,*,中国,南京,能源与环境学院,Energy&Environment,第五章 蒸发受热面,1,1,工质在锅内经历三种加热状态,水的加热,水的蒸发,(,蒸汽干度由,x,=0,到,1,),蒸汽的过热,相应地，锅炉设置了三种受热面,省煤器：加热给水,蒸发受热面（水冷壁）,过热器：蒸汽过热,随锅炉工质压力等级提高,，加热给水和过热蒸汽的热量比例增加，蒸发吸热比例下降。,现代大型锅炉的水冷壁承担水的加热和蒸发任务，直流锅炉的水冷壁还承担部分过热的任务。,第一节 锅炉汽水工质吸热量的分配,2,工质在锅内经历三种加热状态第一节 锅炉汽水工质吸热量的分配2,汽包锅炉包括,自然循环锅炉,强制（控制）循环锅炉,一、自然循环锅炉,蒸发受热面系统,主要包括,水冷壁（及相应的集箱），,下降管（大直径集中下降管、分配器、供水管），,水冷壁（汽水混合物）引出管，,汽包，等。,每一面炉墙的水冷壁又分成若干个基本上独立的,回路,。,锅炉的水循环为：,汽包下降管水冷壁,(,上升管,),汽包,。现代自然循环锅炉的循环倍率大约为,K=5,10,。,第二节 汽包锅炉蒸发受热面系统,3,汽包锅炉包括第二节 汽包锅炉蒸发受热面系统3,二、控制循环锅炉,蒸发受热面系统的特点,（与自然循环锅炉的差异）,下降管下端设置了锅炉水的循环泵。循环倍率一般在,K,2,5,之间，有的还低于,2,。,循环系统回路简单。但加装,节流圈,。,循环泵的设置可使整个循环回路的设计有更多选择的余地。,示例：,600MW,控制循环锅炉蒸发受热面系统简图,第二节 汽包锅炉蒸发受热面系统,4,二、控制循环锅炉第二节 汽包锅炉蒸发受热面系统4,一、水冷壁的作用,作为蒸发受热面，用于吸收炉内高温火焰的辐射热，使进入管内的工质（水）产生蒸汽。,二、,水冷壁的结构形式,光管式水冷壁,膜式水冷壁,：广泛采用的形式。,销钉式水冷壁：用于敷设卫燃带。,内螺纹管水冷壁,：强化工质与水冷壁壁面的换热性能，防止传热恶化。广泛应用于超临界以上锅炉。,第三节 汽包锅炉水冷壁,5,一、水冷壁的作用第三节 汽包锅炉水冷壁5,汽包结构,又称,锅筒,，是自然循环和控制循环锅炉最重的承压部件和最庞大的设备。沿长度和周界方向开有许多管孔，并焊上管座。分别与给水管、下降管、汽水混合物引入管、蒸汽引出管以及其他辅助管件连接。,汽包内部,装有许多设备或部件，其中汽水分离设备最多。,汽包的作用,作为给水加热、蒸发和蒸汽过热受热面的连接点；也是循环系统的重要部件；实现汽水分离。保证循环回路的正常循环和获得优良品质的蒸汽。,汽包容积大，储水多，有一定的蓄热能力，在锅炉负荷变动时具有一定的缓冲能力，在运行调节中起重要作用。后壁金属，影响启动速度。,汽包内装有多级汽水分离设备，对来自水冷壁的汽水混合物进行分离。,对循环的锅炉水进行适当的化学处理；进行连续排污。,第四节 汽包,6,汽包结构第四节 汽包6,一、蒸发受热面系统,超临界、超超临界锅炉需要具有良好的变压运行能力，对水冷壁有较高的要求。,为保证低负荷运行时水冷壁的安全，保证一定的最低直流负荷（一般为,25-35%BMCR,），在最低直流负荷以下采用带再循环的,启动系统,。,内置式汽水,分离器,在再循环运行（湿态运行）方式下，起汽水分离的作用；,直流运行方式下作为通流部件，类似于联箱,第六节 直流锅炉蒸发受热面系统,7,一、蒸发受热面系统第六节 直流锅炉蒸发受热面系统7,二、水冷壁,现代变压运行直流锅炉的水冷壁有,两种型式,：,螺旋管圈式水冷壁,垂直管屏（圈）式水冷壁,两种水冷壁均采用内螺纹管，垂直管圈水冷壁入口处还加装节流圈。,上下水冷壁之间采用中间混合联箱过渡。,第六节 直流锅炉蒸发受热面系统,8,二、水冷壁第六节 直流锅炉蒸发受热面系统8,锅炉受热面吸热比例及其随压力的变化。