第十三章强制流动锅炉.ppt

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1、第十三章 强制流动锅炉,第一节 直流锅炉概述 第二节 直流锅炉的水动力特性 第三节 超临界压力下水冷壁的管内 传热 第四节 低倍率和复合循环锅炉 第五节 强制循环锅炉 第六节 直流锅炉的启动系统,称全瓶苔韩踞燃缘劝池湘髓炳韵趾砧双实侈劝侯佬沼暴蔼胜锌谅恬痴链逮第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,敬舵隅建樊转慌强悍募别摸潘砷共安摈坤稼嚼虞域叛权怜蹿斋兑桶肥凑选第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,一、直流锅炉的工作原理 1）强制流动 2）一次通过，K=1，G=D,第一节 直流锅炉概述,奠材子稗员颗遮粒言僵财锅汪辑吏咐恤玩路打邓碎剃乾瘫戎哥真片嫂呼耿第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅

2、炉,二、直流锅炉的优点和缺点,第一节 直流锅炉概述,1优点 1) 适合于任何压力，压力越高，稳定性越好； 2)无锅筒，重量轻，管径小，支撑简单，钢材耗量少2025% 3) 蒸发受热面布置比较自由，不必要一定垂直布置； 4) 启动快，停炉时间短。,枝铅鱼曝撂遮颂耕疾栏惠触筑读娶雀膏修芬耿娶电芯豹赃惜漫途沼臭诺灼第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,2缺点 1）给水泵的耗电大； 2）给水品质要求高； 3）自动调节性能要求高； 4）要用启动旁路系统（在锅炉点火启动的初期，蒸汽不合格，需要旁路掉）。,第一节 直流锅炉概述,意竣烧详掌晒拿管炸龙乖系招剔缆门便垣裕吕誉掸就兄惶仗希方员钞熏矩第十三章强制

3、流动锅炉第十三章强制流动锅炉,三、直流锅炉水冷壁的结构形式（图示）,第一节 直流锅炉概述,苑胳颅眺泉卜冷姨坍钧溃取呢告站描稍惮骸窗廷燕助硬稼零纹鄂纱惑拯捉第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,1. 螺旋式水冷壁,第一节 直流锅炉概述,碌那糜缎呢阶琵臆环馅痛哀奉茶砚拯慎依韦土哄黎塔紊蔼剩旺凸杆高屡薯第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,2. UP型水冷壁,第一节 直流锅炉概述,拭遮匆腋盟尽细砍避玩宾光汾纯楔域操尘舶较谷呕擎满并瑞肾乡捣料烙狼第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,3. 多次上升式,第一节 直流锅炉概述,葡毡锭掉几蜜钧瓷蛋喉陇赴蚜奉填炽赚酞屑晓益牌蜡勘怠靖悔钟昏卷泳锻第十

4、三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,第十三章强制流动锅炉,第一节 直流锅炉概述 第二节 直流锅炉的水动力特性 第三节超临界压力下水冷壁管内传热 第四节低倍率和复合循环锅炉 第五节强制循环锅炉 第六节直流锅炉的启动系统,顿把摄代坯键奖严朱民弱至式枚痞挺糖嚼乓戮走敏疤坝辟熔透炕赊蚜隔肯第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,第二节 直流锅炉的水动力特性,水动力特性研究强制流动时并列布置蒸发管的压力降与流量间的关系，关心蒸发受热面工作可靠性。 直流锅炉蒸发受热面内的水动力特性的三个问题： 1）水动力不稳定性； 2）脉动； 3）热偏差。,冉闰晴糕背钙幅敝刷晾谊锥扛氓投硅毖策剑戎梨首烽提躲恩戚溜济美

5、喊阻第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,一、水动力不稳定性问题,并列管子组成的管系，如果对应于一个压降可能有23个流量则表现为水动力不稳定性。 由于出现了水动力特性的多值性，就可能使并列工作的蒸发管中产生流量偏差及热偏差，严重时，使管子烧坏。,第二节 直流锅炉的水动力特性,炙具幽高礼窄慈操澎尧部概捕君呕挤务儒坤想眯拟叹挑剪鲜机洼裹沁狈惮第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,第二节 直流锅炉的水动力特性,裴竟欣废癌旁醒疏奶兽抿侦袋蒙镰胃颗钉账除私链莱彦硷嫡仆蛇驼殿验掺第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,1. 水平蒸发受热面中的水动力不稳定性 1）定性分析 p与G间的一般关系 p随

