强制流动锅炉及其水动力特性

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1、第11章强制流动锅炉及其水动力特性第一节强制循环锅炉和直流锅炉工作原理及工作过程特点第二节直流锅炉蒸发受热面热动力学1第一节强制循环锅炉和直流锅炉工作原理及工作过程特点一、强制循环锅炉、直流锅炉出现的原因二、强制循环锅炉的工作原理和特点三、直流锅炉的工作原理四、直流锅炉的工作过程特点五、三种锅炉工作压力范围及比较2一、强制循环锅炉、直流锅炉出现的原因1P升高，汽水密度差下降，自然循环推动力下降，所以需要采用强制流动；2由于压力提高，汽包体积大，壁厚，存在厚钢板供应困难，和制造工艺困难。3给水处理技术落后，锅内腐蚀严重。3二、强制

2、循环锅炉的工作原理和特点1、增加了水泵推动力，工质流量可以人为地控制，K一般为1.5～8，通常K为4左右；2、可采用小直径水冷壁；3、可采用小直径旋风分离器，因而可减小汽包直径。困难：高温高压循环泵的运行可靠性。4三、直流锅炉的工作原理1．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。52工作过程(1)工质一次通过受热面，蒸发量D等于给水量G。借用循环倍率的概念，直流锅炉循环倍率K=G／D＝1。(2)因没有汽包，所以不能把受热面固定下来，在工况变化时，受热面长度发生变化；(

3、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，温度不断降低，过热段温度不断上升；④比容不断上升；6四、直流锅炉的工作过程特点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。2．蒸发受热面中的工质流动过程特点：①受热不均对流动过程影响：没有自补偿能力，即受热强的管子，流动速度小；②水动力特性呈多值性；③有脉动现象；④流锅炉消耗水泵压头大。直流炉一般为3～5MPa，汽包炉一般为1～2MPa。3．传热过程特点：第二类传

4、热恶化现象一定要出现。4．热化学过程特点：要求给水品质高。75．调节过程特点：参数调节和自动调节比汽包炉复杂，当负荷发生变化时，必须同时调节给水量和燃煤量，以保持物质平衡和能量平衡，才能稳住汽压和汽温。6．启动过程特点：①   启动旁路系统；②   启动速度快。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。8五、三种锅炉工作压力范围及比较1．自然循环锅炉对于高压(9.8～12.74MPa)和超高压(13.72～15.68MPa)水循环是可靠的，对于亚临界参数(16.66

5、～18.62MPa)，美、日、英和我国都已解决了亚临界自然循环锅炉的三个问题：①水循环问题；②汽水分离问题；③汽包制造和运输问题。汽包压力最高可到19.11MPa。2．强制循环锅炉：由于有循环泵，压力可用到19.6MPa，压力再高，由于汽水分离困难，显然就不合适了，3.直流锅炉：直流锅炉可以适用于任何压力，用在≥16MPa。对于超临界参数，直流锅炉是唯一可以采用的一种炉型9第二节直流锅炉蒸发受热面热动力学一、蒸发受热面安全工作问题二、水动力特性不稳定性问题10一、蒸发受热面安全工作问题1．安全工作条件：(1)管壁温度小于材料允许温

6、度。(2)相邻管壁温度之差<50℃。2．影响安全工作因素受热情况流动情况113．保证蒸发受热面安全工作原则：(1)减小管壁温度：①热负荷q不要太高：受结渣条件限制②ρw大，冷却好，即α2大、tg小，可减轻传热恶化，但是ρw不易太大，水泵压头高；③减轻和推迟传热恶化。(2)减小相邻管壁温度差：①减少热力不均匀，通过组织炉内过程来实现；减少流量不均，要研究引起流量不均的原因及办法。12二、水动力特性不稳定性问题(一)水平管圈水动力特性:水动力特性:指在一定热负荷情况下，管屏压差与流量的关系，我们研究的对象为蒸发受热面管屏，热负荷均匀(

7、平均热负荷)，管子阻力系数相同。131415161718出现哪种图形，取决于A、B、C数值。如出现图曲线2所示图形：在一个压差下，对应有2-3个流量，即水动力特性呈多值性。①对于每根管子来说，它的流量有2-3个可能值。②对于蒸发管屏来说，即使q相同、几何条件完全相同，管子里的流量也是不同的，即水力不均。流量小的管子，换热量小，冷却差，ig大，tg大，因而tb高，有可能烧坏管子，因此应设法避免。192021