电厂锅炉原理ppt第9章蒸发设备

1、1第九章蒸发设备21. 自然循环第一节概述汽包下降管水冷壁（上升管）联箱循环推动力：两侧密度差亚临界压力以下组成特点32. 控制循环汽包下降管循环泵水冷壁（上升管）联箱循环推动力：循环泵密度差亚临界压力组成特点第一节概述43. 直流流动推动力：给水泵亚临界及超临界压力节省钢材启动快汽包下降管循环泵过热器省煤器水冷壁（上升管）组成特点汽水分离器第一节概述53. 直流汽水分离器第一节概述启动低负荷64. 亚临界和超临界的区别Temperature焓焓温温度度oC第一节概述 临界点临界点 P=22.565MPat=374.15 h=2100kJ/kg7 汽包过热器 省煤器 给水泵亚临界汽包锅炉过热器

2、 省煤器 给水泵超临界直流锅炉第一节概述8ENTHALPY (Btu/lb)TEMPERATURE (F)50%100% QUALITY0%ECONEVAPSPHTRECONEVAPSPHTRCONTINUOUS INCREASE IN TEMPERATURECONSTANT SAT. TEMP.RECIRC. LIMITS QUALITYDRUMOTU4000 psia汽包省煤器蒸发段不变的饱和温度过热器焓在40干度时进入汽包进行自然循环直流温度不断上升省煤器蒸发段过热器温度（F）第一节概述91. 作用第二节水冷壁l 水的蒸发受热面（上升管）l 吸收高温火焰辐射热l 水蒸汽l 降低炉膛出口烟

3、温防止结渣l 降低炉墙内壁温度2. 位置：炉膛四周内壁10第二节水冷壁3. 结构内螺纹（扰流）管水冷壁光管膜式水冷壁销钉式水冷壁销钉水冷壁销钉膜式水冷壁炉膛气密性好辐射受热面积大，降低金属耗量炉墙重量轻，便于悬吊防止管壁超温工质在管内强烈扰动推迟膜态沸腾避免管壁超温用于高负荷区域膜式水冷壁焊制鳍片膜式水冷壁轧制鳍片膜式水冷壁外径5060mm相对节距1.051外径3870mm相对节距1.21.5扁钢厚度56mm11第二节水冷壁3. 结构光管焊制鳍片膜式水冷壁轧制鳍片膜式水冷壁12第二节水冷壁3. 结构膜式水冷壁13第二节水冷壁3. 结构销钉14第二节水冷壁内螺纹水冷壁管15第二节水冷壁光管管内壁

4、温度（oC）蒸汽干度流体内螺纹管光管压力：150 bar，质量流率：500kg /m2s，热流率：300 kW/m2内螺纹管16第二节水冷壁4. 水冷壁系统（1）自然循环和控制循环锅炉炉膛四周内壁紧贴炉墙连续排列垂直布置多组独立的循环回路防止水冷壁吸热不均提高水循环的安全性水冷壁下联箱下降管供水管炉膛底部倾斜构成冷灰斗少部分倾斜构成折焰角17第二节水冷壁l自然循环折焰角延伸形成水平烟道水冷壁上部固定在支架（可自由膨胀）高热负荷区域采用内螺纹管（安全性）后墙水冷壁凝渣管部分管束作为后墙悬吊管4个集中下降管96根供水管32组648根膜式水冷壁26个上集箱106根导汽管18根连接管32个下集箱4.

5、水冷壁系统18第二节水冷壁l自然循环4个集中下降管96根供水管32组648根膜式水冷壁26个上集箱106根导汽管32个下集箱4. 水冷壁系统（1）上升管的含汽率较小（20%）（2）上升管直径稍大、布置限制多（3）质量流速（15002500kg/m2s）19第二节水冷壁l强制循环4个集中下降管3台循环泵（一台备用）890根水冷壁管5个上集箱48根导气管（1）上升管的含汽率高（20%）（2）上升管直径小、布置限制少（4）汽水分离器汽包直径（5）高温高压循环泵可靠性要求高（3）质量流速（15002500kg/m2s）20第二节水冷壁l直流锅炉（1）水冷壁管出口含汽率高（100%）（2）上升管直径小、

6、布置自由（3）质量流速（25003500kg/m2s） 21第二节水冷壁螺旋管圈垂直管屏l直流锅炉一次上升（UP）多次上升（FW）水平围绕管圈型（前苏联拉姆辛式）垂直管屏型（德国本生式）回带管圈型（瑞士苏尔寿）传统现代通用压力福斯特惠勒22u管圈型结构： 平行管三面水平一面倾斜两面水平两面倾斜管带四面倾斜（螺旋管圈）第二节水冷壁特点 金属用量少 管圈支吊困难热偏差小现场工作量大避免汽水分层没有中间联箱没有连接管管间热负荷均匀四面倾斜23第二节水冷壁倾斜角143024u垂直管屏型一次上升第二节水冷壁给水一次流经全部四面墙水冷壁管屏没有下降管系统简单全悬吊结构整体焊接膜式水冷壁（膨胀方向一致）流动

