自然循环原理课件.ppt

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1、自然循环原理第一节蒸发设备一、蒸发设备概述二、汽包三、下降管四、水冷壁五、联箱一、蒸发设备概述蒸发设备是锅炉的重要组成部分。作用：吸收火焰或烟气的热量，使水蒸发产生饱和蒸汽。蒸发设备包括：汽包、下降管、水冷壁、联箱及连接管道等，组成的系统称为蒸发系统。二、汽包汽包的作用（1）汽包是加热、蒸发、过热三个过程的连接枢纽和大致分界点，完成汽水分离。（2）稳定汽压：汽包中大量的水和汽具有一定的储热能力，能适应短时间的负荷变动。（3）汽包内装有汽水分离装置、蒸汽清洗装置、排污装置、锅内加药装置等，可以提高蒸汽品质。

2、（4）汽包上装有压力表、水位计和安全阀等附件，汽包内还装有事故放水装置等，用来保证锅炉安全运行。三、下降管1、作用：将汽包中的水连续不断地送往下联箱供给水冷壁，以维持正常的水循环。下降管布置在炉外不受热，并加以保温。2、类型：小直径分散下降管：管径一般为108、133、159，管径小、管数多(40根以上)，流动阻力较大，对水循环不利。一般用在小容量锅炉上，下降管直接与水冷壁下联箱连接。大直径集中下降管：管径一般为325、426、508，管径大、管数少(4～6根)，流动阻力较小，布置简单，节约钢材。广泛用在

3、高压以上锅炉上，通过小直径分配支管与下联箱连接，以达到均匀配水的目的。四、水冷壁水冷壁是锅炉蒸发设备中的受热面。它一般布置在炉膛内壁四周或部分布置在炉膛中间。1、水冷壁的作用（1）吸收护膛辐射热量，使水加热并部分蒸发成饱和蒸汽。（2）保护炉墙，简化炉墙结构。（3）节省金属，降低锅炉造价。2、水冷壁的主要结构形式水冷壁是由许多并列的上升管和联箱构成的组合件。一般参数越高，管壁越厚。水冷壁管的材料一般用20号碳钢；亚临界压力锅炉有的采用低合金钢，如15CrMo。主要形式有光管式、膜式、销钉式和内螺纹管式四种。

4、3、凝渣管和折焰角一般用于中低压锅炉。现代高压及以上压力的锅炉在炉膛出口处都布置有屏式过热器，取代了凝渣管的作用，因此后墙水冷壁的上部结构就发生了变化。折焰角的作用能防止炉膛出口受热面结渣；能改善火焰在炉内的充满程度，改善了屏式过热器的传热情况；延长了水平烟道的长度，便于对流过热器和再热器的布置，使锅炉整体结构紧凑。五、联箱作用：汇集、混合及分配工质。联箱一般不受热，材料常用20号碳钢。亚临界锅炉出口联箱的材料也有的采用低合金钢。通常在水冷壁的下联箱底部还装有定期排污装置和监视膨胀用的膨胀指示装置以及蒸汽

5、加热装置。第二节自然循环原理一、自然循环的形成二、自然循环原理一、自然循环的形成在由汽包、下降管、水冷壁、联箱等组成的循环回路中，水冷壁接受炉膛火焰和烟气的辐射热，使水部分蒸发，形成汽水混合物，而下降管布置在炉外不受热，管内工质是水。因下降管中水的密度大于水冷壁中汽水混合物的密度，在下联箱两侧产生压力差(两侧液柱的重位差)，此压差推动汽水混合物在水冷壁中向上流动进入汽包，水在下降管中向下流动，形成自然循环。二、自然循环原理1、运动压头影响Syd的因素：1）工作压力2）汽包的高度3）水冷壁壁面热负荷2、有效

6、压头第三节自然循环的工作可靠性指标1、循环流速：在循环回路中，按工作压力下饱和水密度折算的上升管入口处的水流速。循环流速直接反映了管内流动的工质，将管外传入的热量和所产生的汽泡带走的能力，是判断自然循环安全的重要指标。2、循环倍率在循环回路中，进入上升管的水量G与上升管出口的蒸汽量D之比，称为循环倍率K=G/D意义：上升管中每产生1kg的蒸汽需要进入上升管的循环水量，或进入上升管的循环水量需要经过几次循环才能全部变成蒸汽。循环倍率K的倒数，称为上升管出口汽水混合物的质量含汽率或干度XX=1/K=D/G意义

7、：表示汽水混合物中蒸汽质量流量所占的份额，即说明上升管出口蒸汽含量的多少。循环倍率K越大，含汽率X越小，表明上升管出口汽水混合物中水的份额越大，则管壁水膜稳定，水循环就越安全。最大循环流速所对应的上升管质量含汽率称为界限含汽率Xjx，界限含汽率的倒数则称为界限循环倍率Kjx。界限含汽率和界限循环倍率是保证水循环安全所允许的最大含汽率和最小循环倍率。3、自补偿能力自然循环回路中，在上升管含汽率小于界限含汽率范围内，当热负荷增大，上升管受热增强时，循环流速和循环水量也随着增大；而当受热减弱时，循环流速和循环水

8、量也相应减小。自然循环的这种特性称为自补偿能力。若热负荷过大，上升管受热过强，当上升管含汽率超过界限含汽率时，随着受热面吸热增加，循环流速和循环水量反而减小，则失去自补偿能力，使工质对管壁的冷却变差，管子易超温破坏。第四节自然循环常见故障及其防止措施一、自然循环常见故障主要有：循环停滞、循环倒流、汽水分层、下降管含汽和水冷壁的沸腾传热恶化等。二、提高循环安全性的措施结构布置方面运行方面