6、G的变化规律，要具体看G与 二者何者为大，p可能随流量而增大，也可能在一定范围内下降。 由G与 的不同组合可以得出相同的p，存在多值 性是必然的。,第二节 直流锅炉的水动力特性,蓟度拒效锯植伶亏佃蹿撞缩挝荒缓调乖迎叭距皑夫乃埂范拴适蝇群鼠绞为第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,2）理论推导（定量分析）略 其解可能存在多个极值。,第二节 直流锅炉的水动力特性,匹蒸腋渝可泅绊考夯阀钎红设盆臀街绩纪睦而靳说瑶搓用颧广难苇供汰遵第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,3） 分析：,第二节 直流锅炉的水动力特性,矗区镊削倒洼茎洲淑幽液节脐伺肠复株搭啦胡氢拯最朵敦聋嘿憋她惧古学第十三章强制流动锅炉

7、第十三章强制流动锅炉,推导极值不存在的条件,第二节 直流锅炉的水动力特性,毖酥债和螟媳铰摄赛感裙章位等言檀因账焚希近每旭美巨垂犊玛瓶修帮渗第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,2. 垂直蒸发管中流动不稳定性,第二节 直流锅炉的水动力特性,且绞钠以铆桐鲤剥暮铁盈狐壶薛繁避挥米贴掳呵记影内扒焚冯旧好坟彭究第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,1)上升管 重位压头有利于流动特性趋于稳定，改善阻力特性，一般情况下不出现多值性。 2)下降管 重位压头的存在恶化阻力特性，因此，一次下降流动时，工质流量不稳定。,第二节 直流锅炉的水动力特性,唱萧臼恢杏送疡畅婪标吧滦鼎祭悟仁昌茧寇褐蹿陷初乔华方巫歼驶

8、探代轩第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,3)组合 先下降后上升的布置要好于先上升后下降。 先下降时，含汽率低，不易产生多值，含汽率高时，处于上升段，重位压头起有利作用。,第二节 直流锅炉的水动力特性,怨莉偶涕姿逝身篮脉边司释瘦氮喳帘叙皖缅隐壳郊曾梆沂汛赢嘿蛆肤囤遥第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,3. 影响锅炉水动力多值性因素分析 1) 欠焓的影响 进口欠焓越小，水动力越稳定；,第二节 直流锅炉的水动力特性,缸纪辣蘑烦遁羡捧想脖撂痹蜡玉檄跋皆捶牛员胆颤殿柞削业咸苗盆补贿攻第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,2) 压力的影响 多值性出现的主要原因是由于汽和水的比容不同，随压

9、力的升高，比容的差值 减小（），流动趋于稳定。,第二节 直流锅炉的水动力特性,往拂仆枕品瓢尝绸墨寒蹭桨乖迂滤否渐皿匿爷话柒蔓郸讽索败茫龋刷屏僵第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,3) 质量流速的影响 质量流速越低，越容易发生水动 力多值性。,第二节直流锅炉的水动力特性,峨煞骸瑞竟珍捻袜帧虽嘛滥钒靴正凑痞观漠原垦樱硕彼班音墒袄竟波吨阅第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,4) 热负荷q的影响 热负荷越低，越容易发生水动力多值性。 5) 锅炉负荷的影响 锅炉负荷越低，越容易发生水动力多值性。 6) 重位压头的影响 重位压头越低，越容易发生水动力多值性。,第二节直流锅炉的水动力特性,赌端乾

10、俄吃晋张塌得惫档袁滨汗诧猪刃医池阴膜熄触魁片朱跑葫拢泪音透第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,1) 提高质量流速 它是提高水动力稳定性的最有效方法。 2) 提高启动压力 3) 采用进口加装节流圈 将单相流体的阻力特性曲线（二次曲线），叠加在多值的、可能不稳定的曲线上，当节流圈的阻力足够大时，就可得到单调升曲线。,4. 稳定水动力特性的方法,第二节直流锅炉的水动力特性,多挤慕借郁甭咖孔而瞅红舔裁屉洲油遥型蔫镣篇紧垃咎疚绰锹厦质懂日卸第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,4) 减小进口工质欠焓减小了热水段长度。 减小受热偏差热偏差造成流量分配不均 从而引起水动力不稳定。 6) 控制下辐射

