1、鍋爐蒸發(fā)設備與自然水循環(huán)鍋爐蒸發(fā)設備與自然水循環(huán) 主講：陳高飛技術部 副經理1. 蒸發(fā)設備的組成 主要由汽包、下降管、聯箱、水冷壁、汽包導管組成閉合回路。1.1 汽包v是鍋爐構成的主要部件，又稱“鍋筒”v1.1.1汽包的結構v（1）熱水鍋爐的汽包內裝的全是熱水，蒸汽鍋爐的汽包內裝的是熱水和蒸汽。單汽包蒸汽鍋爐中，汽包的上半部是汽，下半部是熱水。雙汽包蒸汽鍋爐里，上汽包的上半部是蒸汽，下半部是熱水，蒸汽與水的分界面位置稱水位線，下汽包則全是熱水。1.1 汽包v（2）汽包有一定的水容積，與下水管和水冷壁相連接，組成自然水循環(huán)系統(tǒng)。汽包又同時接受省煤器的給水，向過熱器輸送飽和蒸汽。汽包是加熱、蒸發(fā)和

2、過熱三個過程的分界點。汽包中存有一定的水量，故有一定的儲熱能力，當工況變化時，可減緩汽壓變化的速度，有利于調節(jié)運行，以此提高鍋爐運行的安全性。汽包中裝有各種蒸汽凈化裝置，用以保證蒸汽的質量3裝有各種表計，用以監(jiān)視汽包的運行。1.1 汽包v（3）汽包外面有許多管座，以連接各種管道，如給水管、下降管、汽水泥合物引入管、蒸汽引出管、連續(xù)排污管、事故放水管、加藥管以及連接儀表和自動裝置管道等。v（4）汽包內部裝有各種提高蒸汽質量的裝置，如汽水分離裝置、蒸汽清洗裝置、連續(xù)排污裝置、分段蒸發(fā)裝置、加藥裝置以及給水分配裝置和事故故水管等。1.1.2 汽包的作用與材質v加熱、蒸發(fā)、過熱三個過程的連接樞紐和大致

3、分界點。v汽包中存有一定量的汽水，在負荷變化時，能起到儲熱器和儲水器的作用，可以緩解汽壓變化的速度，對鍋爐運行調節(jié)有利。v汽包內裝有汽水分離裝置，蒸汽清洗裝置，排污裝置，鍋內加藥裝置等，可以提高蒸汽品質。v汽包上裝有壓力表、水位計和安全閥等附件，汽包內還裝有事故放水裝置等，用來保證汽包安全運行。v鍋筒內徑為1500，壁厚為55mm，設計材料為20g。1.2 下降管結構與規(guī)格v1.2.1下降管的結構v（1）下降管的作用是將汽包中的水連續(xù)不斷地送入下聯箱以供水冷壁，使受熱面有足夠的水量循環(huán)，以保證運行可靠。下降管的一端與汽包相連，另一端與下聯箱連接。為保證水循環(huán)的可靠性，下降管自汽包引出后都布置在

4、爐外，不受熱。v（2）下降管一般自汽包底部引出，在下降管入口上方裝有柵格板或十字板，有的人口段還用變徑管，以防形成旋渦和入口處爐水汽化。下降管的鋼材通常用20號鍋爐鋼，有小直徑分散下降管和大直徑集中下降管兩種。v1.2.2 下降管規(guī)格v108*6 133*6 219*8 159*6 不同規(guī)格，左右各10根。1.3 聯箱v（1）聯箱又稱集箱，其直徑較大，且是兩端封閉的圓管，用以連接管子，起匯集、混合和分配汽水保證各受熱面可靠供水的作用，或起匯集各受熱面的水或汽水混合物的作用。聯箱通常不受熱，以免部分水產生氣包，破壞水循環(huán)。v（2）聯箱常用20號鍋爐鋼作材料。按其布置可分為上聯箱、下聯箱、左聯箱和

