强制循环锅炉
发布时间:2025-03-13 来源:行业动态
强制循环锅炉是在自然循环锅炉基础上进展起来的,在结构上与自然循环锅炉十分相像。按照
循环倍率范围的不同,强制循环锅炉又分为控制循环锅炉和低循环倍率锅炉两种型式。控制循
环锅炉又称为辅助循环锅炉,与自然循环锅炉相同,也有与蒸发系统出口相衔接的锅筒,11.1
(b)所示。两者的最主要区分为控制循环锅炉的下降管中加装了循环泵,用以克服系统的流
淌阻力,并在水冷壁入口处加装节流圈控制的分配。控制循环锅炉的循环倍率通常为3~5,
循环泵的压头普通为0.4~0.8MPa,流淌动力约是自然循环锅炉的5倍,消耗的相当于锅炉
低循环倍率锅炉是随着锅炉水处理和控制技术的进展,对汽液两相流淌和沸腾传热逻辑的进一
步把握,使得锅炉在很低的循环倍率下仍然能够平安牢靠地工作,从而浮现的强制循环锅炉的
另一种形式,13.15所示。低循环倍率锅炉通常应用于亚临界,其循环倍率普通在1.3~1.8左
右,因为循环水量少,可以用直径小的分别器以取代控制循环锅炉的锅筒,省煤器的出水挺直
从锅炉的方式来说,控制循环锅炉与低循环倍率锅炉的工作原理和特点彻低相同,都属于工质
在蒸发系统内多次循环的强制循环锅炉,其差别仅在于循环倍率和汽水分别的效率不同。因此,
这两种锅炉的水动力特性和计算办法具有个性。强制循环与自然循环相比,因为系统中增强了
(1)强制循环的循环倍率K打算锅炉的经济性和运行的平安性。循环倍率是由设计者控制选
定的,循环倍率高,水冷壁的冷却条件好,运行牢靠,但锅炉的金属消耗量大,创造成本高,
循环泵的容量大,电耗也大;循环倍率低,则锅炉启停时光短,机动性强,低循环倍率锅炉取
(2)循环泵在高温度高压力下长久运行,其是循环回路平安工作的重要保证,因此要对循环泵举
(3)在所有锅炉负荷范围内,蒸发系统中的工质在水冷壁中均举行再循环。当锅炉负荷D转
变时,若循环泵的工作台数不变,除了因循环泵特性及管路特性而使流量略有变幻,水冷壁中
工质的循环流量G基本不变,13.16所示。因此,循环倍率大约与锅炉负荷成反比,D增大时
K减小。这样,在额定负荷时,可以采纳比直流锅炉低得多的质量流速,流淌阻力相应要小得
多;而在低负荷时,水冷壁中的工质质量流速则较大,冷却条件又比直流锅炉好得多。若额定
负荷下能保证循环回路工作牢靠,则在低负荷时工作会更牢靠。因而当运行的循环泵台数保持
强制循环锅炉的循环回路结构相像于自然循环锅炉。因为在系统的下降管中加装了循环泵,水
循环倍率是设计时首先要确定的参数,选取值必需保证水冷壁中的质量流速使受热面得到牢靠
冷却。最小质量流速是按照正常的流淌工况和水动力特性的稳定等条件打算的,即不浮现多值
性,不发生脉动,防止产生汽水分层,避开发生沸腾传热恶化等现象,同时还应考虑热偏差的
实际选取时,先按强度要求及外壁不会形成氧化皮的要求确定允许的金属壁温,然后按照水冷
壁最大内壁热负荷、工质和,按传热恶化时的壁温计算办法,求得允许的最小质量流速,并对
各种非正常工况举行校核。固然,实际选用的最小质量流速还应大于计算值,以留有一定裕度。
通常强制循环的循环倍率不小于3,便能保障正常传热及受热面工作的牢靠性。对于低循环倍
强制循环锅炉各回路中的工质流量的分配是打算锅炉运行牢靠性的核心问题。在上述研究的形
成流量偏差的诸多因素中,影响蒸发受热面流量分配最大的因素是因为并联管组热负荷不匀称
引起的热效流量偏差。因此,流量应按热负荷的强弱来分配,其主要原则是保证热负荷强的管
中流量多,热负荷弱的管中流量少,即保持各并联管组(或各管)出口处的质量含汽率x基本
流量分配的办法是在管组进口处加装节流圈,其装设有两种不同方式:①集中式,即将工况相
近的管子分为一组,每个并联管组(回路)集中装设一个节流圈。这种方式结构容易,但没考
虑到各管的不怜悯况,因此选取质量流速时要留有一定裕度,从而增强耗电量。②簇拥式,即
每根水冷壁管装一个节流圈。这种方式彻低可根据回路中各管的结构和热负荷分布状况装设
事实上,通常采纳的是第一种方式,且节流圈只分成几个规格等级的孔径。循环倍率较大的强
