强制流动锅炉及其水动力特性

强制流动锅炉及其水动力特性

第一节 自然循环与强制流动锅炉一 锅炉的分类自然循环锅炉：只靠汽水密度差推动工质流动。 强制循环锅炉：利用水泵压头和汽水密度差推动工质流

动。直流锅炉：工质不循环，一次通过各受热面的锅炉。

自然循环工作原理示意图汽包

h上升管

烟气

下降管

下联箱

由Yxj Yss 可得： H g p xj H h g pss 循环推动力(运动压头 ): S yd H ( h ) g p xj pss 有效压头： S yx p xj H ( h ) g pss

以上两式表明:循环推动力即运动压头用于克服 上升系统和下降系统的阻力; 有效压头, 在数值上 等于循环推动力与上升系统阻力之差,用来克服下 降管阻力.

二 强制循环锅炉的工作原理和特点(一)工作原理省煤器 过热器

上联箱水 冷 壁

循 环 泵

(二) 强制循环锅炉的特点1. 由于增加了水泵的推动力,工质流量可以人为地控制,水流量 可以小些,即循环倍率K可以小一些。

2. 可采用小直径水冷壁。3 可采用小直径旋风分离器,因而可以减小汽包直径。也可采用 内夹层汽包。

三.直流锅炉的工作原理(一)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。简言之，直流锅炉是工质一次通过各受热面，没 有循环的强制流动锅炉。

给水泵 省煤器

水冷壁

过热器

(二)工作过程1.直流锅炉循环倍率 K=G/D=1 2.因没有汽包，所以没有固定的受热面，在工况变化时， 受热面长度发生变化. 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， 过热段温度不断上升. (4)比容不断上升.

四.直流锅炉工作过程特点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.蒸发受热面中工质流动工程特点. (1)强制流动锅炉没有自补偿能力，即受热强的 管子，流动速度小. (2)在热负荷一定情况，蒸发受热面两端压差 p 一定，一根管子流量可以有多个数值. (3)有脉动现象. (4)直流锅炉消耗水泵压头大

3.传热过程特点：因直流锅炉的工质质量含汽率X 由0 1,一定会出现第二类传热恶化。 4 .热化学过程特点：直流锅炉没有汽包，给水带 来的盐分除一部分被蒸汽带走外，其余将全沉积在 受热面上，因此直流锅炉要求给水品质高。 5 .调节过程特点：直流锅炉，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 Gg D 和能量平衡，才能稳住汽压和汽温。

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启动过程特点：直流锅炉和自然循环锅炉相比， 在结构上有蒸发受热面和启动旁路系统与之不同。 在启动时首先启动启动旁路系统，建立启动流量 和启动压力。此外由于直流锅炉没有汽包，升温 过程比较快，所以启动速度快。 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。

五 三种类型锅炉工作压力范围及比较 自然循环锅炉 主要用于高压(9.8~12.74MPa)和超高压(13.72~15.68MPa) 也可用于亚临界(16.66~18.62MPa). 强制循环锅炉 强制循环锅炉适用于自然循环锅炉的工作范围,但只有在压力 在15.68MPa以上时,才有经济性. 直流锅炉 直流锅炉可以用于任何压力,但当 P 22.1MPa 只有采用直流 锅炉

第二节 直流锅炉水动力特性不稳定性蒸发受热面安全工作问题

安全工作条件 (1) 管壁温度 t b 小于 材料允许温度. (2) 相邻管壁温度差 tb <50 C

(一)、 超临界压力下的工质热物理特性

超临界压力时的情况与临界压力时的相 同，由水变成蒸汽是连续的，以单相形式进 行。随着温度上升，导热系数、粘性系数及 密度逐渐减小，相变点的密度变化率及定压 比热达到最大值；温度不断升高，密度将逐 渐减小，导热系数及粘性系数先下降后略有 升高。