控制循環(huán)鍋爐剖析

1、,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,第八章,控制循環(huán)鍋爐及直流鍋爐,1,控制循環(huán)鍋爐,2,直流鍋爐的工作原理及其水冷壁類型,3,直流鍋爐的水動(dòng)力特性及其熱偏差,4,直流鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng),Page 1,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,1,控制循環(huán)鍋爐,一、控制循環(huán)原理,二、控制循環(huán)鍋爐的特點(diǎn),三、爐水循環(huán)泵,根據(jù)鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)工質(zhì)流,動(dòng)的工作原理，鍋爐可分,為,自然循環(huán)鍋爐,和,強(qiáng)制流,動(dòng)鍋爐,。,控制循環(huán)鍋爐,和,直流鍋爐,屬,強(qiáng)制流動(dòng)鍋爐,。,直流鍋爐,是靠給水泵壓,頭使水和汽水混合物在,水冷壁管內(nèi)強(qiáng)制流動(dòng)。,控制循環(huán),是在下降,管側(cè)裝設(shè)爐水再循,環(huán)泵以推動(dòng)工質(zhì)在,循

2、環(huán)回路中循環(huán)流,動(dòng)。,自然循環(huán),是靠下降,管和上升管系統(tǒng)中,工質(zhì)密度差所產(chǎn)生,的重位壓差來推動(dòng),工質(zhì)在循環(huán)回路中,流動(dòng)。,控制循環(huán)鍋爐和,自然循,Page 2,環(huán)鍋爐,均屬,汽包鍋爐,。,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,1,控制循環(huán)鍋爐,1.,產(chǎn)生原因,循環(huán)安全性（,壓力升高；亞臨界；管徑變?。?；,2.,形式,主要依靠低壓循環(huán)泵（垂直裝在下降管的匯總管,道上）的壓頭進(jìn)行循環(huán)。,優(yōu)點(diǎn)：,運(yùn)動(dòng)壓頭可以達(dá)到,0.25,0.5MPa,（自然循環(huán)的是,0.05,0.1MPa,），可以采用小管徑，管壁薄，金屬消耗少；,可以任意布置蒸發(fā)受熱面；,較高質(zhì)量流速，

3、循環(huán)倍率低。,大容量,控制循環(huán)鍋爐,一般裝,3,4,臺(tái)循環(huán)泵,，其中,1,臺(tái)備,用。一般情況下循環(huán)泵消耗的功率相當(dāng)于鍋爐功率的,0.3%,0.4%,。,Page 3,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,1,控制循環(huán)鍋爐,一、控制循環(huán)的原理,控制循環(huán)鍋爐,主要依靠,爐水循環(huán)泵使工質(zhì)在蒸,發(fā)管中強(qiáng)制流動(dòng)，并且,可以對(duì)鍋爐中工質(zhì)的流,動(dòng)進(jìn)行控制，故稱為,控,制循環(huán)鍋爐。,如圖,8-1,所示。,Page 4,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,1,控制循環(huán)鍋爐,二、控制循環(huán)鍋爐特點(diǎn),循環(huán)可靠,循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán),；,水

4、冷壁安全可靠性高,循環(huán)推動(dòng)力大，管壁充分冷卻，壁溫,低，可減輕高溫腐蝕；水冷壁管進(jìn)口裝置節(jié)流孔板以均流。,汽包壁溫均勻，可以實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng),循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)允許有,較大的阻力，故采用,內(nèi)夾套汽包，,汽包壁溫均勻,；先水循環(huán)后點(diǎn)火。,停爐后冷卻速度快,鍋爐熄火后保持,1,臺(tái)爐水循環(huán)泵運(yùn)行，使,爐水繼續(xù)循環(huán)，同時(shí)送、引風(fēng)機(jī)也繼續(xù)運(yùn)行，使整臺(tái)鍋爐強(qiáng)制冷卻，加,速停爐過程。,有利于鍋爐的酸洗,循環(huán)泵使酸洗液在每根管子內(nèi)強(qiáng)制循環(huán)。,可以預(yù)測(cè)水冷壁管內(nèi)結(jié)垢程度,定期校核爐水循環(huán)泵進(jìn)出口,壓差（因?yàn)樗c循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)阻力相關(guān)）。,可以采用小直徑的水冷壁管,循環(huán)泵強(qiáng)制循環(huán)允許有較大的阻,Page 5,Principl

