自然水循环锅炉-自然水循环原理(锅炉设备运行)

水循环及蒸汽净化任务1：蒸发设备的构成任务2：自然水循环原理与可靠性指标单元一自然水循环原理任务2：自然水循环原理与可靠性指标

1.自然水循环原理

2.自然水循环工作的可靠性指标学习单元一自然水循环原理二、自然水循环原理与可靠性指标

水冷壁吸收炉内热量，使部分水蒸发，形成汽水混合物；而下降管内是水。下降管中水的密度大于水冷壁中汽水混合物的密度，在下联箱两侧产生压力差推动工质在水冷壁中向上流动，在下降管中向下流动，形成自然水循环。

学习单元一自然水循环原理1.自然水循环原理

学习单元一自然水循环原理

学习单元一自然水循环原理

在水循环稳定流动时，下联箱中心线A-A两侧的压力相等。自然水循环因工质的速度压头相对较小而忽略，这样两侧压力为汽包压力、工质的重位压头和流动阻力三者的代数和。即

Pqb+h

xjg

(

Pld)j=Pqb+h

sg+(

Pld)sPa

式中Pqb

汽包压力，Pa；

(

Pld)j、(

Pld)s

下降管、上升管的流动阻力，Pa；

h

循环回路的高度，m；

xj、

s

下降管、上升管内工质的平均密度，kg/m3；

g

重力加速度，9.81m/s2。学习单元一自然水循环原理

学习单元一自然水循环原理

约去式中等式两侧的汽包压力Pqb，则得：

h

xjg

(

Pld)j=h

sg+(

Pld)sPa若以

Pj和

Ps分别表示下降管侧与上升管侧的总压差，则上式变为：

Pj=

PsPa以上两式均称为自然水循环回路的压差公式。学习单元一自然水循环原理

压差公式说明：稳定流动时，下降管侧的总压差等于上升管侧的总压差。

h(

xj

s)g=(

Pld)j+(

Pld)sPa

公式的左端称为循环回路的运动压头，用Pyd表示，即

Pyd=h(

xj

s)gPa运动压头是在一定高度的循环回路中，由下降管内水柱重与上升管内汽水混合物柱重之差产生的。它表示自然水循环的推动力。学习单元一自然水循环原理

循环回路的总阻力，用

Pld表示，即

Pld=(

Pld)j+(

Pld)sPa则也可写为：

Pyd=

PldPa上式称为运动压头公式它说明在稳定的自然水循环流动时，运动压头正好用来克服循环回路的流动阻力。这个平衡，表示了有一稳定的循环流速。学习单元一自然水循环原理

运动压头的大小取决于：循环回路的高度h和下降管上升管之间工质的密度差(

xj

s)。当增加循环回路高度或上升管受热增强时，运动压头增大；若下降管带汽，下降管内工质的平均密度减小，运动压头将减小。自然水循环锅炉的最高工作压力为19~20MPa左右。压力再高必须采用强迫流动，利用水泵的压头来推动工质流动。学习单元一自然水循环原理

反映自然水循环工作可靠性的指标主要有循环流速和循环倍率。

循环流速是指在循环回路中，按工作压力下饱和水密度折算的上升管入口处的水流速，用

0表示。循环流速直接反映了管内流动的工质将管外传入热量和所产生汽泡带走的能力。循环流速越大，进入水冷壁的水量越多，从管壁带走的热量及汽泡也越多，对管壁的冷却条件也越好。循环流速虽然反映了流经整个管子的水流快慢，但它是按上升管入口水量计算的。但仅靠循环流速并不能完全表明循环工作的安全性。学习单元一自然水循环原理2.自然水循环工作的可靠性指标

循环倍率在循环回路中，进入上升管的水量G与上升管出口产生的蒸汽量D之比，称为循环倍率K。

K=G／D循环倍率说明上升管中每产生1kg的蒸汽，需要进入上升管的循环水量或进入上升管的循环水量需要经过多少次循环才能全部变成蒸汽。循环倍率K的倒数称为上升管出口汽水混合物的质量含汽率或干度，以符号x表示。

循环倍率K越大，含汽率x越小，表明上升管出口汽水混合物中水的份额越大，则管壁水膜稳定，水循环就越安全。但若循环倍率K值过大，上升管中产汽量太少，运动压头过小，将使循环流速减小，也不利于水循环的安全。因此，循环倍率K过大或过小，都对水循环的安全不利。学习单元一自然水循环原理

学习单元一自然水循环原理

与最大循环流速

0max对应的质量含汽率，称为界限含汽率xjx，界限含汽率的倒数为界限循环倍率Kjx。

自补偿能力：自然水循环回路中，当x

xjx(或K

Kjx)时，随着热负荷增大，上升管受热增强，循环流速和循环水量也增大；而