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xuehai.net/ 锅炉设备与原理chapter6工业锅炉的水动力工况与蒸汽净化装置 本文档下载自文档下载网,内容可能不完整,您可以复制以下网址继续阅读或下载: http://doc.xuehai.net/b1154fefadeb4973d180fe402.html 华北电力大学动力工程系锅炉设备与原理课件

第六章 工业锅炉的水动力工况及蒸 汽净化装置6.1工业锅炉的水动力工况 6.2工业锅炉蒸汽净化装置 任务:了解工业锅炉的水动力工况;

熟悉工业锅炉的蒸汽净化装置 [此处图片未下载成功] &

#167;

6.1工业锅炉的水动力工况 锅炉的工作过程:炉内过程和锅内过程.本章研 究和分析工业锅炉的锅内过程. 如果由于某种原因致使工质和金属内表面间的 放热系数降低,金属壁温升高,当金属壁温度 超过金属的允许最高工作温度时,金属材料就 会因超温而破坏,致使锅炉发生爆管或爆炸事 故. 上升管内流动的工质,吸收高温烟气的热量, 水被加热、蒸发,形成汽水混合物,密度减小;

下降管不受热或受热较弱,工质的密度较大. [此处图片未下载成功]

一、锅内水循环 工业锅炉水动力系统一般包括加热系统(水)、 蒸发系统(汽水)、过热系统(汽). 蒸发系统按工质流动的方式:自然循环和强制循 环. 依靠下降管与上升管内工质密度差作为水循环 动力的蒸发系统,称为自然循环.工业锅炉绝 大部分属于自然循环锅炉.(自然循环热水锅 炉) 如果蒸发系统中工质的流动依靠水泵的扬程使 工质在受热面内流动,这种蒸发系统称为强制 循环. [此处图片未下载成功]

二、自然循环回路 自然循环回路:由锅 筒、下降管、下集箱、 上升管、上集箱及汽 水引出管等部件组成, 如图6-3所示. [此处图片未下载成功] .自然循环回路的布置 简单回路:一根下降管与一组上升管组成的封 闭的汽水系统. 复杂回路:一根下降管与几组上升管成的封闭 的汽水系统. 循环流量:在锅炉的自然循环回路中,管内工质 的质量流量. 循环倍率:循环流量与蒸发量之比值,K=G/D. 循环倍率=f(循环回路的阻力、流动压头、锅炉 额定工作压力、负荷的变化等). [此处图片未下载成功] (1)工业自然循环蒸汽锅炉 工作压力比较低,循环倍率K≥20,在正 常水动http://doc.xuehai.net/b1154fefadeb4973d180fe402.html力工况下,上升管不致过热,水中的溶 解盐也不会沉积在管内壁,不会发生爆管事故. (2)自然循环热水锅炉 循环倍率K等于锅炉各循环回路中的循环 水质量流量之和与锅炉进水量之比值,其循环 倍率可以大于1,也可以等于或小于1. 强制循环热水锅炉K=1. [此处图片未下载成功] . 自然循环回路基本方程 如右图所示. Hs――Q点前的高度为上升管 的加热水段高度;

Hq――Q点后的高度为上升 管的含汽段高度. 在下集箱处取A-A截面,作用在 该截面两侧的力应相等,即: [此处图片未下载成功] 运动压头:运动压头用来克服下降管与上 升管的阻力. 上升管、下降管压差: 有效压头:有效压头用来克服下降管的阻 力. [此处图片未下载成功] 利用在工作点Yxj=Yss原理来 计算水循环的 方法称为压差法;

利用在工作点Syx=SPxj的原 理来计算水循环的方法称为有效 压头法. 图6-4所示为自然循环回路的水 动力特性曲线. 两曲线的交点A为水循环回路的 工作点,该点所对应的流速,即 为水循环的回路的循环流速. 循环流速 [此处图片未下载成功]

三、自然循环锅炉水循环系统 .角管式锅炉水循环 如图6-5所示. [此处图片未下载成功] .锅炉管束的水循环 上、下锅筒与锅炉管束 组成对流蒸发受热面循 环回路,如图6-6所示. 根据烟气流动方向,将 锅炉管束分成三部分: 第一管束,因处于炉膛 出口,烟气温度很高, 受热最强,管内工质平 均密度最小;

第二管束 次之;

第三管束受热最 弱.但这不是绝对的 (管束里面的下降管与 上升管). [此处图片未下载成功]

