直流鍋爐的水冷壁ppt課件

1、一、水冷壁的任務(wù)特點(diǎn)與作用強(qiáng)化傳熱，減少金屬耗量維護(hù)爐墻防止結(jié)渣懸吊爐墻蒸發(fā)受熱面直流鍋爐的水冷壁第一節(jié) 作用和構(gòu)造方式直流鍋爐構(gòu)造特點(diǎn) 1蒸發(fā)受熱面布置自在 2沒有汽包，主要是外置式過渡區(qū)和汽水分別器 3有啟動(dòng)旁路系統(tǒng)對蒸發(fā)受熱面的根本要求 1 原那么 1) 管子不被燒壞 2) 能處理膨脹問題 3) 蒸發(fā)受熱面可以制造出來 4) 制造,安裝方便2. 平安任務(wù)影響要素和處理方法 1)提高 . 2)加節(jié)流圈. 3)工質(zhì)入口欠焓 4)減小管屏焓增. 三. 早期直流鍋爐蒸發(fā)受熱面的方式 1 本生型 : 蒸發(fā)受熱面型式為多次垂直上升管屏 2 蘇爾壽型: 蒸發(fā)受熱面型式為多行程迂回管屏 3 拉姆辛型:

2、蒸發(fā)受熱面型式為程度圍繞管屏 wkgkJi5 .167Ctb50本生型蘇爾壽型拉姆辛型四 現(xiàn)代直流鍋爐蒸發(fā)受熱面的主要型式一次垂直上升管屏(UP鍋爐) 該型式鍋爐的壓力既適用于亞臨界,又適用于超臨界.爐膛下部多次上升,上部一次上升管屏(FW型) 該型式適宜于300600MW容量機(jī)組,且不適宜滑壓運(yùn)轉(zhuǎn)中間有聯(lián)箱.螺旋式水冷壁管屏 該型式特別適用于滑壓運(yùn)轉(zhuǎn)爐膛水冷壁：爐膛水冷壁： 下部螺旋環(huán)繞上升下部螺旋環(huán)繞上升 從水冷壁進(jìn)口到折從水冷壁進(jìn)口到折焰角下一定間隔標(biāo)焰角下一定間隔標(biāo)高高52608.9 mm52608.9 mm處。處。 上部垂直上升上部垂直上升 均為膜式構(gòu)造均為膜式構(gòu)造 兩者間由過渡水冷

3、兩者間由過渡水冷壁轉(zhuǎn)換銜接。壁轉(zhuǎn)換銜接。 第二節(jié) 超臨界參數(shù)的根本特性(一) 超臨界壓力水蒸氣的比容、比熱和焓(二) 亞臨界、超臨界壓力下的水動(dòng)力特性(三) 超臨界壓力下的傳熱特性(四) 超臨界壓力下的汽水工況1比容(一) 超臨界壓力水蒸氣的比容、比熱和焓2比熱3.焓4超臨界壓力水蒸氣的其它特性(二) 亞臨界、超臨界壓力下的水動(dòng)力特性1亞臨界和超臨界壓力下的流動(dòng)穩(wěn)定性2直流鍋爐蒸發(fā)受熱面的流體脈動(dòng)3直流鍋爐蒸發(fā)受熱面的熱偏向蒸發(fā)受熱面平安任務(wù)問題平安任務(wù)條件 (1) 管壁溫度 小于 資料允許溫度. (2) 相鄰管壁溫度差 50影響平安任務(wù)的要素保證蒸發(fā)受熱面平安任務(wù)原那么 (1)減小管壁溫度