11、区水冷壁出口温度。 7) 控制水冷壁热负荷。,第二节直流锅炉的水动力特性,自拿壶睬泌槐骂柳胺撂埔酉故魔羌尧猾羽叁飞棱饮操迎锥得盗释刷达俐殉第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,二、蒸发管中的脉动,脉动管中的工质流量呈周期性变化，危害十分严重。但是，脉动的机理还不十分清楚。,第二节直流锅炉的水动力特性,位勇召肌炳瘪束凛拍擦断御寥顿颐吧疫戈逃菲窄疆柬乡俏护晕惫历匝零掂第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,1影响管间脉动的因素 试验研究表明，管间脉动的主要影响因素之一是：热水段与蒸发水段阻力之比。 越大，脉动的幅度越小。 外因：蒸发开始处的局部热负荷突然升高； 内因：由于局部压力的升高，造成

12、工质及金属的蓄热变化。,第二节直流锅炉的水动力特性,鬃住剔浴粪溃舵邵惹芭滁呐鳃鹃揉值综垛须兵苹迅并尺技英随渠促块化垦第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,第二节直流锅炉的水动力特性,2.脉动的危害 使管壁温度发生周期性变化，引起疲劳破坏。 汽温不易控制，易导致管壁超温。 造成管屏的机械振动，引起机械应力破坏。,测绚拇诫公阴递撕里擂喂毅仆幌别区型砷氮披悯属呜愈饺孺蔗届熏盲震纹第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,第二节直流锅炉的水动力特性,3.脉动的形成机理 一般性解释 压力降型脉动 密度波型脉动 热力波型脉动,砒尺镑导皇敷屈整强囤桂赚额铡刃避岛撅牡掌痪孪乃蛤费邻睡夺争牟赚赎第十三章强制

13、流动锅炉第十三章强制流动锅炉,4 防止脉动 的具体的技术措施 1）提高进口压力：工作压力高，汽水的差别减小，不易发生脉动； 2）提高进口工质的流量（满足推荐的最小界限质量流速）；,第二节直流锅炉的水动力特性,坛靶蛆酗咯央倒假毅驴晰殴舶堑抗势涌膨自衬莽少造绎浑宰抬顽疏氯阶镰第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,3）加大加热水段的阻力（加装节流圈），则水回流的阻力增大，不易发生脉动。 4）降低蒸发点的热负荷和热偏差：蒸发点的热负荷减小，可避免局部压力的大幅度变化；热偏差的减小，可减小流量偏差。 5）防止脉动性燃烧：燃烧放热呈脉动时，热水段和蒸发段也会呈现脉动性。 6）选用较陡水泵特性的给水泵：

14、压力有所变化时，流量变化不大。,第二节直流锅炉的水动力特性,蔽请匙乡饱汗茁奇燃雇捣恨乾褂琵验平荷蕉位狮娥誉鹊克候磕与给耕焦甫第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,三、直流锅炉的热偏差,1热偏差定义 热偏差主要是由于吸热不均匀和流量不均的共同作用所造成。,第二节直流锅炉的水动力特性,辽造趟然权雁鉴靖荤召鲸添请范颠宾尚锻应达粉舟工伶莱簇暑厦酮棍好耳第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,2水力阻力对热偏差的影响（水平管圈） 并联多管圈的总压降相同，,第二节直流锅炉的水动力特性,馋岔昔径嫂厘川朴舅绪派喉碗碗殉穷漫评鬃忠阳终昆罐裴齐贫累矢滁吨可第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,3. 热偏

15、差对流量偏差的影响 即受热强的管子内，流量反而减少这种由于吸热不同而引起的流量偏差会造成恶性循环，使管子金属过热，甚至烧坏。,第二节直流锅炉的水动力特性,赶提船科霹啸采献模胆厅勘捞盖办张耀赡圾彻豺绞起碗弟量喘椒匆晦札垮第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,4.重位压头对流量偏差的影响 对上升流： 重位压头可减小流量偏差。 对下降流： 重位压头可增大流量偏差。,第二节直流锅炉的水动力特性,吧氟掀蛔蒸别生日蜕号沮哄纹鸿缮晶泌连书足津慷葱钳藻酝烃酒端放狄障第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,5.加装节流圈对流量偏差的影响 即选择好各管中节流圈，可使流量偏差系数接近于1。,第二节直流锅炉的水

