编辑: 星野哀 话题热度:1085 2019-12-18
关键词: 锅炉,循环,特点,直流,循环锅炉,boiler,特色,特征 添加资源
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星野哀
   直流循环锅炉特点

  直流锅炉的特点

  1)结构特点口直流锅炉无汽包,工质一次通过各受热面,且各受热面之间无固定界限。直流锅炉的结构特点主要表现在蒸发受热面和汽水系统上口直流锅沪的省煤器、过热器、再热器、空气预热器及燃烧器等与自然循环锅炉相似。

  (2)适用于压力等级较高的锅炉,根据直流锅炉的工作原理,任何压力的锅炉在理论下都可采用直流锅炉。但实际上没有中、低压锅炉采用直流型。高压锅炉采用直流型的较少,超高压、亚临界压力等级的锅炉可较为广泛地采用直流型,而超临界压力的锅炉只能采直流型。

  中低压锅炉容量较小,仪表较简单。自动化控制水平较低,对给水品质的要求不高,自然循环工作可靠,在经济上采用自然循环较合理。

  当压力超过14MPa时,由于汽水密度差越来越小,采用自然循环的可靠性降低,自然循环锅炉的最高工作压力大约在19~20MPa。

  当压力等于或超过临界压力时,由于蒸汽的密度与水的密度一样,汽水不能靠密度差进行自然循环,所以只能采用直流锅炉。

  (3)可采用小直径蒸发受热面管且蒸发受热面布置自由。直流锅炉采用小直径管会增水冷壁管的流动阻力,但由于水冷壁管内的流动为强制流动,且采用小直径管大大降低了水冷壁管的截面积,提高了管内汽水混合物的流速,因此保证了水冷壁管的安全。

  由于直流锅炉内工质的流动为强制流动,蒸发管的布置较自由,允许有多种布置方式,但应注意避免在最后的蒸发段发生膜态沸腾或类膜态沸腾。

  在工作压力相同的条件下,水冷壁管的壁厚.与管径成正比,直流锅炉采用小管径水冷壁且不用汽包,可以降低锅炉的金属耗量。与自然循环锅炉相比,直流锅炉通常可节省约20%一30%的钢材。但由于采用小直径管后流动阻力增加,给水泵电耗增加,因此自流锅炉的耗电量比自然循环锅炉大。

  (4)启停和变负荷速度快。由于没有汽包,直流锅炉在启停过程及变负荷运行过程中的升、降温速度可以快些,这样锅沪启停时间可大大缩短,锅炉变负荷速度提高,因而也具有较好的变负荷适应性。

  直流锅炉的技术特点

  (1)取消汽包,能快速启停。与自然循环锅炉相比,直流炉从冷态启动到满负荷运行,变负荷速度可提高一倍左右。

  (2)适用于亚临界和超临界以及超超临界压力锅炉。

  (3)锅炉本体金属消耗量最少,锅炉重量轻。一台300MW 自然循环锅炉的金属重量约为5500t~7200t,相同等级的直流炉的金属重量仅有4500t~5680t,一台直流锅炉大约可节省金属2000t。加上省去了汽包的制造工艺,使锅炉制造成本降低。

  (4)为了达到较高的重量流速,必须采用小管径水冷壁。这样,不但提高了传热能力而且节省了金属,减轻了炉墙重量,同时减小了锅炉的热惯性。

  (5)为保证足够的冷却能力和防止低负荷下发生水动力多值性以及脉动,水冷壁管内工质的重量流速在MCR 负荷时提高到2000 ㎏/(㎡*s)以上。加上管径减小的影响,使直流锅炉的流动阻力显著提高。600MW 以上的直流锅炉的流动阻力一般为5.4MPa~6.0MPa。

  (6)水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克服,这部分阻力约占全部阻力的25%~30%。所需的给水泵压头高,既提高了制造成本,又增加了运行耗电量。现在大机组多采用汽动给水泵,虽然节省了运行耗电量,但汽动给水泵运行仍然需要消耗部分蒸汽,并且增加了机组的初投资和运行维护的工作量。

  (7)直流锅炉启动时约有30%额定流量的工质经过水冷壁并被加热,为了回收启动过程的工质和热量并保证低负荷运行时水冷壁管内有足够的重量流速,直流锅炉需要设置专门的启动系统,而且需要设置过热器的高压旁路系统和再热器的低压旁路系统。加上直流锅炉的参数比较高,需要的金属材料档次相应要提高,其总成本不低于自然循环锅炉。

  (8)系统中的汽水分离器在低负荷时起汽水分离作用并维持一定的水位,在高负荷时切换为纯直流运行,汽水分离器起到一个蒸汽联箱的作用。

  (9)水冷壁的金属储热量和工质储热量最小,即热惯性最小,使快速启停的能力进一步提高,适用机组调峰的要求。但热惯性小也会带来问题,它使水冷壁对热偏差的敏感性增强。当煤质变化或炉内火焰偏斜时,各管屏的热偏差增大,由此引起各管屏出口工质参数产生较大偏差,进而导致工质流动不稳定或管子超温。

  (10)汽温调节的主要方式是调节燃料量与给水量之比,辅助手段是喷水减温或烟气侧调节。由于没有固定的汽水分界面,随着给水流量和燃料量的变化,受热面的省煤段、蒸发段和过热段长度发生变化,汽温随着发生变化,汽温调节比较困难。

  (11)低负荷运行时,给水流量和压力降低,受热面入口的工质欠焓增大,容易发生水动力不稳定。由于给水流量降低,水冷壁流量分配不均匀性增大;压力降低,汽水比容变化增大;工质欠焓增大,会使蒸发段和省煤段的阻力比值发生变化。

  (12)水冷壁可灵活布置,可采用螺旋管圈或垂直管屏水冷壁。采用螺旋管圈水冷壁有利于实现变压运行。

  (13)超临界压力直流锅炉水冷壁管内工质温度随吸热量而变,即管壁温度随吸热量而变。因此,热偏差对水冷壁管壁温度的影响作用显著增大。

  (14)变压运行的超临界参数直流炉,在亚临界压力范围和超临界压力范围内工作时,都存在工质的热膨胀现象。并且在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾;在超临界压力范围内可能出现类膜态沸腾。

  (15)启停速度和变负荷速度受过热器出口集箱的热应力限制,但主要限制因素是汽轮机的热应力和胀差。

  (16)直流锅炉要求的给水品质高,要求凝结水进行100%的除盐处理。

  (17)控制系统复杂,调节装置的费用较高。
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