4、(2)減小相鄰管壁溫度差 btbtCbtbt1 水動(dòng)力特性不穩(wěn)定性一程度管圈水動(dòng)力特性 水動(dòng)力特性是指在一定熱負(fù)荷情況下，管屏壓差與流量的關(guān)系。 1) 特性方程式 其中 工質(zhì)在受熱管中的質(zhì)量流速 雙相流摩擦阻力校正系數(shù) 受熱面平均熱負(fù)荷 進(jìn)口處工質(zhì)欠焓 111212118),()()(2223rdqLCridLBriqiAPawCwBwApNoImageiqw水動(dòng)力特性曲線132abc1w2w3wwp在此圖中，1，3 線為單值特性曲線 2 線為多值特性曲線。 但在實(shí)踐中會(huì)出現(xiàn)那種圖形，取決于特性方程式中，A,B,C這三個(gè)參數(shù)的取值。 假設(shè)出現(xiàn)曲線2所示圖形，就表在一個(gè)壓差下，對應(yīng)有23個(gè)流量，

5、即水動(dòng)力成多值性。 2) 水動(dòng)力特性單值條件 對特性方程式求導(dǎo)得 進(jìn)口處工質(zhì)欠焓3 )水動(dòng)力多值性產(chǎn)生的緣由 從特性曲線可以看出，曲線2有一下降段ab,即當(dāng) 添加時(shí)， 添加， 減小 ， 減小 ， 減小 ， 減小的影響比 添加的影響大。 NoImagekgkJri,146. 7 wrsLzfLDXXw1工質(zhì)進(jìn)口欠焓。當(dāng) =0 時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)多值性。由于當(dāng)沒有熱 水段時(shí)，蒸發(fā)段長度不會(huì)發(fā)生變化，蒸發(fā)量不會(huì)變化。 隨 添加而單調(diào)上升。 愈大，水動(dòng)力多值性愈明顯。水動(dòng)力多值性不會(huì)發(fā)生在只需蒸發(fā)段的管屏上。ipwiNoImage4) 影響要素2壓力 。發(fā)生水動(dòng)力多值性的最根本的緣由是汽水密度不同當(dāng) 添 加

6、 時(shí) ， 下降，因此水動(dòng)力特性趨向穩(wěn)定。pwNoImagepp 3熱負(fù)荷Q 。Q添加，使 長度減小，假設(shè)沒有熱水段，一定不出現(xiàn)多值性，故熱水段長度減小，水動(dòng)力特性趨向穩(wěn)定。4熱水段阻力。添加熱水段阻力，可以使水動(dòng)力特性穩(wěn)定。蒸發(fā)段阻力變小對 影響小 ，趨于穩(wěn)定。NoImagersLp5質(zhì)量流速。質(zhì)量流速越低，工質(zhì)流量分配越不均勻，越容易發(fā)生水動(dòng)力多值性。6重位壓頭。影響程度管水動(dòng)力特性的要素同樣也影響著垂直管屏，垂直管屏水動(dòng)力穩(wěn)定性要求更高。7工質(zhì)大比熱特性。當(dāng)工質(zhì)處于大比熱區(qū)范圍內(nèi)，且吸熱量同時(shí)增大時(shí)，比容發(fā)生猛烈變化，引起工質(zhì)的膨漲急劇增大，容易發(fā)生水動(dòng)力不穩(wěn)定景象。5) 處理水動(dòng)力穩(wěn)定性

7、的方法1減小 。2添加熱水段阻力采用節(jié)流圈。3提高啟動(dòng)壓力 。4減小熱偏向。5提高質(zhì)量流速 。6控制下輻射區(qū)水冷壁出口溫度。iNoImagepw流圈阻力特性；3加節(jié)流圈后的水動(dòng)力特性2 蒸發(fā)受熱面的脈動(dòng)景象1).定義：在管屏兩端壓差一樣，當(dāng)給水量和流出量根本不變的情況下，管屏里管子流量隨時(shí)間作周期性動(dòng)搖的景象，叫脈動(dòng)景象。 管間脈動(dòng)2).脈動(dòng)種類 管屏脈動(dòng) 整體脈動(dòng)NoImage3) 產(chǎn)生脈動(dòng)的緣由 1壓力峰的構(gòu)成 2壓力的下降 3壓力峰重新構(gòu)成4 )脈動(dòng)的消除 增大 提高進(jìn)口壓力 增大熱水段阻力采用節(jié)流圈 降低蒸發(fā)點(diǎn)的熱負(fù)荷和熱偏向 防止脈動(dòng)性熄滅 給水泵特性NoImagew 類膜態(tài)沸騰：由

