【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 響為 △ P=△ Plz－△ Pzw ， Pa 1315） 圖 139的曲線表示了垂直下降管中重位壓頭對(duì)水動(dòng)力特性的影響。由圖可見，當(dāng)重位壓頭較大時(shí)，如果不計(jì)重位壓頭時(shí)，水動(dòng)力特性是單值性的，則考慮重位壓頭后的水動(dòng)力特性就可能變?yōu)槎嘀敌缘?。即下降流?dòng)時(shí)，重位壓頭具有增強(qiáng)水動(dòng)力不穩(wěn)定的作用。 三 影響直流鍋爐水動(dòng)力多值性的因素 鍋爐運(yùn)行時(shí)，影響水動(dòng)力多值性的具體因素比較復(fù)雜，主要因素有 : 1 工質(zhì)壓力 蒸發(fā)管進(jìn)口的工質(zhì)壓力對(duì)水動(dòng)力多值性的影響起主要作用。當(dāng)壓力降低時(shí)，汽水密度差增大，水動(dòng)力趨于不穩(wěn)定。但是，壓力對(duì)水動(dòng)力多值性的影響具有多重性。即壓力降低時(shí)，汽水比容差增大，水動(dòng)力多值性加??；但壓力降低，工質(zhì)汽化潛熱也隨之增大，在吸熱量一定時(shí)，蒸發(fā)量減少；壓力降低，還會(huì)使受熱面進(jìn)口水欠焓相應(yīng)減小，這又會(huì)減弱水動(dòng)力多值性。但是，壓力降低使汽水比容差變化得較多，因而其綜合影響是加劇了水動(dòng)力多值性。 圖 1311的試驗(yàn)曲線表明了壓力對(duì)水動(dòng)力特性的影響。 2 質(zhì)量流速 直流鍋爐蒸發(fā)管內(nèi)的質(zhì)量流速隨負(fù)荷而變，鍋爐負(fù)荷越低，越容易發(fā)生水動(dòng)力多值性。因?yàn)橘|(zhì)量流速越小，工質(zhì)流量分配越不均勻。從式 (137)來看，質(zhì)量流速越小，各項(xiàng)系數(shù)的影響作用就越大，越容易發(fā)生水動(dòng)力多值性。 3 蒸發(fā)管進(jìn)口水欠焓 熱水段的存在說明蒸發(fā)管進(jìn)口工質(zhì)欠焓。在熱負(fù)荷一定的條件下，工質(zhì)欠焓越大， Lrs就越大， Lzf就越小，雖然熱水段阻力△ Prs有所增大，但由于受 Lzf減小，尤其是受汽水混合物平均速度降低的影響，蒸發(fā)段阻力△ Pzf降低的更多，使壓降△ P隨流量 G的增加出現(xiàn)多值性。工質(zhì)欠焓增大主要發(fā)生在高加解列的場(chǎng)合，如果此時(shí)質(zhì)量流速過小，則水動(dòng)力多值性就難以避免。工質(zhì)進(jìn)口水焓值對(duì)水動(dòng)力特性的影響見圖 1312。 3 熱負(fù)荷 q 圖 1313的曲線表示了熱負(fù)荷對(duì)蒸發(fā)管水動(dòng)力特性的影響。 在亞臨界壓力下，當(dāng)鍋爐負(fù)荷和給水溫度一定時(shí)，水冷壁熱負(fù)荷變化直接影響蒸發(fā)點(diǎn)的位置變化，從而影響水動(dòng)力特性。例如，當(dāng) q降低 (水冷壁吸熱量 Q降低 )時(shí)， 增加了熱水段 Lrs的長(zhǎng)度，減小了蒸發(fā)段 Lzf的長(zhǎng)度，相當(dāng)于增大了工質(zhì)欠焓，使水動(dòng)力趨于不穩(wěn)定。 5 鍋爐負(fù)荷 圖 1314表示了負(fù)荷變化對(duì)水動(dòng)力特性的影響。 直流鍋爐在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，比高負(fù)荷時(shí)的水動(dòng)力穩(wěn)定性要差得多。因?yàn)榈拓?fù)荷時(shí)，壓力低，質(zhì)量流速小，進(jìn)口工質(zhì)欠焓大，熱負(fù)荷降低，熱偏差增大。可見，此時(shí)在多種不利因素的同時(shí)作用下，水動(dòng)力不穩(wěn)定性的程度必然增大。 6 重位壓頭 影響垂直上升管屏的水動(dòng)力特性的因素更為復(fù)雜。即影響水平管水動(dòng)力特性的因素同樣影響著垂直管屏，而且受重位壓頭和熱偏差的影響，垂直管屏不但可能出現(xiàn)水動(dòng)力不穩(wěn)定現(xiàn)象，還可能出現(xiàn)停滯和倒流問題。