5、es of Boiler,力，故可采用小直徑的水冷壁管，故其壁相應(yīng)變薄。,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,1,控制循環(huán)鍋爐,三、爐水循環(huán)泵,結(jié)構(gòu)特點(diǎn),如圖,8-2,所示。,泵懸臂式裝在電動(dòng)機(jī)軸上。,泵體與電動(dòng)機(jī)由主螺栓和法,蘭連接。,泵體內(nèi)的電動(dòng)機(jī)配有冷卻水,系統(tǒng)。,Page 6,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,Page 7,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,1,控制循環(huán)鍋爐,三、爐水循環(huán)泵,爐水循環(huán)泵冷卻水系統(tǒng),爐水循環(huán)泵泵體及循環(huán)冷卻回路，如,圖,8-3,所示。,冷卻水系統(tǒng),作用：,消除因電

6、動(dòng)機(jī)運(yùn),轉(zhuǎn)時(shí)繞組的銅損和鐵損發(fā)熱、轉(zhuǎn)動(dòng)件,的摩擦生熱，以及高溫的泵殼側(cè)傳過,來的熱量而造成的電動(dòng)機(jī)溫升的不安,全影響。,Page 8,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,1,控制循環(huán)鍋爐,三、爐水循環(huán)泵,爐水循環(huán)泵冷卻水系統(tǒng),充水管路清洗,分二個(gè)階段：,充水階段：,清洗階段：靜態(tài)清洗和動(dòng)態(tài)清洗。,在鍋爐啟動(dòng)階段，爐水循環(huán)泵必須連續(xù)投入清洗,水，直至鍋爐的爐水濁度小于,0.01mg/L,時(shí)才可停止。,Page 9,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,1,控制循環(huán)鍋爐,三、爐水循環(huán)泵,爐水循環(huán)泵冷卻水系統(tǒng),?,

7、高壓冷卻水系統(tǒng),一次冷卻水分別取自凝結(jié)水泵出口的低壓水源和給水母管來的高壓水源。來,自給水母管的高壓水經(jīng)過一次水冷卻器冷卻后，溫度降至,45,以下，開啟爐,水循環(huán)泵充水一次門向爐水循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)注入。,低壓一次冷卻水供管,路沖洗、電動(dòng)機(jī)充水、清洗以及泵啟動(dòng)前的電動(dòng)機(jī)注水用。,在爐水循環(huán)泵正常運(yùn)行時(shí)，高壓一次水在電動(dòng)機(jī)、冷卻器形成的回路中閉式,循環(huán)流動(dòng)，不需要補(bǔ)充水。但一旦高壓水系統(tǒng)中某處泄漏，而使電動(dòng)機(jī)內(nèi)循環(huán),水量不足，導(dǎo)致高溫高壓爐水倒流入電動(dòng)機(jī)，而使電動(dòng)機(jī)溫度升高時(shí)，應(yīng)緊急,補(bǔ)充一次高壓冷卻水。,Page 10,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,

8、1,控制循環(huán)鍋爐,三、爐水循環(huán)泵,爐水循環(huán)泵冷卻水系統(tǒng),低壓冷卻水系統(tǒng),低壓冷卻水,又稱,二次冷卻水,，它取自機(jī)組公用的閉式冷卻水系,統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)恒定溫度和進(jìn)回水穩(wěn)定差壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)。,二次冷卻水的用途是冷卻高壓一次水，它對(duì)爐水循環(huán)泵的安全,運(yùn)行很重要，所以，必須保證其冷卻水量，且,冷卻水源,必須接有,保安電源，,確保在廠用電中斷時(shí)冷卻水能正常運(yùn)行。,二次冷卻水分二路,：,一路走向外置冷卻器，以冷卻電動(dòng)機(jī)的高壓水；另一路走向一,次水冷卻器以冷卻補(bǔ)充進(jìn)入電動(dòng)機(jī)的高壓水，在正常運(yùn)行時(shí)僅作,備用。,Page 11,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,1,控制

9、循環(huán)鍋爐,三、爐水循環(huán)泵,爐水循環(huán)泵冷卻水系統(tǒng),過濾器,過濾雜質(zhì)（沉淀物、腐蝕產(chǎn)物及金屬微粒）,過濾器結(jié)構(gòu)如圖,8-4,所示。,一次冷卻器出口高壓冷卻水管路,上裝設(shè)粗過濾器（,3,臺(tái)泵合用），,用來攔住高壓給水可能帶來的銹蝕,雜質(zhì)；,在進(jìn)入每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的高壓冷卻水,管道入口也裝設(shè)了帶有差壓監(jiān)控裝,置的過濾器。,Page 12,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,1,控制循環(huán)鍋爐,三、爐水循環(huán)泵,爐水循環(huán)泵冷卻水系統(tǒng),監(jiān)控儀表,溫度監(jiān)測(cè)裝置,在電動(dòng)機(jī)出口裝有溫度計(jì)和熱電偶以檢測(cè)高壓冷卻水的溫度；,在循環(huán)泵殼體上裝有熱電偶，以測(cè)定泵殼與爐水的溫差，若溫差超