制循环锅炉容许流量偏差大,采纳分级装设集中式节流圈,即可满足平安牢靠的要求。此外,
对采纳一次升高管屏的强制循环锅炉,当压力高,回路高度大,质量流速小,重位压头远大于
流淌阻力时,也具有自然循环锅炉的自补偿能力,同一回路中各管流量可按热负荷分布自动调
节。而其它布置型式的管屏,如水平管圈、升高-下降管屏、下降管屏则没有自补偿能力,热
负荷大者流量小。对于采纳一次升高垂直布置的低循环倍率锅炉,因为流淌阻力不是很大,且
管径较小、管数较多,普通只能采纳集中式装节流圈,当工作在亚临界压力下时,也具有自补
假如管屏中吸热不匀称性过大,则应将管屏分组分得更细更合理些,或在各管进口加装节流圈
根据各管组(回路)的平均出口含汽率xc(回路循环倍率的倒数)相同的原则,可按下式预
式中:Q为循环回路的热负荷,kW;r为相应锅筒压力的汽化潜热,kJ/kg;Δiqh为按锅筒压
假如水动力计算的流量不能够满足上式的分配值,则需通过转变各回路进口供水管中节流圈的阻
循环泵的工作牢靠性是强制循环锅炉平安运行的重要保证。从水动力角度考虑的牢靠性,是指
必需防止循环泵入口处发生汽化,即要求在锅炉最大负荷下循环泵入口处的压差应大于循环泵
的汽蚀裕量。循环泵入口处工质汽化是因为该处压力降低引起的,最重要的包含循环水的流淌阻力
和循环泵入口的局部阻力,以及工况变动时产生的降压。因此,假如锅筒(或分别器)水位面
到循环泵吸入口有充足的高度h,其产生的重位压头大于各种各样的因素导致的压力降低,则不会
式中:ρ为再循环管中的密度,kg/m3;h为锅筒(或分别器)水位面到循环泵入口高度,m;
Δplz为相应于h高度的流淌阻力,Pa;Q为循环泵的汽蚀裕量,m,由循环泵生产厂商提供。
上式能够准确的看出,增强再循环管的高度和水的欠焓,减小流淌阻力,有利于防止工质的汽化。假
如再循环管中的水有欠焓,上式可把欠焓值考虑进去。普通在正常运行时可能不会使循环泵进
口汽化,但锅炉降压时则可能会汽化,故对降压速度应有限制,允许降压速度的计算可查阅有
强制循环锅炉水动力计算的目的,除了要保证蒸发受热面的工作牢靠性,即确定各个循环回路
内有足够的质量流速,并校核回路中是否会发生循环停滞、倒流及脉动等不稳定工况外,还要
(2)按照回路热负荷,按式(13.24)分配各回路的流量,并在回路的入口考虑相应的节流圈,
(3)计算囫囵回路的压差特性Δp=f(G)。与自然循环不同,这里的压差特性是,在不计循
环泵压头条件下,升高管阻力与下降管阻力的差值与升高管流量的关系。仍采纳三点法分离计
算升高管和下降管阻力,在图上合成后画出回路的压差特性曲线。在计算升高管压差时,应对
加热水段和含汽段分离举行计算。加热水段的高度 hrs 的计算和自然循环中的计算办法相同,
仍采纳式(12.22)或式(12.23)的形式,不同的是式中的下降管阻力Δpxj=Δpjl+Δpb,即
用节流圈的阻力与循环泵的压头之和取代。泵的压头需要预先估量,普通为3×105 Pa。
(4)按照选取的循环倍率,挑选合适的循环泵,绘出的泵的特性曲线Δpb=f(G)。回路的压
(5)对于复杂回路,则可按照回路的结构组成,分离作出各容易回路的压差特性曲线,根据
串联时在相同流量下压差叠加,并联时在相同压差下流量叠加的原则举行合成,从而求得回路
(6)若各容易回路的流量不能与各回路的吸热量相匹配,则转变各回路前的节流圈阻力按
计算完成后对工作牢靠性举行校验。强制循环锅炉的循环牢靠性的指标仍然是管壁能否得到充
分、正常的冷却,包括不发生循环的停滞和倒流、水动力多值性、流量脉动,传热恶化、以及
①停滞及倒流问题。对于垂直升高管组按自然循环的停滞和倒流的办法举行校验,对于垂直下
降管组为防止停滞和倒流,普通要求工质的质量流速ρw 不小于500kg/(m2·s)。
②水动力多值性和脉动问题的校验按本章所述举行。控制循环锅炉的垂直升高管不会产生水动
力的多值性。对于低循环倍率锅炉,因为循环倍率较低,进入蒸发管的循环水欠焓较大,当高
③传热恶化现象按第11 章办法确定是不是发生。通常要对受热最强的那根管子举行校验,对水