四、自然循环锅炉的水循环故障 当锅内水动http://doc.xuehai.net/b1154fefadeb4973d180fe402.html力工况不正常时,水循环的安全性 就会遭到破坏,产生各种水循环故障,严重影 响锅炉的正常运行. 1.水循环的停滞和倒流 (1) 循环停滞 当在同一循环回路中,各上升管受热不均匀 时,受热弱的上升管中所产生的运动压头就 比较小,甚至不能维持最低的循环流速,而 处于停止不动的状态,这种现象称为循环停 滞. [此处图片未下载成功] 自由水面 如果产生循环停滞的上升管直接接于锅 筒的蒸汽空间,水将停留在上升管的某 一部位,水面以上全是蒸汽,此现象称 为 自由水面 . 危害:当自由水面的位置波动时,还会 引起管子的疲劳应力损坏. 措施:把上升管或上集箱的汽水引出管 从锅筒水位面以下引入锅筒,避免形成 自由水面. [此处图片未下载成功] (2) 循环倒流 由于受热不均,有的管中工质向上流,有的 管中工质向下流(流速大产生的抽吸作用), 这种现象称为循环倒流.在倒流管中,水向 下运动,汽泡向上运动. 当管内工质倒流速度很快时,管子仍能得到 良好冷却,不出现局部超温. 危害:当Ws.d=Wq.s时,汽泡处于不上 不下的状态,引起 汽塞 ,发生传热恶 化,以至使管子出现局部过热超温. [此处图片未下载成功] 停滞与循环倒流的根本原因是同一循 环回路中并列工作的各上升管受热不 均匀,其主要因素: 锅炉的结构特点 锅炉运行不良(炉膛火焰中心偏移 或火焰分布不均,受热面挂渣积灰) [此处图片未下载成功] 防止倒流、停滞的方法: [此处图片未下载成功] 2. 汽水分层 在水平或倾斜度很小的上升管中,汽水混合物的流速很小 时,可能发生管子上部是汽,下部是水的流动现象,称为 汽水分层. 汽水分层的管段受热时,管壁上、下温度不相等,会 产生温差应力,使管子遭到破坏;

汽水分界面处由于水面波动而产生交变应力,使管子 产生纵向裂纹而破坏;

水http://doc.xuehai.net/b1154fefadeb4973d180fe402.html滴不断 溅到上半部管壁上,当水分蒸发后,其中的 盐分在管壁上形成水垢,使上半部管壁的冷却效果恶 化,容易过热烧坏. 避免发生汽水分层的方法:w0不小于0.6~0.8m/s;

汽水混 合物的上升管或汽水引出管与水平线之间的倾角不宜小于 15&

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(燃用无烟煤的层燃炉,后拱角度8-10&

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?) . [此处图片未下载成功] 3. 下降管带汽 ⑴下降管带汽原因(锅表面水为饱和水)下降管入口阻力较大,产生较大的压降,使 下降管入口处水压降低而发生汽化,造成下 降管带汽. 下降管入口离锅筒水位面太近,上方水面形 成旋涡斗,将蒸汽吸入下降管. 下降管受热强、上升管出口与下降管入口距 离近而又无良好的隔离装置. [此处图片未下载成功] ⑵下降管带汽对水循环的影响 下降管带汽,使下降管内工质密度减小, 从而使循环回路的运动压头降低,对水 循环非常不利. ⑶解决的办法 下降管尽量设置在锅筒底部,以保证管 口上方有足够的水位高度. [此处图片未下载成功] &

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6.2工业锅炉蒸汽净化装置

一、蒸汽(数量与质量)污染原因及影响因素 锅炉蒸汽污染的原因:蒸汽带水和蒸汽溶盐. 工业锅炉压力低,蒸汽污染的原因:蒸汽带 水. 蒸汽带水的危害: 蒸汽的热焓减小;

进入过热器,其中盐分在表面结垢,恶 化传热;

盐分沉积在阀门处,使其关闭不严;

影响产品质量. [此处图片未下载成功] 蒸汽进入锅筒的途径: 锅筒水位面以上进入,撞击产生的水 滴;

水位面以下进入,依靠自身动能,穿 越水位面引起的锅水飞溅. 蒸汽与水是混合在一起的,所以为了 使蒸汽净化,需要安装汽水分离装置. [此处图片未下载成功] 蒸汽污染的影响因素锅炉负荷 在一定的运行工况下,锅炉负荷增加, 蒸发面负荷增加,汽水混合物流速增 加,锅水飞溅量增大,因此蒸汽湿度 增加. 蒸汽http://doc.xuehai.net/b1154fefadeb4973d180fe402.html空间高度 蒸汽空间高度小,汽水重力分离效果 差,因此湿度大,随着高度增加,明 显减小,但是到一定高度之后变化不 明显. [此处图片未下载成功] 锅水含盐量 含盐量高,锅水粘度及表面张力大, 小气泡不易形成大气泡,且上升速度 慢,锅筒水位膨胀,不利于重力分离, 因此蒸汽湿度增大.含盐量到一定数 值,蒸汽湿度急剧增加,此时为临界 含盐量(定期排污&