10、過,規(guī)定值，熱電偶則報(bào)警。并將其作為泵的啟動(dòng)保護(hù)條件之一。,冷卻器流量指示器,低壓冷卻水流量低于規(guī)定值時(shí)就發(fā)出報(bào)警。并將其作為泵的啟動(dòng)保護(hù),條件之一。,差壓變送器,泵運(yùn)行一定時(shí)間，高壓冷卻水進(jìn)口管道所裝設(shè)的過濾器就會(huì)因過濾雜,物阻力增大，而使得高壓冷卻水進(jìn)口管道差壓增大。,泵的運(yùn)轉(zhuǎn)正常與否由差壓表來指示，并由差壓值進(jìn)行報(bào)警。,Page 13,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,2,、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐水冷壁布置,?,4,根,大直徑集中下降管,從,汽包,底部引出并與,匯集,聯(lián)箱,連接，,3,臺(tái),循環(huán)泵,（一臺(tái)備用）通過吸入短管,與匯集聯(lián)箱相連，每臺(tái)循環(huán)泵通過

11、,2,根,出水管,與,環(huán),形下水包,（由前、后、左右四側(cè)水包組成）的,前下,水包,連接。,經(jīng)由,890,根,水冷壁管,、,5,個(gè),上集箱,和,48,根,導(dǎo)汽管，,回到,汽包。,?,循環(huán)泵臺(tái)數(shù)與下降管根數(shù)不等，下降管中的水通,過,匯集聯(lián)箱,分配到各循環(huán)泵，可均衡循環(huán)泵的入口,流量，有利于提高循環(huán)泵運(yùn)行的可靠性,l-,汽包；,2-,下降管；,3-,匯合聯(lián)箱；,4-,管環(huán)泵；,5-,循環(huán)泵出口閥；,6-,循環(huán)泵出口管；,7-,環(huán)形聯(lián),箱（下水包）；,11-,后墻延伸水冷壁；,12-,水冷,壁出口聯(lián)箱；,13-,汽水引出管；,14-,折焰角,4/4,Page 14,Principles of Boil

12、er,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,水冷壁,Page 15,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,主,給,水,系,統(tǒng),Page 16,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,2,直流鍋爐的工作原理及其水冷壁類型,?,一、直流鍋爐的工作原理,?,直流鍋爐,是靠給水泵壓頭使水和汽水混合物在水冷,壁管內(nèi)強(qiáng)制流動(dòng)。無汽包，給水靠給水泵壓頭一次,通過受熱面而產(chǎn)生蒸汽的鍋爐稱為,直流鍋爐,。,?,當(dāng)壓力超過,18.62MPa,時(shí)，應(yīng)采用直流鍋爐。,Page 17,Principles of Boiler,2019/1

13、1/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,一、直流鍋爐的工作原理,直流鍋爐的工作原理，,如圖,8-5,所示。由于流動(dòng)阻力，工質(zhì)的壓力,p,沿受熱管長(zhǎng)度逐漸減少；由于工質(zhì)不斷吸熱，工質(zhì)的焓值,h,、比體,積,v,和溫度,t,沿受熱管長(zhǎng)度逐漸增加（蒸發(fā)段,t,略有下降,）。,在給水泵壓頭的作用下，工質(zhì)順序一次通過加熱、蒸發(fā)和過熱受熱,面，進(jìn)口工質(zhì)為水，出口工質(zhì)為過熱蒸汽。,按照循環(huán)倍率的定義，直流鍋爐的循環(huán)倍率,K,=1,，即在穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),給水流量應(yīng)等于蒸發(fā)量。,Page 18,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,2,直流鍋爐的工作原理及其水冷壁類型,?,一、直流鍋爐的