5、右聯箱等。除蒸發(fā)設備外，過熱器和省煤器上也有聯箱。位于爐排兩側的下聯箱又稱防焦箱。水冷壁的下聯箱一般都裝有定期排污裝置和膨脹指示器，有的還裝有加強水循環(huán)用的循環(huán)推動器。1.4 1.4 水冷壁水冷壁v蒸發(fā)設備中唯一的受熱面v1.4.1水冷壁的布置與組成。v水冷壁布置在燃燒室內壁四周，或部分布置在燃燒室中間。它由許多根上升管組成，以接受輻射傳熱為主受熱面。與對流受熱面相比，其輻射受熱面的熱負荷大，說明傳遞同樣的熱量可以用較少的受熱面。1.4.2 1.4.2 水冷壁的作用水冷壁的作用v（1）依靠爐膛的高溫火焰和煙氣對水冷壁輻射傳熱，使未飽和水或飽和水加熱蒸發(fā)成飽和蒸汽。v（2）由于爐墻內表面被水冷壁

6、管遮蓋，故能較快降低爐墻溫度，能防止燒壞爐墻，還能防止結渣侵蝕爐墻ov（3）可以簡化爐墻的結構，減輕爐墻的重量。v（4）如采用敷管式爐墻，水冷壁還可起懸吊爐墻的作用。1.4.3 1.4.3 水冷壁的用材水冷壁的用材v中壓鍋爐的水冷壁多用603mm的管子，高壓鍋爐多用壩60*5和766mm的管子。承受同樣壓力時，如果管子直徑小一些，則管壁厚度也可減小一些；管徑越小，遮蓋同樣面積的爐墻所需金屬也越少。1.4.4 水冷壁的類型v由于鍋爐的形式和參數也不同，所采用的水冷壁形式也不同。水冷壁的類型有光管式、膜式和刺管式三種。1.4.4.1 1.4.4.1 水冷壁的類型水冷壁的類型v1.4.4.1 光管式

7、水冷壁v由普通元縫鋼管彎制組合而成，它通常是貼近燃燒室爐墻內壁互相平行而垂直布置，上端與汽包或上聯箱連接。v1.4.4.2 膜式水冷壁v水冷壁管兩側焊有或帶有的翼片稱為紹片，將各紹片管的紹片頂部焊接以后，整個水冷壁受熱面則連成一體，爐膛周圍被一層整塊的水冷壁膜嚴密包圍，因此稱其為膜式水冷壁。1.4.4.2 1.4.4.2 膜式水冷壁的優(yōu)點膜式水冷壁的優(yōu)點v可以較多地接受爐膛輻射熱量，提高鍋爐的產汽量。v使爐胎有良好的氣密性，較大地減少爐膛漏風。v便于采用敷管式爐墻，簡化爐墻結構，減輕了鍋爐的重量。v可在制造廠內焊接成整片出廠，減少了安裝工作量，便于降低爐膛內壁的溫度，保護爐墻，防止爐墻結渣。1

8、.4.4.3 1.4.4.3 刺管式水冷壁刺管式水冷壁v在刺管水冷壁上敷設一層耐火材料，即構成燃燒帶。敷設燃燒帶的區(qū)域因水冷壁吸熱量減少，故溫度較高。因此，用來敷設燃燒帶的刺管水冷壁常用于液態(tài)排渣爐的下部(熔渣段)；或燃用不易著火的煤時，用于爐膛的噴燃區(qū)；或用于其他需要提高溫度的部位，如用于旋風爐的旋風筒內。1.5 1.5 過熱器過熱器v1.5.1 過熱器的作用v過熱器是蒸汽鍋爐的輔助受熱面，它的作用是在壓力不變的情況下，從汽包中引出飽和蒸汽，經過加熱，使飽和蒸汽成為一定溫度的過熱蒸汽。過熱器是鍋爐所有受熱面中工作溫度員高的受熱面。過熱器內流過的是高溫蒸汽，傳熱性能較差，但管外又是高溫煙氣，決

9、定了過熱器的管壁溫度較高。1.5.2 1.5.2 過熱器的種類過熱器的種類v過熱器按結構和裝置形式，可分為立式和臥式兩種3按傳熱方式，可分為對流式、輻射式和半輻射式等幾種。v1.5.2.1 對流過熱器v它布置在煙道中，主要依靠對流傳熱方式吸收煙氣的熱量，故稱為對流過熱器。v它是由許多并列的蛇形管和聯箱構成的，蛇形管與聯箱以焊接連接，聯箱布置在爐墻外面。蒸汽在蛇形管內流動，蛇形管外則受煙氣的橫向沖刷。由此，煙氣將熱量傳給蛇形管，蒸汽則從管壁上將熱量帶走，而使蒸汽加熱，提高了溫度。1.5.2.1 1.5.2.1 對流過熱器對流過熱器v它布置在煙道中，主要依靠對流傳熱方式吸收煙氣的熱量，故稱為對流過