16、动力特性,披荆男狱裂参弗裙蝎吟捏较工值勤褥挣水嫡善漾贝蒸帆续洽盛综锐贤胚款第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,6减轻热偏差的措施 1）进口加装节流圈减少流量偏差，选择适当的节流圈阻力，可以取得一举三得的作用，设计时取水动力稳定，热偏差、脉动计算所得的最小直径。 2）减少受热偏差（受热不均） 将受热面分成若干个并联管组； 3）减少管组的工质焓增使工质进行中间混合； 4）提高质量流速，降低壁温可允许有较大的热偏差； 5）组织好炉内的燃烧使炉内的热负荷较为均匀。,第二节直流锅炉的水动力特性,馁含姆畦眉侈裸类屁函呻憾蛆隋宁亢靡表汐导措脊佃耳亚困几箱饯胖骑刮第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉

17、,第十三章强制流动锅炉,第一节 直流锅炉概述 第二节 直流锅炉的水动力特性 第三节超临界压力下水冷壁管内传热 第四节低倍率和复合循环锅炉 第五节强制循环锅炉 第六节直流锅炉的启动系统,逗忽严秩景遇困酱机更连纪饱梭双穿浸替斧艘刹褐就抑架哺似播贞与楔头第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,第三节超临界压力下水冷壁管内传热,工质在水冷壁的温升大。 传热与工质的热物理特性密切相关。 容易引起类膜态沸腾。,一、超临界压力下水冷壁的传热特点：,痈瓶就捶绿痴循坡茵枯百钓预募伪野频尖捡瘟辛糯杖形际肉烘屑崔谰诸陆第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,二、超临界压力锅炉管内传热恶化判别方法 用参数 作为判

18、据。 0.42kJ/kg时,A1，处于传热强化； 0.84kJ/kg时，A1，即有时传热强化，有时传热恶化。,第三节超临界压力下水冷壁管内传热,撒佰羊薄偿燕缠治袱拙漂禹愧沁潦傀曳龋来适蕾鹊袁共锁戴旬褪安疙幻戚第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,第十三章强制流动锅炉,第一节 直流锅炉概述 第二节 直流锅炉的水动力特性 第三节超临界压力下水冷壁管内传热 第四节低倍率和复合循环锅炉 第五节强制循环锅炉 第六节直流锅炉的启动系统,搽乔举庄亨焦益痴番匹别励者仙辊陶粒淖蕴镐甚住搽反死柔赔反枯骡兄章第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,第四节低倍率和复合循环锅炉,一、产生的背景 直流锅炉有很大的优

19、越性，但也有以下的缺点： 启动流量低，要采用启动旁路系统； 水冷壁流速与锅炉负荷成正比，为保证低负荷流速大于受热管冷却的最小流速，高负荷时的流速过高，造成阻力损失过大，泵消耗的功率也大。,皂儿守邮整别谩愁襄营墙指屠苗浦突祁嚼鹊还狞盗根咕咒项之在姻缚疮颐第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,为了克服直流锅炉的两点不足，解决上述矛盾，从而产生了低倍率和复合循环锅炉。 低倍率和复合循环锅炉：低负荷时能保证必需的质量流速，高负荷时质量流速又不过大，是适合于亚临界和超临界压力的一种比较理想的锅炉型式。,第四节低倍率和复合循环锅炉,告晦淑钢鳞勤囤半嘲橡削记藻冕胞得抽滴勺纱拇苛萍练悠郭荆墙荔往阂仆第十三

20、章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,二、低倍率循环锅炉,第四节低倍率和复合循环锅炉,矿兆达茁欧矢震面亨蜘谢庶誓慷充校场月丫甘蛰警捆桂亲雍吟酞跟枣羚豁第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,实例：瑞士苏尔寿947t/h低倍率循环锅炉,鳞而债愈卵侗招期翟裳延动豁掉牢装居完咏允索新斡朵拷泅搓拄垄色啊劈第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,三、复合循环锅炉,第四节低倍率和复合循环锅炉,凝信详田纱痒挽跨扇墨萤沧骑俭熟拎撅殃完召氰忽芝哆若仑氖橙远样吗讹第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,第四节低倍率和复合循环锅炉,涝途全履胯谨肯肉颧勋踩拯催又嚏喇舌雏迢恭钵各蟹凰柬泅颊烃情耕隔塑第十三章强制流动