14、工作原理,二、直流鍋爐的特點(diǎn),汽水密度差不影響工作，超高壓以上更能顯示出其優(yōu)越性，在超臨界壓,力（大于,22.1MPa,）時(shí)，只能采用直流鍋爐；,由給水泵提供工質(zhì)流動(dòng)的動(dòng)力，所以，水冷壁允許有較大的阻力，其特,點(diǎn)是：較小的水冷壁管徑，水冷壁在爐膛中的布置較自由；較高的,水冷壁管內(nèi)工質(zhì)質(zhì)量流速，為水冷壁的安全工作創(chuàng)造了條件。,無汽包，其好處是：金屬耗量少（節(jié)省鋼材,20%,30%,），制造、,安裝及運(yùn)輸方便；水容量及相應(yīng)的蓄熱能力大為降低（為同參數(shù)汽包,鍋爐的,25%,50%,），因此，當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，其壓力變化速度較,快，對(duì)外界負(fù)荷變化較敏感，對(duì)控制系統(tǒng)要求高；啟、停爐速度快。,沒有汽包進(jìn)行

15、汽水分離，不能連續(xù)排污，對(duì)給水品質(zhì)要求高；水的,加熱、蒸發(fā)和過熱的受熱面沒有固定的分界，過熱汽溫往往隨負(fù)荷的變,動(dòng)而波動(dòng)較大，過渡段的積鹽、超溫成為密切關(guān)注的重點(diǎn)。,應(yīng)有專門的啟動(dòng)旁路系統(tǒng)，以便在啟動(dòng)時(shí)有足夠的水量通過蒸發(fā)受熱面，,保護(hù)受熱面管壁不被燒壞。,消耗較多的水泵功率。,Page 19,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,2,直流鍋爐的工作原理及其水冷壁類型,三,.,直流鍋爐水冷壁常見類型,直流鍋爐水冷壁常見類型，如圖,8-6,所,示。,(a),水平圍繞管圈型；,(b),垂直管屏型；,(c),(f),回帶管圈型。,水平圍繞管圈形（拉姆辛型）是

16、由,多根平行管子組成管帶，沿爐膛四周,圍繞上升，三面水平一面傾斜，或兩,對(duì)面水平兩對(duì)面傾斜。,在水平圍繞管圈型的基礎(chǔ)上，出現(xiàn),了螺旋管圈型。超臨界壓力直流鍋爐,的水冷壁系統(tǒng)，主要為螺旋管圈型水,冷壁和由內(nèi)螺紋管組成的垂直管屏型,水冷壁兩種型式。,Page 20,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,2,直流鍋爐的工作原理及其水冷壁類型,三,.,直流鍋爐水冷壁常見類型,直流鍋爐水冷壁常見類型，如圖,8-6,所示。,(a),水平圍繞管圈型；,(b),垂直管屏型；,(c),(f),回帶管圈型。,回帶管圈型（蘇爾壽型）,由若干平行的管子組成管,帶，沿爐膛內(nèi)壁上

17、下迂回。,因其安全性較差，已逐漸,被淘汰。,Page 21,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,2,直流鍋爐的工作原理及其水冷壁類型,三,.,直流鍋爐水冷壁常見類型,螺旋管圈型,多根平行的水冷壁管組成管帶，沿爐膛周界傾斜螺旋上升。水平管屏吸,熱均勻，可不設(shè)中間混合聯(lián)箱。,此種水冷壁的特點(diǎn)是：在滑壓運(yùn)行時(shí)沒有汽水混合不均的問題，故能,變壓運(yùn)行、快速啟停，適應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷的頻繁變化，調(diào)速性能好；螺旋,管圈適宜采用膜式水冷壁，不易出現(xiàn)膜態(tài)沸騰，且管子數(shù)目可按設(shè)計(jì)要,求選取，不受爐膛大小的影響，也可選取較粗管徑以增加水冷壁剛度；,對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)，可燃用揮發(fā)分低、

18、灰分高的煤；螺旋布置管屏的,加工與安裝復(fù)雜，而且費(fèi)用高。,直流鍋爐水冷壁常見,類型，如圖,8-6,所示。,(a),水平圍繞管圈型,(b),垂直管屏型,Page 22,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,螺旋管圈型水冷壁,直流鍋爐水冷壁,形式主要有,螺旋管圈型,和,垂直上升管屏型,螺旋管圈型水冷壁,由若干根水冷壁組成管帶，沿爐膛四面傾斜上升，,無水平段，各管帶均勻地分布在爐膛四壁，任一高度上管帶的受熱幾乎完,全相同,螺旋管圈型水冷壁的特點(diǎn),?,沿爐膛四周熱負(fù)荷不均勻影響小,?,管圈內(nèi)工質(zhì)可保證足夠高的質(zhì)量流速，以減輕,傳熱惡化的影響。,?,工質(zhì)焓值較高

