1、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,2,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,3,一、强制循环锅炉、直流锅炉出现的原因1 P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。,4,二、强制循环锅炉的工作原理和特点
2、,1、增加了水泵推动力，工质流量可以人为地控制， K一般为1.58，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。,5,三、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。,6,2 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=GD1。 (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)工作过程中的参数变化： 工质焓值、沿受热面长度不断增加； 压力由于克
3、服流动阻力不断下降； 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； 比容不断上升；,7,四、直流锅炉的工作过程特点,1本质特点没有汽包；工质一次通过，强迫流动；受热面无固定界限。 2蒸发受热面中的工质流动过程特点： 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； 水动力特性呈多值性； 有脉动现象； 流锅炉消耗水泵压头大。直流炉一般为35MPa，汽包炉一般为12MPa。 3传热过程特点： 第二类传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。,8,5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
4、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： 启动旁路系统； 启动速度快。 7设计、制造安装特点： 适用于任何压力； 蒸发受热面可任意布置； 节省金属； 制造方便。,9,五、三种锅炉工作压力范围及比较,1自然循环锅炉对于高压(9.812.74MPa)和超高压(13.7215.68MPa)水循环是可靠的，对于亚临界参数(16.6618.62MPa)，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：水循环问题；汽水分离问题；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
5、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,10,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,11,一、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,12,3保证蒸发受热面安全工作原则：(1) 减小管壁温度： 热负荷q不要太高：受结渣条件限制 w大，冷却好，即2大、tg小，可减轻传热恶化，但是w不易太大，水泵压头高； 减轻和推迟传热恶化。(2)减小相邻管壁温度差：
6、 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。,13,二、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(平均热负荷)，管子阻力系数相同。,14,15,16,17,18,19,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。 对于每根管子来说，它的流量有2-3个可能值。 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。,20,21,