10、熱器。v它是由許多并列的蛇形管和聯箱構成的，蛇形管與聯箱以焊接連接，聯箱布置在爐墻外面。蒸汽在蛇形管內流動，蛇形管外則受煙氣的橫向沖刷。由此，煙氣將熱量傳給蛇形管，蒸汽則從管壁上將熱量帶走，而使蒸汽加熱，提高了溫度。1.5.2.1 對流過熱器v對流過熱器并列連接的蛇形管根數，與蒸汽及煙氣的流速有關，但主要取決于管內的蒸汽流速。蒸汽的流速是按管子的壁溫狀況與過熱器壓力降的大小而定。蒸汽流帶越高，則傳熱性能越好，管壁能較好的冷卻，但流動阻力則增加，壓力降增大。v對流過熱器區(qū)的煙氣流速受傳熱性能、飛灰磨損和積灰三方面因素的制約。煙氣流速越高，則傳熱性能越好，可減少過熱器的受熱面積，但飛灰對管壁的磨損

11、嚴重；煙氣流速過低，則容易積灰。煤灰粉爐，煙氣流速一般控制在614ms 。1.5.2.1 對流過熱器v對流過熱器按煙氣與蒸汽的流動方面，可分為順流、逆流及混流等方式布置。通常用雙逆流方式布置，其優(yōu)點是傳熱性能好。如按管子的放置方向，又可分垂直布置和水平布置兩種方式。1.5.2.1 對流過熱器v過熱器的工作特性，主要由它的氣溫變化特性表明。對流過熱器的氣溫變化特性，是其出口過熱氣溫隨鍋爐負荷的增加而升高。當鍋爐負荷增加時，燃料量增多，煙氣量增加，流過過熱器的煙氣量也增加。煙氣流速增加，煙氣對管壁的傳熱系數增大。由于爐膛出口煙氣溫度升高，即進入對流過熱器的煙溫升高，使傳熱溫差加大，從而使煙氣對過熱

12、器的傳熱量增加。再則，鍋爐負荷增加，流過對流過熱器的蒸汽量也增多，使過熱器中單位數量蒸汽的吸熱量減少。但是，煙氣傳熱量增加的影響大于蒸汽量增加的影響，而使對流過熱器的汽溫升高。反之，負荷減少時，則對流過熱器的出口汽溫降低。1.5.2.2 1.5.2.2 輻射過熱器輻射過熱器v它布置在爐膛中，主要依靠輻射熱方式直接吸收爐膛的輻射熱，這種過熱器稱為輻射過熱器。其種類有：v前屏過熱器：在自然循環(huán)鍋爐中，按其輻射過熱器的布置方式，懸吊在爐膛上部靠近爐前做成掛屏形式，稱為前屏過熱器。這種過熱器做成一片一片“屏風”形式的受熱面，管屏沿爐寬相互平行懸掛在爐內。每一片管屏由若干根并聯的管子彎制成“U”形緊密排

13、列，管子吊在聯箱上，聯箱布置在爐外。v頂棚過熱器：和前屏過熱器不同，管于布置在爐膛頂部成頂棚管，故稱為頂棚過熱器。這種過熱器由緊靠爐頂的單排宣管構成，接受的輻射熱弱于屏式過熱器。1.5.2.2 1.5.2.2 輻射過熱器輻射過熱器v爐膛墻式過熱器：管子布置在爐膛四周墻上，稱為爐膛墻式過熱器。這種過熱器的結構與水冷壁相似，其受熱面管一般都緊貼爐膛墻面。單獨集中在某一區(qū)域。v輻射過熱器的氣溫變化特性與對流過熱器相反，氣溫隨鍋爐負荷的增加而降低。鍋爐負荷增加時，爐腥溫度有所提高，輻射吸熱量增多，流過輻射過熱器的蒸汽量也增多。而且蒸汽量增多的影響大于輻射熱增多的影響，使輻射過熱器中單位數量蒸汽獲得的熱