8、于管子內(nèi)壁面附近的流體粘度、比熱、導(dǎo)溫系數(shù)、密度等物性參數(shù)發(fā)生顯著變化引起的。流體邊境層的層流化；紊流邊境層流化 傳熱惡化發(fā)生在管子入口處和大比熱區(qū) 對于直流鍋爐，不能夠防止傳熱惡化，只需采取推遲和抑制。主要方法： 1運(yùn)用好資料 2采用內(nèi)螺紋管，螺旋式導(dǎo)流器擾流子3. 超臨界壓力下水冷壁管內(nèi)傳熱防止傳熱惡化、降低管壁溫度的措施，主要有：(1)采用內(nèi)螺紋管(2)提高工質(zhì)質(zhì)量流速 普通在能夠發(fā)生傳熱惡化的區(qū)段采用內(nèi)螺紋管，由于內(nèi)螺紋管添加管內(nèi)工質(zhì)的擾動(dòng)，使傳熱惡化大大推遲發(fā)生 在汽泡狀、柱狀、霧狀流動(dòng)時(shí)，提高質(zhì)量流速pw可以 提高臨界熱負(fù)荷，防止膜態(tài)沸騰的發(fā)生4. 超臨界壓力下的汽水工況1)鹽類的

9、溶解和堆積2)鹽類的堆積區(qū)域3)直流鍋爐的給水規(guī)范1)鹽類的溶解和堆積 現(xiàn)代大容量高參數(shù)直流鍋爐普通均不思索排污，所以給水所帶入鹽分或是堆積在受熱面上，或是被蒸汽帶入汽機(jī)，其鹽分平衡式為: Sgs =Sq +Scd 式中 Sgs給水含鹽量，mgkg Sq蒸汽中含鹽量，mgkg Scd堆積在受熱面上的鹽量，mgkg2)鹽類的堆積區(qū)域(1) 在單相的加熱水區(qū)，由于水的密度大，所以溶解度也較大，所以普通說加熱區(qū)段不堆積鹽分(2) 蒸發(fā)區(qū)段。由于水溶解鹽類的才干大于飽和蒸汽的溶鹽才干。隨著蒸發(fā)過程的進(jìn)展，鍋水的鹽分含量不斷添加，當(dāng)水中的含鹽量超越其溶解度，超出的那一部分就會(huì)以固相析出在受熱面上。當(dāng)蒸發(fā)

10、終了時(shí)，鹽分在水中已到達(dá)高度濃縮，成為鹽分的積聚(3) 過熱區(qū)段的堆積范圍取決于給水中的含鹽量和各種鹽類在過熱蒸汽中的溶解度。超臨界壓力時(shí)，蒸汽的產(chǎn)生過程是沒有蒸發(fā)過程的、是單相水直接變成蒸汽。3)直流鍋爐的給水規(guī)范 鍋爐受熱面內(nèi)堆積和由蒸汽帶人汽機(jī)而堆積在汽機(jī)噴嘴、葉片上的鹽分，除了與受熱面內(nèi)工質(zhì)的參數(shù)和物理形狀有關(guān)外，還與給水中所含鹽量的多少和鹽的組成有很大關(guān)系。因此在給定參數(shù)下，只需控制直流鍋爐給水質(zhì)量，才干保證鍋爐與汽機(jī)的要求。 直流鍋爐的給水質(zhì)量目的主要包括： 總含鹽量(電導(dǎo)率)，硬度、SiO2、Cu、Fe、O2、pH等二、超臨界壓力螺旋管水冷壁的構(gòu)造及特點(diǎn) (一) 超臨界壓力鍋爐水