7、阻力小（流程短）水力特性稳定金属耗量小沿高度分上、中和下部三个辐射区混合器消除平行管子间的热偏差特点系统25u垂直管屏型多次上升第二节水冷壁下部高热负荷区域减小管屏的宽度，形成多次垂直上升下降管工质流程长系统阻力较大相邻两屏热膨胀不同金属耗量增加上部较低热负荷区一次垂直上升管屏炉外加设下降管保证高热负荷区有较高的质量流速（充分冷却）减少高负荷下水冷壁的流动阻力（管径较大）大直径管刚度增强特点系统26第二节水冷壁u垂直管屏型多次上升27第二节水冷壁5. 布置原则低热负荷区域一次上升垂直管屏高热负荷区域螺旋管圈（减小热偏差）多次上升垂直管屏281. 作用第三节汽包n下降管、水冷壁和过热器连接中枢n

8、 省煤器给水进入n 汽水混合物引入n 饱和蒸汽过热器n汽水分离、蒸汽清洗、排污等与受热面和管道连接增加蓄热能力汽水分离改善蒸汽品质安全附件保证锅炉安全运行29第三节汽包2. 结构l圆筒形容器筒身：钢板卷制封头：钢板模压l内部上半部：蒸汽空间蒸汽净化装置下半部：水容积汽水分离装置30第三节汽包2. 结构l尺寸长2528m（锅炉容量、宽度）直径17001800mm（锅炉容量、汽水分离装置）厚度130200mm（汽包压力、直径）l开孔沿长度开孔，焊管座连接给水管、下降管、汽水混合物引入管、蒸汽引出管、排污管等封头开孔椭圆或圆形人孔安装和检修l布置横置炉外不受热、保温31l高压和超高压锅炉汽包第三节汽

9、包（锅筒）l-汽包 2-内置旋风分离器3-清洗水配水装置4-蒸汽清洗装置5-波形板6-顶部孔板32l亚临界自然循环锅炉汽包l-旋风分离器2-疏水管3-顶部孔板4-波形板分离器5-给水管6-排污管7-事故放水管8-汽水夹套9-下降管10-加药管不设置蒸汽清洗装置汽包下部设置汽水混合物夹层第三节汽包333. 特点第三节汽包l 强度计算选择汽包材料和壁厚l 安全阀限制汽包的工作压力l 限制汽包上下壁和内外壁温差（ 4050）l重量和体积大l工作压力高l筒壁温度场不均匀产生热应力341. 作用第四节下降管和联箱下降管 将汽包中的水送往下联箱 维持正常的水循环2. 分类小直径分散下降管大直径集中下降管1

10、08159mm流动阻力大数量多（40根以上）325428mm流动阻力小数量少（6根左右）节省钢材联箱：工质集中混合（汇集）均匀分配（分配）351. 作用：推动工质的流动第五节循环泵3. 分类湿式电动机拖动（泵和电机浸入水中）屏蔽电动机拖动2. 特点：介质是高温高压水泵的轴封密封性能361. 蒸汽品质第六节蒸汽净化（1）含义：单位质量蒸汽含有的杂质，g/kg盐类：钠盐SiO2（主要杂质）气体：O2、N2、CO2、NH3 （少量）（2）杂质类型盐类（3）杂质危害过热器：流动阻力增加，超温阀门：失灵，漏汽汽轮机：喷嘴和叶片粗糙气体腐蚀CO2参与沉积371. 蒸汽品质第六节蒸汽净化（4）蒸汽品质要求火

11、力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量GB/T 12145-2008蒸汽压力（MPa）含盐量（Na+） （g/kg）二氧化硅SiO2（g/kg）5.915.652015.718.3520 18.3310参数：压力比容汽轮机流通截面积381. 蒸汽品质第六节蒸汽净化（4）蒸汽品质要求火电厂汽水化学导则DL/T 805.1-2004蒸汽压力（MPa）含盐量（含钠量Na+） （g/kg）二氧化硅SiO2（g/kg）凝汽式电厂热电厂 6 10 20参数：压力比容汽轮机流通截面积392. 蒸汽污染的原因（1）杂质来源给水含杂质蒸发炉水杂质（2）污染原因机械携带选择性携带饱和蒸汽带水蒸汽溶盐第六节蒸汽净化饱和蒸

12、汽携带含盐浓度较大的炉水水滴饱和蒸汽具有直接溶解盐的能力蒸汽对不同盐分的溶解能力不同汽包炉SiO220g/L直流炉SiO26MPa考虑P14MPa考虑P20MPa考虑51（4） 蒸汽清洗第六节蒸汽净化l清洗原理利用含盐低的清洁给水与含盐量高的蒸汽接触蒸汽中溶解的盐分转移到清洁给水中l清洗装置喷淋水膜穿层钟罩平板52（4） 蒸汽清洗第六节蒸汽净化l影响因素清洗水量蒸汽品质清洗前蒸汽品质清洗后蒸汽品质 水层厚度清洗不充分蒸汽品质 蒸汽流速蒸汽带水 蒸汽流速汽水接触变差蒸汽品质（1.5m/s）清洗水pH硅酸分配系数蒸汽品质53l提高炉水品质的途径给水品质炉水品质（给水质量标准）炉水排污炉水品质 分段蒸发炉水品质排污率 化学处理炉水品质第六节蒸汽净化4. 炉（锅