14、量相對減少，汽溫因而下降。反之，當鍋爐負荷減少時，則輻射過熱器出口鍋溫升高。1.5.2.3 半輻射過熱器v它既利用與煙氣接觸吸收對流熱，又直接吸收爐脆輻射熱4，選種過熱器稱為屏式半輻射過熱器。為與屏式輻射過熱器(又稱為前屏過熱器)區(qū)別開，將屏式半輻射過熱器稱為后屏過熱器。1.5.3 我公司過熱器的基本情況v過熱器布置在第二煙氣通道內，煙氣由下向上逆向流動。過熱器分三級布置（共五組），按煙氣流動方向分、級依次布置。為確保級過熱器的壁溫不出現超溫，采用順流布置，且部分使用15CrMo合金鋼管。、級過熱器均采用逆流布置。v按燃燒圖對過熱器受熱面設計的要求，以及受熱面在沾污和清潔狀態(tài)的不同，過熱器設置

15、二級給水噴水減溫裝置，以使在燃燒圖規(guī)定的工況范圍內，過熱汽溫達到設計值。1.5.3 我公司過熱器的基本情況v為防止過熱器的磨損和結渣，過熱器管全部采用順列布置，煙速一般控制在5m/s左右。v為保證過熱器管內有足夠的蒸汽流速，三級過熱器均采用單管圈結構，管子規(guī)格均為424。v三級（共五組）過熱器均采用管吊管的懸吊結構，將整個過熱器的重量，通過吊桿懸吊在頂部梁格上。1.6 1.6 省煤器省煤器v1.6.1 省煤器的作用v省煤器布置在鍛爐尾都的煙道內，利用煙氣的余熱加熱鍋爐的給水設備。它的作用是：提高給水溫度，降低排煙溫度，減少排煙損失，提高鍋爐熱效率。通常省煤器出口水溫每升高1cC，鍋爐罰陽溫度平

16、均降低2于3Y 3給水溫度每升高6。7宅，省煤1。一般加裝省煤器的鍛爐可節(jié)約煤510。1.6.2 1.6.2 省煤器的種類省煤器的種類v按水在其中被加熱的程度，省煤器可分為沸騰式和非沸騰式兩種。如省煤器出口水溫達到其出口壓力下的飽和溫度，即水加熱到沸騰狀態(tài)，并有一部分水蒸發(fā)成蒸汽，這種省煤器稱為沸騰式省煤器。如省煤器出口水溫低于其出口壓力下的飽和溫度，這種省煤器稱為非沸騰式省煤器。v沸騰式省煤器和非沸騰式省煤器在結構上是相同的。其結構和工作原理比較簡單，受熱面是由許多并列的蛇形鋼管組成，水的進口與出口處都裝有聯箱。蛇形管的兩端分別焊在進、出口聯箱上，聯箱布置在煙道外面。煙氣在省煤器管外流過，水

17、在管內流動，水流過省煤器時，吸收了煙氣的熱量，以此提高自己的溫度。1.6.3 省煤器的材質v省煤器的蛇形管外徑通常是2542mm，常用的蛇形管有425刪、公32mm、少38mm和442mm四種規(guī)格。管壁厚度一般為35mm，管式材料用10號或20號碳鋼。1.6.4 1.6.4 蛇形管的置放與作用蛇形管的置放與作用v蛇形管一般都呈錯列排列，其目的是增強傳熱效果，減少積灰并使結構緊湊。在尾部煙道中，省煤器的蛇形管都是水平置放，這樣力“便停爐期間排水，減輕停爐期間的腐蝕。v省煤器中的水總是自下而上流動，這就便于排除空氣，避免引起局部氧腐蝕。煙氣則是自上而下流動，這樣既有助于吹灰，還可使煙氣與水呈逆向流

18、動，增大傳熱溫差，有利于對流傳熱。1.6.4 1.6.4 蛇形管的置放與作用蛇形管的置放與作用v省煤器的蛇形管在煙道中的置放，有縱向和橫向兩種方式。蛇形管的方向垂直于前后墻稱縱向置放，平行于前后墻的稱橫向置放。蛇形管在煙道中的布置方向，對省煤器管中的流速有較大的影響。煙道的尺寸和管子節(jié)距一定時，縱向置放的并列蛇形管數最多，管排的流通截面最大，故水速最低；橫向置放的并列蛇形管數最少，管排的流通截面最小，故水速最高。1.6.5 省煤器管中水速的影響v省煤器管中的水速要保持在一定范圍內。水速過高，會使流動阻力過大；水速過低，會引起管內空氣包的阻塞與管子的局部腐蝕，在沸騰式省煤器中還會產生汽水分層。不

