自然水循环锅炉-自然水循环原理常见故障(锅炉设备运行)

水循环及蒸汽净化单元一自然水循环原理单元二自然水循环常见故障单元三强迫流动锅炉单元四蒸汽净化任务1：自然水循环常见故障任务2：提高自然水循环安全性在结构上采取的措施单元二自然水循环常见故障

学习单元二自然水循环常见故障一、自然水循环常见故障

1.循环停滞和倒流

2.汽水分层

3.下降管含汽

4.水冷壁沸腾传热恶化

1.循环停滞和倒流

在水循环回路中，当并列工作的水冷壁管受热不均匀时，受热弱的管子由于产汽量少，汽水混合物的密度大，使下降管和水冷壁内工质的密度差减小，运动压头下降，水循环推动力也就减小，因而管内的工质流速降低。当管子受热弱到一定程度，工质流速接近或等于零时称为循环停滞。危害：

1）超温

2）结垢和腐蚀学习单元二自然水循环常见故障

学习单元二自然水循环常见故障

循环倒流发生在具有上下联箱的并列水冷壁管中受热最热的管子里，这时原来工质上流动的水冷壁变成了工质自上而下流动的受热下降管，此时循环流速为负值。一般倒流没有危害，只有在当蒸汽向上的速度与倒流水速相近时，会使汽泡集聚、增大，形成汽塞。汽塞处的管壁可能造成管子过热或疲劳损坏。

并列水冷壁管的受热不均匀是造成水循环停滞和倒流的基本原因。学习单元二自然水循环常见故障

原因：

在水平或微倾斜的蒸发管中，当汽水混合物流速较低时，将使水在管子下部流动，汽在管子上部流动，形成汽水分层。危害：

1）温差热应力致使超温

2）结盐

3）汽水分界面交变热应力造成疲劳损坏学习单元二自然水循环常见故障2.汽水分层

学习单元二自然水循环常见故障

当下降管中工质含有蒸汽时，管内工质的平均密度减小，运动压头下降，水循环的推动力减小；同时因管内工质的容积流速增大，使下降管内的流动阻力增大，因此可能造成水循环停滞和倒流而影响水循环安全。下降管含汽的原因：

1）旋涡斗带汽

2）下降管入口锅水自沸腾（汽化）

3）汽包内锅水含汽等学习单元二自然水循环常见故障3.下降管含汽

下降管入口至汽包水面的高度越小、下降管的进口水速越大、管径越大以及汽包内锅水的水平速度越低，越容易形成旋涡斗。大型锅炉下降管内的水流速度很高，又普遍采用大直径集中下降管，因此容易形成旋涡斗学习单元二自然水循环常见故障(1)旋涡斗带汽

学习单元二自然水循环常见故障

当锅水进入下降管时，由于水流速度突然增大，部分压能将转变成动能；同时下降管进口处有局部阻力，因此下降管进口处压力下降△P。另一方面，从汽包水面到下降管进口处有一段水柱高度，它所产生的重位压头将使下降管进口处压力增加h

g。当△P>h

g时，下降管进口压力将低于汽包压力。若锅水是饱和水，则锅水在下降管入口会发生自沸腾。

学习单元二自然水循环常见故障(2)下降管入口锅水自沸腾

汽包内锅水中一般会或多或少的含有部分蒸汽。影响锅水含汽多少的主要因素有汽水混合物引入汽包的方法及下降管入口的水速。学习单元二自然水循环常见故障(3)汽包内锅水含汽

亚临界压力的锅炉在高热负荷区水冷壁可能发生沸腾传热恶化。这时在管内壁上形成汽膜或接触的是蒸汽，从而使管壁的温度急剧升高，可能烧坏管子。学习单元二自然水循环常见故障4.水冷壁沸腾传热恶化

1.防止发生循环停滞和倒流的措施

2.防止汽水分层的措施

3.防止下降管含汽的措施

4.防止发生沸腾传热恶化的措施学习单元二自然水循环常见故障二、提高自然水循环安全性在结构上采取的措施

减小并列水冷壁管的受热不均匀和流动阻力，可以有效的防止水循环停滞和倒流。为此，电厂锅炉在结构和布置上采取的措施有：

(1)减小并列水冷壁管的受热不均

(2)降低循环回路的流动阻力

学习单元二自然水循环常见故障1.防止发生循环停滞和倒流的措施

学习单元二自然水循环常见故障

1）按受热情况划分循环回路

按照每面墙上水冷壁的受热情况将水冷壁划分成３~８个循环回路，使每个回路中管子的受热情况和结构尺寸尽可能相近。

2)改善炉角边管的受热情况

由于炉膛四角布置的管子受热最弱，因此可采用在四角不布置管子，或将炉角上３~４根水冷壁管节距的宽度切成斜角，形成“八角炉膛”。

3)采用平炉顶结构使两侧墙水冷壁受热区段的高度相等，减少了受热不均。学习单元二自然水循环常见故障(1)减小并列水冷壁管受热不均

学习单元二自然水循环常见故障

1)采用大直径集中下降管

2)增大下降管截面比或汽水引出管截面比学习单元二自然水循环常见故障(2)降低循环回路的流动阻力

在结构上尽可能的不布置水平或倾斜度小于15°的蒸发管。必须采用时，则要求汽水混合物应保持较高的速度，使搅动作用大于汽水的重力作用，这样就不会发生汽水分层。学习单元二自然水循环常见故障

2.防止汽水分层的措施

(1)防止旋涡斗的形成

(2)防止发生锅水自沸腾

(3)减少汽包水室含汽

学习单元二自然水循环常见故障3.防止下降管含汽的措施

下降管尽可能从汽包的最低处（即汽包底部）引出；在下降管入口处加装栅格或十字形板。学习单元二自然水循环常见故障(1)防止旋涡斗的形成

学习单元二自然水循环常见故障

在结构和布置上可采用大直径集中下降管且下降管尽可能从汽包底部引出，以降低下降管进口水速和增加其进口的静压；同时采取将省煤器来的部分给水直接送到下降管进口附近的区域，以提高锅水的欠焓。学习单元二自然水循环常见故障(2)防止发生锅水自沸腾

采用分离效率高的汽水分离装置，以减小锅水中的含汽。另外，将部分给水直接引到下降管的入口，以提高下进口锅水欠焓，有利于减少锅水带汽。但亚临界压力的锅炉，由于蒸汽在水中的上浮速度较小，又采用大直径集中下降管，下降管入口水速较大，因此下降管带汽很难避免。学习单元二自然水循环常见故障

(3)减少汽包水室含汽