因此，垂直管屏水動(dòng)力穩(wěn)定性條件要求更高。 7 工質(zhì)的熱物理特性 超臨界壓力鍋爐的水冷壁管內(nèi)工質(zhì)雖然是單相流體，但由于工質(zhì)的溫度隨吸熱量增加而變化，當(dāng)工質(zhì)溫度處于大比熱區(qū)且吸熱量同時(shí)增大時(shí)，工質(zhì)溫度變化不大，但比容發(fā)生劇烈變化，引起工質(zhì)的膨脹量急劇增大，有可能產(chǎn)生水動(dòng)力不穩(wěn)定現(xiàn)象。 四 提高水動(dòng)力穩(wěn)定性的方法 1 提高質(zhì)量流速 ρw 現(xiàn)代直流鍋爐為防止水動(dòng)力不穩(wěn)定性，選用較高的質(zhì)量流速。提高質(zhì)量流速，即可避免水動(dòng)力多值性，又可防止停滯和倒流，因此提高質(zhì)量流速是提高水動(dòng)力穩(wěn)定性的最有效的方法。 2 提高啟動(dòng)壓力 p 采用變壓運(yùn)行的螺旋管圈水冷壁的直流鍋爐，應(yīng)避免低負(fù)荷時(shí)的工作壓力過低。對(duì)于垂直管屏，如果不采用實(shí)現(xiàn)變壓運(yùn)行的新技術(shù)，則最好采用全壓?jiǎn)?dòng)方式。 3 采用節(jié)流圈 在水冷壁入口安裝節(jié)流圈可增大熱水段的阻力。加裝節(jié)流圈后，管子的總壓降為 △ P=△ Plz＋△ Pjl ， Pa （ 1316） 當(dāng)流量增大時(shí)，節(jié)流圈的阻力隨著增大，使熱水段的流動(dòng)阻力總是占優(yōu)勢(shì)。 節(jié)流圈對(duì)水動(dòng)力穩(wěn)定性的作用如圖 1315所示 4 減小進(jìn)口工質(zhì)欠焓△ i 對(duì)于直流鍋爐，水冷壁進(jìn)口工質(zhì)欠焓是必然存在的?！?i=0時(shí)，因局部的汽泡不會(huì)被凝結(jié)或因工質(zhì)比容變化，水冷壁進(jìn)口聯(lián)箱中分配給每根水冷壁管的流量不均勻性就可能增大。但欠焓減小，減小了熱水段長(zhǎng)度，增加了蒸發(fā)段長(zhǎng)度，有利于提高水動(dòng)力的穩(wěn)定性。 5 減小受熱偏差 運(yùn)行實(shí)踐表明，水動(dòng)力不穩(wěn)定性主要是由汽水比容變化增大和熱偏差造成流量分配不均引起的。因此，減小水冷壁的受熱偏差是維持水動(dòng)力穩(wěn)定性的重要條件。鍋爐運(yùn)行中，應(yīng)及時(shí)吹灰，防止水冷壁結(jié)渣、積灰；防止火焰偏斜，保持良好的火焰充滿度；在燃燒器區(qū)域投入再循環(huán)煙氣并使燃燒器多層布置且增大噴口間距。這些措施均可以減小水冷壁管外的受熱偏差。尤其要注意在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，熱偏差有增大的趨勢(shì)。 6 控制下輻射區(qū)水冷壁出口溫度 對(duì)于超臨界壓力鍋爐，下輻射區(qū)水冷壁處于熱負(fù)荷最高的區(qū)域，吸熱最強(qiáng)，為了避免工質(zhì)的比容劇烈變化，應(yīng)將工質(zhì)的大比熱區(qū)避開熱負(fù)荷較高的燃燒器區(qū)。這就要求控制下輻射區(qū)水冷壁出口工質(zhì)的溫度，使其低于擬臨界溫度。 7 控制水冷壁熱負(fù)荷 在亞臨界壓力下，當(dāng)負(fù)荷一定時(shí)，控制水冷壁熱負(fù)荷實(shí)際上控制了蒸發(fā)點(diǎn)位置，使熱水段和蒸發(fā)段的阻力保持穩(wěn)定；在超臨界壓力下，則控制了汽水比容的劇烈變化。 第三節(jié) 亞臨界壓力下蒸發(fā)管的脈動(dòng)性流動(dòng) 一 脈動(dòng)的現(xiàn)象及危害 1 脈動(dòng)現(xiàn)象 直流鍋爐水冷壁工作時(shí)，還可能發(fā)生水動(dòng)力的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定現(xiàn)象，即脈動(dòng)性流動(dòng)現(xiàn)象。其主要表現(xiàn)是：進(jìn)入蒸發(fā)管的水流量和流出蒸發(fā)管的蒸汽流量發(fā)生周期性的波動(dòng)。如圖 1316所示。 直流鍋爐的脈動(dòng)有三種類型，即管間脈動(dòng)、管屏脈動(dòng)、整體脈動(dòng)。比較