19、同形式的鍋爐，水流速度也不同。1.7 減溫裝置v1.7.1 汽溫調節(jié)裝置的作用v蒸汽鍋爐在運行中，由于多種因素的影響，會使過熱汽溫發(fā)生變化，故必須安裝汽溫調節(jié)裝置，以保證汽溫在規(guī)定的范圍內。v調節(jié)過熱的汽溫，可從蒸汽側和煙氣側兩方面著手。從蒸汽側調節(jié)時，可采用減溫器從煙氣側調節(jié)時，可采用擺動式噴燃器等。1.7.2 1.7.2 減溫器種類、組成與作用減溫器種類、組成與作用v1.7.2.1 表面式減溫器v表面式減溫器是利用冷卻水吸收過熱蒸汽熱量的熱交換器。它由進水聯箱、U形冷卻管、減溫器簡體、出水聯箱、蒸汽進口管、蒸汽出口管和空氣門等組成。冷卻水從進水聯箱引人，在U形管內流過，從出水聯箱流出。蒸汽

20、從進口管進入簡體，橫向通過U形管外的空間，將熱量傳給冷卻水，由出口管流出離開減溫器。改變冷卻水量，即可調節(jié)蒸汽的溫度。1.7.2 1.7.2 減溫器種類、組成與作用減溫器種類、組成與作用v表面式減溫器通常用鍋爐的給水作為冷卻水。它在給水系統(tǒng)中與省煤器的連接，可用并聯或串聯的方式，使用中用串聯連接的方式較多。v表面減溫器的冷卻水與蒸汽之間有金屬管壁相隔離，水中雜質不會混入蒸汽，故對冷卻水的質量要求不高。但這種減溫器的體積較大，結構復雜，調節(jié)不靈敏，調節(jié)范圍小，一般為40。50Y。同時蒸汽被冷卻后生成的凝結水不易均勻分配至各過熱器中，會使過熱器因蒸汽流量不均勻而產生熱偏差。1.7.2.2 1.7.

21、2.2 噴水式減溫器噴水式減溫器v噴水式減溫器的工作原理v噴水式減溫器又稱混合式減溫器，其工作原理是：將冷卻水直接噴人過熱蒸汽中，冷卻水吸收蒸汽的熱量而蒸發(fā)，蒸汽因熱量減少而降低溫度。調節(jié)噴人的冷卻水量，即可達到調節(jié)蒸汽溫度的目的。v噴水式減溫器的減溫效果與汽水混合的均勻性有關，噴出的水與蒸汽混合越均勻，減溫效果越好。為達到良好的汽水混合效果，噴水的霧化質量要高，噴水點后的管道要有足夠的長度，一般要求5。8nJs。1.7.2.2 1.7.2.2 噴水式減溫器噴水式減溫器v噴水式減溫器中的冷卻水是直接與蒸汽混合，因此要求水質較高，一般都采用給水作噴水減溫器的冷卻水。v減溫器一般安裝在過熱器系統(tǒng)的

22、中間部位，這樣，蒸汽進入減溫器前只經過初步過熱，汽溫不太高。因此，減溫器前的過熱器受熱面超溫的可能性小，而減溫器后的過熱器受熱面雖是高溫段，但卻能得到有效的保護，故減溫器安裝在過熱器中間，既能保護過熱器，又能保證一定的汽溫調節(jié)的靈敏性。1.7.2.2 1.7.2.2 噴水式減溫器的種類噴水式減溫器的種類 與組成與組成v噴水減溫器按結構形式有噴管式和噴頭式兩種。v噴管式減溫器，主要由減溫器聯箱、文丘里噴管、隔板和保護套管等組成。隔板在聯箱中間，把聯箱分成前后兩段，前段接蒸汽引入管，后段接蒸汽引出管。文丘里縮放噴管裝在前段聯箱中，噴管的喉部沿圓周方向均勻地開有許多少3mm的噴水小孔。蒸汽引入聯箱后