11、冷壁的整體構(gòu)造 (二)螺旋管圈水冷壁主要組件的構(gòu)造 (三)螺旋管圈的懸吊安裝(四)剛性梁構(gòu)造螺旋管圈水冷壁按冷灰斗的管圈型式以及螺旋管圈上部向垂直管屏的過渡方式分為兩大類型： 一是垂直管圈冷灰斗加分叉管過渡的型式 二是螺旋冷灰斗加中間混合集箱過渡的型式 (一) 超臨界壓力鍋爐水冷壁的整體構(gòu)造后一種組合型式，由于螺旋冷灰斗的吸熱偏向小，采用這種組合型式后，在水冷壁進(jìn)口不安裝節(jié)流圈的情況下也能保證很小的工質(zhì)出口溫差，中間混合集箱過渡又能在低負(fù)荷時(shí)獲得均勻汽水兩相分配。而且構(gòu)造上，下部螺旋管圈和上部垂直管屏的轉(zhuǎn)換根數(shù)之比沒有限制。1-水冷壁進(jìn)口環(huán)形集箱2-螺旋冷灰斗3-螺旋管圈4-中間混合集箱5-垂

12、直管屏6-折焰角7-折焰角進(jìn)口集箱8-折焰角外部銜接納9-后水冷壁懸吊管進(jìn)口集箱10-后水冷壁懸吊管11-水冷壁出口集箱12-水冷壁出口銜接納道13-啟動(dòng)分別器14-分別器出口銜接納道(二)螺旋管圈水冷壁主要組件的構(gòu)造1冷灰斗構(gòu)造2熄滅器區(qū)水冷套構(gòu)造3下部螺旋管圈向上部垂直管屏的過渡區(qū)4爐膛上部垂直管屏1冷灰斗構(gòu)造2熄滅器區(qū)水冷套構(gòu)造3下部螺旋管圈向上部垂直管屏的過渡區(qū)4爐膛上部垂直管屏 (三) 螺旋管圈的懸吊安裝1螺旋管圈與垂直管屏承重特性的區(qū)別2本水冷壁螺旋管圈的懸吊構(gòu)造1螺旋管圈與垂直管屏承重特性的區(qū)別由于螺旋管圈的承重才干不及垂直管屏，因此需求在爐室外壁附設(shè)懸吊系統(tǒng)來分擔(dān)爐膛的分量，這

13、也是螺旋管圈水冷壁的一大缺陷。Pg1為一根管子所受的爐膛分量負(fù)載，p為管內(nèi)工質(zhì)壓力，由管內(nèi)壓力p產(chǎn)生的沿管子切向的應(yīng)力為軸向應(yīng)力的2倍，要到達(dá)管子的切向和軸向等強(qiáng)度，管子軸向還有一半的承重裕度。Pg為爐膛的分量負(fù)載，P為管內(nèi)壓力，P可以分解為垂直于管子軸線的力Pg =Pgcos和沿著管子軸向的力 Pg=Pgsin Pg作用在管子整個(gè)長度的縱剖面上。因此在螺旋管的縱向剖面上的強(qiáng)度大大地弱于螺旋管的橫向剖面，這樣就必需求有附加于爐壁的懸吊安裝來分擔(dān)爐膛分量。2本水冷壁螺旋管圈的懸吊構(gòu)造(四) 剛性梁構(gòu)造 剛性梁的作用是添加鍋爐膜式壁的剛性，維護(hù)膜式壁管子。鍋爐的膜式壁運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)本身受內(nèi)壓作用，同時(shí)又遭到爐內(nèi)煙氣壓力的作用，還要思索到壁面接受風(fēng)載和發(fā)生地震時(shí)的鍋爐懸吊受熱面的質(zhì)量力的作用，另外還要思索各類事故工況，如爐膛熄火，但引風(fēng)機(jī)還在抽吸時(shí)所謂負(fù)爆景象。11900t/l超臨界壓力鍋爐剛性梁特點(diǎn) WlPB和WIPBL分別為用IPB和IPBL工字鋼加工成的復(fù)板上有六角孔的工字鋼，這樣做的目的是減輕剛性梁的分量，這是本剛性梁的特點(diǎn) 該鍋爐的剛性梁可分為以下幾部分：標(biāo)高17745mm以下為冷灰斗剛性梁，標(biāo)高17745至46901mm之間為螺旋管圈剛性梁，標(biāo)高54500至69200mm之間為