倒流 ? 脈動 ? 熱偏差 ? 傳熱惡化 ? 兩相流體分配不均 ? 水平管汽水分層 ? 給水品質 ? 管內工質熱化學問題 ? 運行操作中問題 2. 防爆措施 二、熱膨脹問題 保證 Δtb 50 ℃ 第九章 超臨界鍋爐的啟停 167。 1 概述 一、單元制機組的啟停 鍋爐由靜止狀態(tài)轉變成運行狀態(tài)的過程稱為 啟動 。 停運 是啟動的反過程，即由帶負荷狀態(tài)轉變成靜止狀態(tài)。 鍋爐的啟動分為： ?冷態(tài)啟動 ?溫態(tài)啟動 ?熱態(tài)啟動 ?極熱態(tài)啟動。 與 600MW超臨界機組配套的超臨界直流鍋爐，啟動時間 ： ?冷態(tài)啟動 5～ 6小時左右 ?溫態(tài)啟動 2～ 3小時 ?熱態(tài)啟動 1～ ?極熱態(tài)啟動 ＜ 1小時 單元制機組鍋爐停運類型： ?滑參數(shù)停運 ?定參數(shù)停運 ?事故停運 鍋爐的啟停過程是一個不穩(wěn)定的變化過程，過程中鍋爐工況的變化很復雜。 鍋爐啟動停運是鍋爐機組運行的重要階段，必須進行嚴密監(jiān)視，優(yōu)化各種工況，建立最佳的啟動停運指標，以保證鍋爐安全經(jīng)濟啟停。 二、直流鍋爐啟動特點 ?為保證受熱面安全工作，直流鍋爐 啟動一開始就必須建立啟動流量和啟動壓力 ?在啟動過程中，順次出來的工質是水、水蒸汽，為減少熱量損失和工質損失， 裝設了啟動旁路系統(tǒng) ?直流鍋爐沒有汽包，升溫過程可以快一些，即 直流鍋爐啟動快 167。 2 超臨界直流鍋爐的啟動特性 一、啟動流量和壓力 ?啟動時的最低給水流量稱為 啟動流量 ，它由水冷壁安全質量流速來決定；啟動流量一般為（ 25%～ 35%）MCR給水流量。 ?鍋爐啟動時的壓力稱為 啟動壓力 。 ?不同類型的直流鍋爐建立啟動壓力和啟動流量的方法是不同的 鍋爐類型 啟動壓力建立方法 水冷壁啟動質量流 速建立方法 螺旋管圈 、 內置分離器的直流鍋爐 燃燒加熱水冷壁逐漸產(chǎn)汽升壓 點火前由給水泵建立啟動流量 螺旋管圈 、 內置分離器的直流鍋爐；有輔助循環(huán)泵 燃燒加熱水冷壁逐漸產(chǎn)汽升壓 點火前由給水泵和輔助循環(huán)泵共同建立啟動流量 一次上升型直流鍋爐 給水泵建立壓力 點火前由給水泵建立啟動流量 啟動質量流速和啟動壓力建立方法 二、升溫速度 超臨界、大容量直流鍋爐的聯(lián)箱、汽水分離器等部件的壁面較厚，故升溫速度也受到一定的限制 三、啟動水工況 鍋水中雜質除了來自給水，還有管道系統(tǒng)及鍋爐本體內的 沉積被溶入鍋水。 每次啟動要對管道系統(tǒng)和鍋爐本體進行冷、熱態(tài)循環(huán)清 洗；以保證水工況滿足安全運行要求。 四、受熱面區(qū)段變化與工質膨脹 直流鍋爐啟動過程水的加熱、蒸發(fā)及汽的過熱三個受熱面 段是逐漸形成的。整個過程歷經(jīng)三個階段 ： 第一階段：啟動初期，全部受熱面用于加熱水。特點為工 質相態(tài)沒有發(fā)生變化，鍋爐出水流量等于給水流量。 第二階段：受熱面分為水加熱和水汽化兩個區(qū)段。 第三階段：鍋爐出口工質變成過熱蒸汽時，鍋爐受熱面形 成水 加熱、水汽化及蒸汽的過熱三個區(qū)段。 工質膨脹 由第一階段轉變?yōu)榈诙A段的過渡期，鍋爐排出工質流量 遠大于給水流量的現(xiàn)象稱為工質膨脹現(xiàn)象。工質膨脹是直 流鍋爐啟動過程中的重要現(xiàn)象。 影響啟動過程汽水膨脹的主要因素： 啟動壓力、給水溫度、鍋爐蓄水量、燃料投入速度及吸熱 量的分配。 了解工質膨脹特性，為直流鍋爐擬定啟動曲線以使鍋爐安 全渡過膨脹期及鍋爐啟動系統(tǒng)設計提供了依據(jù)。 五、熱量與工質回收 啟動過程中鍋爐排放水、汽量是很大的，造成工質與熱量 的損失。因此，應考慮采取一定的措施對排放工質與熱量 進行回收；例如將水回收入除氧水箱或凝汽器，蒸汽回收 入除氧水箱、加熱器或凝汽器。 167。 3 超臨界鍋爐的啟動旁路系統(tǒng) 一、 旁路系統(tǒng)組成 ?過熱器旁路；過熱器旁路是針對直流鍋爐單元機組的啟動特點而設置的，為直流鍋爐單元機組特有的系統(tǒng) ?汽輪機旁路系統(tǒng)；不但用于直流鍋爐單元機組還用于汽包鍋爐單元機組上 二、 啟動旁路系統(tǒng)的功能和類型 ?功能 （ 1）輔助鍋爐啟動 （ 2）協(xié)調機爐工況 （ 3）熱量與工質回收 （ 4）安全保護 ? 類型 內置式分離器啟動系統(tǒng) 外置式分離器啟動系統(tǒng) 內置式分離器啟動系統(tǒng)大致可分為： （ 1）擴容器式（大氣式、非大氣式 2種） （ 2）啟動疏水熱交換器式 （ 3）再循環(huán)泵式（并聯(lián)和串聯(lián) 2種） 石洞口二電廠 2號機組啟動旁路系統(tǒng) 1除氧器水箱； 2給水泵； 3高壓加熱器； 4給水調節(jié)閥； 5省煤器、水冷壁； 6啟動分離器； 7過熱器； 8再熱器； 9高壓旁路閥； 10再熱器安全閥； 11低壓旁路閥； 12大氣擴容器； 13疏水箱； 14疏水泵； 15冷凝器； 16凝結水泵； 17低壓加熱器