23、，流至端部進入噴管，在噴管喉部與噴入的水接觸混合，利用高速氣流將水霧化成霧狀微細水滴并加熱蒸發(fā)，而蒸汽本身的溫度則降低。減溫后的蒸汽由蒸汽引出管引出。保護套管與噴管相連接裝在聯箱中，用以避免低溫水與高溫聯箱壁接觸引起局部熱應力。1.7.2.2 1.7.2.2 噴頭式減溫器v噴頭式減溫器，主要由噴頭、保護套管、支撐環(huán)和減溫器外殼(又稱聯箱)等組成。v噴頭裝在聯箱中，水從噴頭上幾個令3mm的小孔噴出。與管式相同，由于保護套管的隔離作用，噴出的水不會與聯箱壁直接接觸。蒸汽從聯箱的右面引入，減溫后從聯箱的左面引出。v這種噴水減溫器的原理是：利用高速水流通過噴孔霧化后與蒸汽混合，使溫度降低。這種減溫器結

24、構較簡單，運行可靠，故應用較廣。2 2 自然水循環(huán)原理自然水循環(huán)原理v2.1 自然水循環(huán)原理v2.1.1 汽水循環(huán)v 鍋爐能不斷產生蒸汽，一是由于爐內不斷加熱所致，二是由于有蒸汽設備因而構成鍋爐的汽水循環(huán)。v2.1.2 循環(huán)回路v鍋爐的本體是由汽包、下降管、水冷壁管、聯箱和省煤器等受壓部件組成的封閉回路。鍋爐中的水或汽水混合物，在這個回路中按一定的路線不斷地流動，流動的路線構成了周而復始的回路，這個回路稱為循環(huán)回路。2.1.3 2.1.3 鍋妒水循環(huán)的形成與分類鍋妒水循環(huán)的形成與分類v鍋爐中的水在循環(huán)回路中流動，形成了鍋爐水循環(huán)。v鍋爐因結構不同，循環(huán)回路的數量也不相等。鍋爐水循環(huán)分強制循環(huán)與

25、自然循環(huán)兩類。2.2.2 自然循環(huán)的自補償特性v在同一循環(huán)回路中，當各根上升管的熱負荷不均衡時，由于同一回路有共同的下降管，壓差相同，故受熱強的管子中蒸汽含量多，其重位壓頭減少，流速增加，一般情況下循環(huán)流速也相應增加。v相反，受熱弱的管子循環(huán)流速下降。這種受熱強流速增加、受熱弱流速降低的特性，稱為自然循環(huán)的自補償特性。這個特性有利于保障自然鍋爐的安全。2.2 自然循環(huán)v2.2.1 自然循環(huán)的原理的原理v在冷態(tài)時，下降管和上升管中的水溫度相同，管中的水則不流動。在熱態(tài)時，上升管受熱逐漸產生蒸汽，而下降管不受熱，管中仍是水，由于蒸汽的密度小于水的密度，故上升管中汽水混合物的平均密度小于下降管中水的

26、密度，這個密度差使上升管中的汽水泥合物向上流動，下降管中的水向下流動，形成水的循環(huán)，這就是自然循環(huán)的基本原理。由此原理可知，自然循環(huán)是靠汽水密度差進行的。一般蒸汽鍋爐的水循環(huán)即為自然循環(huán)。2.2.3 自然循環(huán)鍋爐的量要 特性參數v 循環(huán)流速 和 循環(huán)倍率 是表示自然循環(huán)鍋爐可靠性的重要參數。循環(huán)流速循環(huán)流速v自然循環(huán)回路中各處工質的流速不一樣，通常規(guī)定，上升管入口處的水流速度稱為循環(huán)流速，單位是ms 。v一般而言，循環(huán)流速大，管內工質從管壁帶走的熱量多，管壁的冷卻條件較好，管子不會超溫。循環(huán)流速過于小時，管壁得不到較好的冷卻，容易造成管子金屬過熱而燒壞。v故在水循環(huán)回路中，必須保持足夠的循環(huán)流

27、速，才能保證循環(huán)回路安全可靠工作。循環(huán)倍率循環(huán)倍率v循環(huán)倍率也是表示自然循環(huán)可靠性的一個重要參數。v自然循環(huán)鍋爐的循環(huán)回路中，從下降管進入上升管的水流量總是大于在上升管中所產生的蒸汽量。v即進入上升管的水，在流過上升管時沒有全部變成蒸汽，只是一部分變成蒸汽，其余的水回到汽包后再次參加循環(huán)。循環(huán)回路中的水流量與回路中產生的蒸汽量之比，稱為循環(huán)倍率。循環(huán)倍率說明循環(huán)倍率說明v1t水在循環(huán)回路中必須循環(huán)多少次才能全部變成蒸汽。v循環(huán)倍率的意義是：每產生1t蒸汽，必須多少循環(huán)水量在回路中流動，或者說在上升管出口獲得1，蒸汽，需要在上升管口送進多少噸水。v循環(huán)倍率越大、上升管出口段汽水混合物中水所占的份

