自然水循環(huán)鍋爐-自然水循環(huán)原理(鍋爐設(shè)備運行)

水循環(huán)及蒸汽凈化任務(wù)1：蒸發(fā)設(shè)備的構(gòu)成任務(wù)2：自然水循環(huán)原理與可靠性指標單元一自然水循環(huán)原理任務(wù)2：自然水循環(huán)原理與可靠性指標

1.自然水循環(huán)原理

2.自然水循環(huán)工作的可靠性指標學(xué)習單元一自然水循環(huán)原理二、自然水循環(huán)原理與可靠性指標

水冷壁吸收爐內(nèi)熱量，使部分水蒸發(fā)，形成汽水混合物；而下降管內(nèi)是水。下降管中水的密度大于水冷壁中汽水混合物的密度，在下聯(lián)箱兩側(cè)產(chǎn)生壓力差推動工質(zhì)在水冷壁中向上流動，在下降管中向下流動，形成自然水循環(huán)。

學(xué)習單元一自然水循環(huán)原理1.自然水循環(huán)原理

學(xué)習單元一自然水循環(huán)原理

學(xué)習單元一自然水循環(huán)原理

在水循環(huán)穩(wěn)定流動時，下聯(lián)箱中心線A-A兩側(cè)的壓力相等。自然水循環(huán)因工質(zhì)的速度壓頭相對較小而忽略，這樣兩側(cè)壓力為汽包壓力、工質(zhì)的重位壓頭和流動阻力三者的代數(shù)和。即

Pqb+h

xjg

(

Pld)j=Pqb+h

sg+(

Pld)sPa

式中Pqb

汽包壓力，Pa；

(

Pld)j、(

Pld)s

下降管、上升管的流動阻力，Pa；

h

循環(huán)回路的高度，m；

xj、

s

下降管、上升管內(nèi)工質(zhì)的平均密度，kg/m3；

g

重力加速度，9.81m/s2。學(xué)習單元一自然水循環(huán)原理

學(xué)習單元一自然水循環(huán)原理

約去式中等式兩側(cè)的汽包壓力Pqb，則得：

h

xjg

(

Pld)j=h

sg+(

Pld)sPa若以

Pj和

Ps分別表示下降管側(cè)與上升管側(cè)的總壓差，則上式變?yōu)椋?/p>

Pj=

PsPa以上兩式均稱為自然水循環(huán)回路的壓差公式。學(xué)習單元一自然水循環(huán)原理

壓差公式說明：穩(wěn)定流動時，下降管側(cè)的總壓差等于上升管側(cè)的總壓差。

h(

xj

s)g=(

Pld)j+(

Pld)sPa

公式的左端稱為循環(huán)回路的運動壓頭，用Pyd表示，即

Pyd=h(

xj

s)gPa運動壓頭是在一定高度的循環(huán)回路中，由下降管內(nèi)水柱重與上升管內(nèi)汽水混合物柱重之差產(chǎn)生的。它表示自然水循環(huán)的推動力。學(xué)習單元一自然水循環(huán)原理

循環(huán)回路的總阻力，用

Pld表示，即

Pld=(

Pld)j+(

Pld)sPa則也可寫為：

Pyd=

PldPa上式稱為運動壓頭公式它說明在穩(wěn)定的自然水循環(huán)流動時，運動壓頭正好用來克服循環(huán)回路的流動阻力。這個平衡，表示了有一穩(wěn)定的循環(huán)流速。學(xué)習單元一自然水循環(huán)原理

運動壓頭的大小取決于：循環(huán)回路的高度h和下降管上升管之間工質(zhì)的密度差(

xj

s)。當增加循環(huán)回路高度或上升管受熱增強時，運動壓頭增大；若下降管帶汽，下降管內(nèi)工質(zhì)的平均密度減小，運動壓頭將減小。自然水循環(huán)鍋爐的最高工作壓力為19~20MPa左右。壓力再高必須采用強迫流動，利用水泵的壓頭來推動工質(zhì)流動。學(xué)習單元一自然水循環(huán)原理

反映自然水循環(huán)工作可靠性的指標主要有循環(huán)流速和循環(huán)倍率。

循環(huán)流速是指在循環(huán)回路中，按工作壓力下飽和水密度折算的上升管入口處的水流速，用

0表示。循環(huán)流速直接反映了管內(nèi)流動的工質(zhì)將管外傳入熱量和所產(chǎn)生汽泡帶走的能力。循環(huán)流速越大，進入水冷壁的水量越多，從管壁帶走的熱量及汽泡也越多，對管壁的冷卻條件也越好。循環(huán)流速雖然反映了流經(jīng)整個管子的水流快慢，但它是按上升管入口水量計算的。但僅靠循環(huán)流速并不能完全表明循環(huán)工作的安全性。學(xué)習單元一自然水循環(huán)原理2.自然水循環(huán)工作的可靠性指標

循環(huán)倍率在循環(huán)回路中，進入上升管的水量G與上升管出口產(chǎn)生的蒸汽量D之比，稱為循環(huán)倍率K。

K=G／D循環(huán)倍率說明上升管中每產(chǎn)生1kg的蒸汽，需要進入上升管的循環(huán)水量或進入上升管的循環(huán)水量需要經(jīng)過多少次循環(huán)才能全部變成蒸汽。循環(huán)倍率K的倒數(shù)稱為上升管出口汽水混合物的質(zhì)量含汽率或干度，以符號x表示。

循環(huán)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額越大，則管壁水膜穩(wěn)定，水循環(huán)就越安全。但若循環(huán)倍率K值過大，上升管中產(chǎn)汽量太少，運動壓頭過小，將使循環(huán)流速減小，也不利于水循環(huán)的安全。因此，循環(huán)倍率K過大或過小，都對水循環(huán)的安全不利。學(xué)習單元一自然水循環(huán)原理

學(xué)習單元一自然水循環(huán)原理

與最大循環(huán)流速

0max對應(yīng)的質(zhì)量含汽率，稱為界限含汽率xjx，界限含汽率的倒數(shù)為界限循環(huán)倍率Kjx。

自補償能力：自然水循環(huán)回路中，當x

xjx(或K

Kjx)時，隨著熱負荷增大，上升管受熱增強，循環(huán)流速和循環(huán)水量也增大；而