19、的管帶后段，可以布置在爐內(nèi)熱,負(fù)荷較低區(qū)域，對(duì)防止管壁超溫有利。,?,大鍋爐寬管帶，各管間熱偏差較大；支吊困難,適用于超臨界和亞臨界壓力，燃料適應(yīng)性廣。,Page 23,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,2,直流鍋爐的工作原理及其水冷壁類型,三,.,直流鍋爐水冷壁常見類型,螺旋管圈型,也可把螺旋圍繞上升管屏水冷壁上部設(shè)計(jì)成全懸吊垂直上,升管屏，管圈中的每根管子均同樣繞過爐膛和各個(gè)壁面，,因而每根管子吸熱相同，管間的熱偏差最小。此種水冷壁,的特點(diǎn)是：適用于變壓運(yùn)行；螺旋管圈的制造安裝支,撐等工藝較為復(fù)雜及流動(dòng)阻力大；被國(guó)內(nèi)超臨界壓力機(jī),組采用較多。,

20、直流鍋爐水冷壁常見,類型，如圖,8-6,所示。,(a),水平圍繞管圈型,(b),垂直管屏型,Page 24,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,2,直流鍋爐的工作原理及其水冷壁類型,三,.,直流鍋爐水冷壁常見類型,垂直管屏型,垂直管屏型是在爐膛四周布置多個(gè)垂直管屏，管,屏之間由爐外管子連接，整臺(tái)鍋爐的水冷壁可串聯(lián),成一組或幾組，工質(zhì)順序流過一組內(nèi)的各管屏，組,與組之間并聯(lián)連接。,直流鍋爐水冷壁常見,類型，如圖,8-6,所示。,(a),水平圍繞管圈型,(b),垂直管屏型,Page 25,Principles of Boiler,2019/11/17,七

21、臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,UP,型垂直上升管屏水冷壁,UP,型垂直上升管屏,包括,一次上升,和,上升,-,上升,一次上升型（,a,）,給水一次流經(jīng)全部四面墻水冷壁管屏，,沒有下降管，管屏沿高度分為上、中和下部三個(gè)輻射區(qū)，各,區(qū)段之間設(shè)有混合器，用以消除平行管子間的熱偏差。,特點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，流動(dòng)阻力??；相鄰管屏外側(cè)管間壁溫差較,?。豢刹捎萌珣业踅Y(jié)構(gòu)；水力特性較為穩(wěn)定；但對(duì)鍋爐負(fù)荷,適應(yīng)性較差，金屬耗量大。,上升,-,上升型（,b,）,爐膛下部高熱負(fù)荷區(qū)域布置兩個(gè)串聯(lián)回,路，用于提高管內(nèi)工質(zhì)質(zhì)量流速以避免流動(dòng)異常和傳熱惡化,（,a,）（,b,）,Page 26,Principles of Boiler,201

22、9/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,FW,型垂直上升管屏水冷壁,FW,型垂直上升管屏為多次垂直上升管屏,多次垂直上升管屏,爐膛下部高熱負(fù)荷區(qū)域減小管屏的寬度，爐外加設(shè),下降管，形成多次垂直上升；在上部較低熱負(fù)荷區(qū)，仍采用一次垂直上升,管屏,多次垂直上升管屏的特點(diǎn),?,既可保證高熱負(fù)荷區(qū)有較高的質(zhì)量流速，達(dá)到充分冷卻的目的；又可,減少高負(fù)荷下水冷壁的流動(dòng)阻力；同時(shí)可避免采用剛度差的小直徑管。,?,有不受熱的下降管，工質(zhì)流程長(zhǎng)，系統(tǒng)阻力較大；,?,相鄰兩屏內(nèi)工質(zhì)的含汽率不同，管間壁溫差大，使各屏熱膨脹不同。,應(yīng)盡量減少管屏串聯(lián)的次數(shù),Page 27,Principles of Boiler,2019/11/17,七臺(tái)河職業(yè)學(xué)院,3,、直流鍋爐水冷壁布置,在爐膛折焰角,以上采用垂直上升管,屏,，以便采用全懸吊結(jié)構(gòu)；爐膛上部,熱負(fù)荷較低，兩相鄰垂直管屏外側(cè)管,子的管壁溫差較小，不至于造成膜式,水冷壁損壞。,在爐膛,高熱負(fù)荷區(qū)采用螺旋管圈型,水冷壁，以減小爐內(nèi)熱偏差。,P