28、額就越大，則水循環(huán)越安全。若循環(huán)倍率過大，則產生的蒸汽量少，不能滿足鍋爐蒸發(fā)量的需要，且會過分減弱循環(huán)；循環(huán)倍率過小，上升管出口段汽水泥合物中水所占的份額越小，蒸汽所占的份額則越大，會使管子的冷卻條件惡化，管壁金屬容易超溫，管內容易積鹽，對水循環(huán)不利。2.2.3 2.2.3 界限循環(huán)倍率界限循環(huán)倍率v上升管中汽水泥合物中蒸汽的份額，也可表明水循環(huán)的安全性。上升管中蒸汽含量的多少，可由管子出口的濕蒸汽的干度表示。干度即蒸汽質量在汽水混合物中所占的份額。v循環(huán)倍率與上升管中蒸汽的干度成倒數關系，上升管中的蒸汽量越多，循環(huán)倍數就越小。為了保證自然循環(huán)鍋爐的安全，除必須保證足夠的循環(huán)流速外，還要維持一

29、定的循環(huán)倍率，并且循環(huán)回路中最低的循環(huán)倍率不得低于界限循環(huán)倍率。所謂界限循環(huán)倍串，即不致引起水循環(huán)失常的循環(huán)倍率的最小界限數值。v管子出口干度的倒數稱為循環(huán)倍率尺，尺與z互為倒數關系。自然循環(huán)鍋爐常用循環(huán)倍率表示循環(huán)的安全性。循環(huán)倍率的意義就在于表明每蒸發(fā)1kR的蒸汽需要的循環(huán)水量。2.4 自然水循環(huán)的安全性v自然循環(huán)鍋爐中的主要故障有： （1）上升管中的工質產生循環(huán)停滯； （2）循環(huán)倒流； （3）下降管中含汽； （4）汽水分層等。2.4.1 循環(huán)停滯循環(huán)停滯v在自然循環(huán)回路中，有許多根上升v因受熱有強有弱，各管所產生的蒸汽量不一樣，使各管中汽水混合物的密度不相等，循環(huán)停滯發(fā)生在某根上升管受熱

30、較弱，使其重位壓頭接近于回路的共同壓差。此時水在管中幾乎是不動，產生的少量氣包在水中緩慢浮動。v通常認為，管中水的流動還沒有完全停止，而上升管的進水量與出汽旦相等時，即發(fā)生了循環(huán)停滯。v發(fā)生循環(huán)停滯時，上升管中的水幾乎是不流動的，熱量的傳遞主要依靠熱傳導方式，故管子金屬的熱量不能及時被帶走，將會使管壁的冷卻情況惡化。2.4.2 2.4.2 循環(huán)倒流循環(huán)倒流v 循環(huán)倒流的發(fā)生，在某根上升管引入汽包水空間且受熱很弱，致使其重位壓頭超過回路的共同壓差時，就產生了循環(huán)倒流。因為倒流，所以循環(huán)流速為負值，流動與管屏中的其他管子相反。2.4.32.4.3采取防范措施采取防范措施v(1)保護爐膛火焰中心位置

31、的正確和穩(wěn)定。v(2)防止運行中汽壓突變。v(3)防止水冷壁受熱面結檀或及時清除焦渣。v(4)避免鍋爐長期低負荷運行，因為長期低負荷運行循環(huán)水流速很低，不安全。v(5)水冷壁下聯箱定期排污時間不能過長，排污量不能過大，否則會使下聯箱不能充分供給個別上升管的循環(huán)水量。2.5 2.5 下降管含汽對水循環(huán)的影響下降管含汽對水循環(huán)的影響v當下降管中含蒸汽時，因蒸汽密度較小，有向上流動的趨勢，故增加下降管的阻力。由于下降管與上升管中工質的密度差減小，而使循環(huán)回路的運動壓頭降低，以致循環(huán)流速降低，可能導致個別含汽量小的上升管產生循環(huán)停滯?？梢?，下降管中含汽會破壞正常的水循環(huán)。v下降管中的蒸汽包隨水向下流動時，因