自然循环锅炉原理及优缺点

 　　自然循环锅炉原理及优缺点

　　自然循环原理：工质依靠上升管受热所产生的密度差沿着闭合的路线运动。

　　自然循环锅炉的启动：自然循环锅炉的一个重要特征是其汽水系统中的厚壁金属汽包。汽包内蓄水、蓄热能力大，内、外和上、下壁的温度差是制约整台机组启动速度的主要因素。在启动过程中，要保证汽包等部件逐渐、均匀加热，不致产生过大的热应力而危害设备的安全。



　　1.2.1启动前的检查。启动前的常规检查内容包括：热工仪表的检查和校验，所有辅机传动机构正常，热力系统已处于完整备用。

　　1.2.2锅炉上水。在完成启动前的检查与准备工作后，即可进行锅炉上水操作。冷态启动时，汽包的金属温度接近室温，上水的温度应不高于90摄氏度;热态启动时的上水温度与汽包的金属温度差应不大于40摄氏度。上水至汽包水位计的最低可见水位。

　　1.2.3锅炉的升温升压。由于水和蒸汽在饱和状态下温度和压力存在一定的对应关系，所以汽包和水冷壁的升压过程就是升温过程。通常以控制升压的速度来控制升温的速度。

　　在锅炉升压的过程中，工况变动频繁，都会对汽包的水位长生不同程度的影响。一方面是锅水升温、汽化，体积膨胀，会使汽包水位逐渐升高;同时为了使水冷壁受热均匀，通常还要进行锅炉下部放水，会使汽包的水位下降，需要根据汽包水位调整给水量。随着锅炉汽温汽压逐渐加速升高、产汽量增加，需要及时增加给水量，以防止水位下降。当锅炉负荷上升到一定的数值而且水位比较稳定后，即可投入给水自动调节。

　　自然循环锅炉中的汽包、下降管、下联箱和水冷壁管组成了循环回路。锅炉在冷态下，下降管中的水和水冷壁中水的温度是相同的，两者的重度是相等的，因此，炉水不会流动。

　　在运行状态下，水冷壁吸收炉膛火焰的辐射热，产生一部@蒸汽。水冷壁管中汽水混合物的重度K比炉膛外不受热的下降管中水的重度r小，两者的重度差与循环回路高度A的乘积(r-Th) /I，称为流动压头。

　　炉水在流动压头的推动下不断循环。因炉水循环不依靠外力推动，故称为自然循环。自然循环锅炉的优点是可以利用连续排污和定期排污来调整和保证炉水品质，因而对给水品质要求不太高。

　　自然循环锅炉的水容积和蓄热能力较大，对自动化控制水平要求较低。由于蒸发受热面的流动阻力不需要给水泵来克服，因而给水泵的耗电量较少。

　　与强制循环锅炉相比，不需要在高温条件下工作的循环水泵，因而工作较可靠。自然循环锅炉的流动压头很小，给水冷壁管的布置带来一定的困难。为了降低循环回路的阻力，水冷壁管和下降管的直径较大，管壁较厚，并需要汽包，使得钢材的使用量较大。

　　自然循环锅炉因为有壁很厚的汽包，所以锅炉的启动时间很长，中压锅炉 需3〜4h,高压锅炉需4〜5h，超高压锅炉需6~7h。

　　自然循环锅炉优劣势：

　　(1)汽包是锅炉中省煤器、过热器和蒸发受热面的分隔容器。有了汽包，给水的加热、蒸发和过热等相应的各个受热面有明显的分界，因而汽水流动特性相应的比较简单，较容易掌握。

　　(2)由于自然循环的推动力主要依靠水汽的密度差，因而自然循环锅炉的蒸发受热面就是由许多垂直管子组成的水冷壁，并且尽量减少弯头，以减少流动阻力，保证水循环的安全。

　　(3)汽包中的汽水分离器，从水冷壁上升管进入汽包的水汽混合物，可以在汽包中的汽空间，也可以在汽水分离装置中进行汽水分离，以减少饱和蒸汽的带水。

　　(4)锅炉的水容量及其相应的蓄热能力较大，因此当负荷变化时，汽包水位及蒸汽压力的变化速度较慢，对机组的调节要求低一些;但由于水容量大，加上大直径的汽包壁较厚，因此加热、冷却不易均匀，使锅炉的启动停止速度受到限制。

　　(5)由于汽包直径及壁厚都较大，所以自然循环锅炉的金属消耗量较大。

　　(6)汽包极易短时间水位过低，容易引起水冷壁总循环流量不足，甚至发生更为严重的“干锅”。

　　(7)由于蒸发受热面内工质的流速较低，易造成水冷壁的受热不均匀，水冷壁受热偏差或管内阻力的影响，导致个别或部分管子出现循环流动的停滞或倒流。

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