,自然循环和控制循环锅炉蒸发受热面系统的构成及二者的比较。,汽包的作用。,直流锅炉蒸发受热面系统中再循环启动系统的作用。,超临界直流锅炉水冷壁型式及其结构特点。,本章小结,9,锅炉受热面吸热比例及其随压力的变化。本章小结9,锅炉汽水工质吸热量的分配,10,锅炉汽水工质吸热量的分配10,自然循环锅炉蒸发系统水循环示意图,11,自然循环锅炉蒸发系统水循环示意图11,自然循环锅炉水的蒸发系统,图,5-1,自然循环锅炉水和蒸发系统,1,省煤器；,2,前墙水冷壁；,3,右墙水冷壁；,4,后墙水冷壁；,5-,汽包；,6,供水管分配器；,7,左墙水冷壁；,8,省煤器再循环管；,9,后墙悬吊管；,10,集中下降管；,11,供水管；,12,汽水混合物引出管。,12,自然循环锅炉水的蒸发系统图5-1 自然循环锅炉水和蒸发系统,自然循环锅炉水冷壁回路,图,5-2,锅炉水冷壁回路划分示意图,1,集中下降管；,2,供水管；,3,水冷壁下集箱；,4,水冷壁管,13,自然循环锅炉水冷壁回路图5-2 锅炉水冷壁回路划分示意图1,控制循环和自然循环锅炉的比较,(,示意图,),14,控制循环和自然循环锅炉的比较(示意图)14,控制循环锅炉蒸发受热面系统,图,5-3 600MW,控制循环锅炉蒸发受热面系统简图,1,省煤器进口集箱；,2,省煤器；,3,省煤器中间集箱；,4,悬吊管；,5-,省煤器出口集箱；,6,省煤器出水管；,7,汽包；,8,下降管；,9,循环泵进口集箱；,10,循环泵进水管；,11,循环泵；,12,循环泵出口截止,/,逆止阀；,13,循环泵供水管；,14,17,环形下集箱（水冷壁供水包）；,18,、,19,前墙水冷壁；,20,、,21,后墙水冷壁；,22,折扇角水冷壁；,23,、,25-,悬吊管；,24,由水冷壁延伸的水平烟道侧墙包覆管；,26,炉膛侧墙水冷壁；,27,31,水冷壁出口集箱；,32,35,水冷壁（汽水混合物）引出管；,36,省煤器再循环阀。,15,控制循环锅炉蒸发受热面系统 图5-3 600MW控制循环锅,水冷壁形式,图,5-4,水冷壁结构图,(,a,),光管水冷壁；,(b),管子扁钢焊制膜式水冷壁；,(c),鳍片管膜式水冷壁；,(d),销钉水冷壁卫燃带；,(e),销钉膜式水冷壁卫燃带,1,管子；,2,耐火材料；,3,绝缘材料；,4,炉墙护板；,5-,扁钢；,6,轧制鳍片管；,7,销钉；,8,耐火填料；,9,铬矿砂材料,16,水冷壁形式图5-4 水冷壁结构图16,膜式水冷壁,17,膜式水冷壁17,内螺纹管,18,内螺纹管18,锅炉汽包,19,锅炉汽包19,汽包内部装置,20,汽包内部装置20,直流锅炉蒸发受热面系统及启动系统,21,直流锅炉蒸发受热面系统及启动系统21,分离器及储水箱,22,分离器及储水箱22,分离器布置,23,分离器布置23,水冷壁型式,24,水冷壁型式24,水冷壁型式比较,特 性,螺旋管圈,垂直管圈,管子布置、质量流速选择,螺旋管圈倾角设计和水冷壁管子数量较灵活，可采用较大的管径和较大水冷壁管内质量流速（,24002600 kg/m,2,s,）。,管子根数由炉膛周界确定，管径较小，质量流速较小（,14001600 kg/m,2,s,）。,水冷壁出口介质,温度均匀性,各管通过炉内不同热负荷区域，能保证吸热均匀，出口介质温度均匀性好。,高低热负荷区域，管间吸热存在很大差异，须通过进口节流圈调节以达到一定的均匀性,制造、安装,螺旋管圈制造难度相对较大，现场安装较复杂，支吊复杂。,结构简单、便于安装，易于支吊。节流圈需现场调整，所需时间也较长。,25,水冷壁型式比较特 性螺旋管圈垂直管圈管子布置、质量流速选择,管子的数量和尺寸及质量流速,26,管子的数量和尺寸及质量流速26,