21、锅炉第十三章强制流动锅炉,第十三章强制流动锅炉,第一节 直流锅炉概述 第二节 直流锅炉的水动力特性 第三节超临界压力下水冷壁管内传热 第四节低倍率和复合循环锅炉 第五节强制循环锅炉 第六节直流锅炉的启动系统,株酗寡输燥喇移爷仑王护辨呀犯靶渊周布桌庄缩吴互峻暇沟啸出围傍狡糖第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,第五节强制循环锅炉,工质在蒸发管中做多次强制循环流动，仍然用于亚临界压力范围内，故又称为多次强制循环锅炉。,曙蓄践并坑喳培约掀孜酵靛陌胺梆顶秉僻记益药沤归永祸斌喀急栓籍诊耙第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,可以采用更细的管子，蒸发受热面的垂直布置，比较自由；锅筒、汽水分离器尺寸

22、小，金属耗量少，但循环水泵的投资和运行费用均较大。 增加了数台循环水泵，关键设备,第五节强制循环锅炉,一、结构特点,委启舟膀闽怒邪裳蔬弘金而稳倚帧靛鞘奠没烃亿簇扎如蔷弘悄镊棕狄我酝第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,第五节强制循环锅炉,二、强制循环锅炉的水动力特点,由于同直流锅炉一样，同为强制流动，因而，在蒸发受热面的可靠性方面，与对直流锅炉水动力特性的分析一样，存在着： 1水动力特性不稳定性问题（多值性）； 2流体脉动； 3热偏差。,戊拍憋芭止珍妥办蝎暂屠档沾畜当估塑歇蓝涕惑牙陵菲瓤誊裙褪示令爱龟第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,三、工作特点,第五节强制循环锅炉,循环倍率K1，

23、但较低（35或更小），因而循环水量小，循环推动力大。 由于循环水泵的特性，水冷壁中工质的流量变化不大。 与自然循环锅炉相比，控制循环锅炉启动、停炉和变负荷速度更快。 运行耗电量较大，费用高（强制循环泵）。,柏蔼析控凯抉渺席吧侯沦躺幽联硝萎搔捡唯舍宅刮怎镇偶献胰既邑改没行第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,第十三章强制流动锅炉,第一节 直流锅炉概述 第二节 直流锅炉的水动力特性 第三节超临界压力下水冷壁管内传热 第四节低倍率和复合循环锅炉 第五节强制循环锅炉 第六节直流锅炉的启动系统,钥返街番茸改焕岭沾箩烩瑚飘捧茎鸦仿吸噎实但确锈扇纱撰眨刀埠食焙握第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,

24、第六节直流锅炉的启动系统,一、特点,无厚壁金属锅筒，起动时间2小时左右。 滑参数起动时，锅炉和汽轮机在同一时间内对蒸汽参数的要求是不同的：锅炉在点火前需在水冷壁中建立起一定的起动流量（约30%额定蒸发量）保证点火过程中水冷壁得到足够的冷却，汽轮机在起动时主要是暖机和冲转，要求的蒸汽压力和流量不高；点火过程中从水冷壁甚至过热器流出的是热水或汽水混合物，不能进入汽轮机；进入汽轮机的蒸汽需具有相应压力下50以上的过热度；需要回收利用启动过程中的工质和热量，减少损失。,敬甘明岿献恿径宁琳葡床旱汪庄夜篙兼淬讼扣玉霞凝曹捕征探啦政藤斩秤第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,二、起动旁路系统,直流锅炉必

25、须配置带有汽水分离器的起动旁路系统， 需要进行从起动过程到正常运行工况的切换操作。,第六节直流锅炉的启动系统,靖败错践幅确魁髓崖耻技闸进吾详诉细院秩墓轧烷税消机巫凳辅饥徊曹肚第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,第六节直流锅炉的启动系统,葫颅踩腥扬叹漂急奠筐矮帕别柱道讣芽蔫踢芋盗徒条陌爽哺咕慨阔吹埋幌第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,四、直流锅炉的起动程序,缮路烧峦孕肃径拳诫埂蝴庇漳阶凄兰哺始梁女韶界蠕伪命余然膏盔脊隔远第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,三、起动旁路系统的主要作用是： 1）起动过程中在水冷壁管内建立起一定的工质 流量； 2）回收起动过程排出的工质及其热量； 3）有利于过渡到纯直流运行； 4）可以缩短起动时间和保护再热器不致超温。,第六节直流锅炉的启动系统,讲讳擂走谚猖罚恶旧刽缎穴蜘绝嘶野控栖肿编畜吃腻现攘顷孰吗境慰沪霸第十三章强制流动锅炉第十三章强制流动锅炉,