鍋爐原理課件第8章鍋爐水動(dòng)力特性(參考版)
2025-05-18 00:01本頁面
【正文】 全負(fù)荷循環(huán) 部分負(fù)荷循環(huán) 1省煤器； 2混合器； 3循環(huán)泵； 4控制閥； 5節(jié)流圈； 6水冷壁； 7汽水分離器 Thank you! 。 ?高負(fù)荷時(shí)關(guān)閉控制閥，循環(huán)泵作為給水泵起增壓作用，按直流鍋爐方式運(yùn)行。 全負(fù)荷循環(huán) 部分負(fù)荷循環(huán) 1省煤器； 2混合器； 3循環(huán)泵； 4控制閥； 5節(jié)流圈； 6水冷壁； 7汽水分離器 復(fù)合循環(huán)鍋爐包括 全負(fù)荷復(fù)合循環(huán)鍋爐 和 部分負(fù)荷復(fù)合循環(huán)鍋爐 兩種?？刂崎y 4僅作節(jié)流用，在整個(gè)負(fù)荷范圍內(nèi)投入循環(huán)泵運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)再循環(huán)。 復(fù)合循環(huán)示意圖 復(fù)合循環(huán)鍋爐包括 全負(fù)荷復(fù)合循環(huán)鍋爐 和 部分負(fù)荷復(fù)合循環(huán)鍋爐 兩種。 復(fù)合循環(huán)與直流鍋爐的區(qū)別：在省煤器和水冷壁之間裝設(shè)循環(huán)泵等，依靠循環(huán)泵壓頭將蒸發(fā)受熱面出口的部分或全部工質(zhì)進(jìn)行再循環(huán)，蒸發(fā)系統(tǒng)中除了 直流流量 外，還有循環(huán)泵提供的 循環(huán)流量 。 f. 給水泵壓頭要求較高，消耗電能較大。 d. 無法避免第二類傳熱惡化，管壁可能超溫破壞： 直流鍋爐蒸發(fā)受熱面中，水從沸騰一直到完全蒸發(fā)，蒸發(fā)受熱面出口含汽率很高，第二類傳熱惡化無法避免。 b. 燃料、給水和空氣的自動(dòng)控制及調(diào)節(jié)要求較高： 直流鍋爐的水容積及相應(yīng)蓄熱能力小，對(duì)負(fù)荷變動(dòng)較敏感；工質(zhì)預(yù)熱、蒸發(fā)和過熱段間無固定界限，若燃水比失調(diào)則不能保證供給合格蒸汽。 ② 直流鍋爐工作特點(diǎn)： a. 由于沒有汽包進(jìn)行汽水分離，因此水的 加熱、蒸發(fā)和過熱受熱面沒有固定的界限 。 沿管子長(zhǎng)度方向工質(zhì)參數(shù)變化情況 蒸發(fā)段： 汽水混合物的焓繼續(xù)提高 ， 比容急劇增加 ， 壓力降低較快 ， 相應(yīng)的飽和溫度隨著壓力的降低亦降低一些 。直流鍋爐循環(huán)倍率 K=1，不存在汽包 。 ? 循環(huán)泵制約系統(tǒng)可靠性，并使設(shè)備制造和運(yùn)行費(fèi)用增加。 循環(huán)穩(wěn)定，不易出現(xiàn)循環(huán)異常，但可能出現(xiàn)流動(dòng)不穩(wěn)定、脈動(dòng)等。 ? 可采用 小直徑水冷壁管 ，節(jié)省金屬耗量；汽包內(nèi)可采用更高效的汽水分離器，可減小汽包直徑。循環(huán)可靠性主要取決于循環(huán)泵的可靠性。 1. 控制循環(huán)鍋爐 ①結(jié)構(gòu)： 具有 汽包 ，循環(huán)回路下降管系統(tǒng)增設(shè) 循環(huán)泵 8，工質(zhì)流動(dòng)動(dòng)力為循環(huán)泵壓頭和工質(zhì)密度差。 強(qiáng)制流動(dòng)鍋爐工作原理： 為提高循環(huán)推動(dòng)力，在循環(huán)回路下降管系統(tǒng)增設(shè) 循環(huán)泵 。當(dāng)壓力提高時(shí)，汽水密度差?’ ?’’減小，自然循環(huán)的推動(dòng)力下降，因此須采用強(qiáng)制流動(dòng)。 ?由于推遲了傳熱惡化，因此發(fā)生傳熱惡化的管子位置離爐膛火焰中心較遠(yuǎn)，對(duì)應(yīng) 熱負(fù)荷較低 ，且汽水流速較高，使管壁溫度不會(huì)因傳熱惡化而升高幅度過大。 水冷壁壁溫與含汽率 x的關(guān)系 1內(nèi)螺紋管 2光管 內(nèi)螺紋管抵抗膜態(tài)沸騰、推遲傳熱惡化的機(jī)理： ?由于工質(zhì)收到螺紋的作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)， 增強(qiáng) 了管子內(nèi)壁面附近的 擾動(dòng) ，使水冷壁管內(nèi)壁面上產(chǎn)生的氣泡可以被旋轉(zhuǎn)向上運(yùn)動(dòng)的液體及時(shí)帶走。大約在 x=，由于蒸干壁溫再次出現(xiàn)飛升。在推遲傳熱惡化和降低壁溫方面，擾流子可起到與內(nèi)螺紋管類似的作用，在強(qiáng)化傳熱方面不及內(nèi)螺紋管。 ⑤ 使流體在管內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動(dòng)或破壞汽膜邊界層，避免傳熱惡化 ?采用內(nèi)螺紋管：當(dāng)工質(zhì)在內(nèi)螺紋管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，發(fā)生強(qiáng)烈擾動(dòng)，將水壓向壁面并迫使汽泡脫離壁面被水帶走，破壞汽膜層的形成，使管內(nèi)壁溫度降低。 ?流動(dòng)阻力：上升管內(nèi)流阻 ↑，運(yùn)動(dòng)壓頭 ↓，不利水循環(huán)；但上升管內(nèi)流阻過小，會(huì)導(dǎo)致上升管內(nèi)工質(zhì)流量隨壓差變化太敏感，不利于水循環(huán)穩(wěn)定。 ③ 水冷壁管采用適當(dāng)?shù)母叨?、管徑和流?dòng)阻力 ?高度：高度 ↑，下降管與上升管內(nèi)工質(zhì)柱重差 ↑，利于水循環(huán)；高度 ↑，管子出口含汽率 x↑，可能導(dǎo)致第二類傳熱惡化，或循環(huán)倍率過低，循環(huán)回路失去自補(bǔ)償能力。 ?沿高度方向采用多個(gè)小功率燃燒器，以減小爐內(nèi)熱偏差，避免局部熱負(fù)荷過高 ② 降低汽水導(dǎo)管和下降管中的流動(dòng)阻力 相當(dāng)于增加了工質(zhì)流動(dòng)的推動(dòng)力，因而可提高循環(huán)流速和循環(huán)倍率。 五、 提高自然循環(huán)安全性措施： ① 減小并聯(lián)管子吸熱不均，保持爐內(nèi)溫度場(chǎng)均勻 ?設(shè)計(jì)時(shí)將整面水冷壁劃分為若干個(gè)獨(dú)立的循環(huán)回路；采用四角布置燃燒器；將爐膛四角上 1～ 2根管子取消或?qū)t膛設(shè)計(jì)成八角形。這些都會(huì)導(dǎo)致下降管帶汽。 2. 膜態(tài)沸騰： 熱負(fù)荷過高 ，汽泡在管子內(nèi)壁面聚集形成完整的汽膜，使管壁得不到水膜直接冷卻，導(dǎo)致管壁超溫。上升管引入汽包汽空間時(shí)不會(huì)發(fā)生倒流。自由水面以上是汽，以下是水，管子上部會(huì)過熱超溫，且當(dāng)自由水面波動(dòng)時(shí)，引起管子疲勞損傷。循環(huán)停滯導(dǎo)致汽泡易聚集為大汽泡，形成汽塞，使管子局部超溫。 1. 循環(huán)停滯、自由水
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