连续排污). [此处图片未下载成功]

二、蒸汽净化原理(1)重力分离;

(2)惯性力分离原理;

(3)离心力分离原理;

(4)水膜分离原理. [此处图片未下载成功]

三、蒸汽净化装置 .粗分离装置(1)旋风分离器 结构形式:由筒体、波形板顶帽、开式 溢流环、圆形底板和导向叶片等组成, 如下图6-10所示. 分离原理:离心力分离、重力分离和水 膜分离. [此处图片未下载成功] [此处图片未下载成功] (2)进口挡板 进口挡板安装在汽水混合物引入管的进口处,挡板 沿锅筒长度纵向布置,两端空出,如图6-11所示. 分离原理:消除动能,惯性力. 汽水混合物的引入速度不宜过大,否则易把水膜冲 碎成细小水滴,不利于分离.为减慢抵达挡板时的 流速,挡板与管口之间应保持有不小于两倍引入管 管径的距离.两挡板间应有合适的空隙截面,以便 此处蒸汽速度保持在1.5~4.5m/s. 此外,挡板与汽水流动方向的夹角α应小于45&

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, 以平稳地消除动能,否则会使汽冲破水膜而成水滴 飞溅. [此处图片未下载成功] 进口挡板 水下孔板 [此处图片未下载成功] (3)水下孔板 水下孔板是布置在锅筒水空间中的平孔板, 如图6-12所示. 分离原理:节流、均流、消除动能,防止冲 击水面http://doc.xuehai.net/b1154fefadeb4973d180fe402.html,减少汽水混合物穿过水面时形成的 细小水滴;

均匀蒸发面负荷. [此处图片未下载成功] 2.细分离装置 (1)均汽孔板装在锅筒顶部的多孔板,如图6-13所示. 分离原理:节流,均匀负荷,降低蒸汽上升速 度,重力分离;

阻挡细小水滴. 匀汽孔板与水下孔板工作原理基本相似,是借 小孔节流作用使锅筒汽空间各处负荷均匀.通 常孔板均匀开孔,孔径可取8~10mm,孔间 间距不宜大于50mm,蒸汽穿孔流速为13~ 27m/s. 为了增加锅筒汽空间重力分离效果,孔板尽量 装得高些,以增加蒸汽空间的有效分离高度. [此处图片未下载成功] 匀汽孔板 [此处图片未下载成功] (2)集汽管 在工业锅炉中,为了均匀蒸汽空间负荷,防止 蒸汽带水,常采用集汽管,如图6-14所示. 集汽管形式:缝隙式和多孔式. (a)抽汽孔集汽管;

(b)缝隙式集汽管 [此处图片未下载成功] (3)波形板分离器(百叶窗)①结构形式 由许多块波形板相间排列组成,水 平布置在锅筒顶部,如图6-15(a) 和图6-15(b)所示. ②分离原理 惯性力,水膜,重力. [此处图片未下载成功] 波形板用0.8~1.2mm的钢板压成,边框用 2~3mm的钢板制作,每组波形板大小以能通 过锅筒上的人孔为限.相邻两块波形板的间距 为10mm,水平布置时,其长度要求超过锅筒 直段长度的2/3. 波形板的底部应加装疏水管,且应延伸至锅筒 最低水位以下.波形板应与匀汽孔板配合使用, 蒸汽先经波形板再经匀汽孔板,为获得较好的 分离效果,波形板的上沿与匀汽孔板之间应保 持一定距离,一般取30~40mm. [此处图片未下载成功] (a)水平式波形板分离器 (b)竖立式波形板分离器 [此处图片未下载成功] (4)钢丝网分离器 由两片拉网http://doc.xuehai.net/b1154fefadeb4973d180fe402.html钢板内夹数层钢丝网组合 而成,工艺简单,流动阻力小,应用 广泛,见图6-16. (5)蜗壳式分离器 由缝隙式集汽管及其外加的蜗壳组成, 如图6-17所示,在离心力的作用将汽 水分离. [此处图片未下载成功] 钢丝网分离器 蜗壳式分离器 [此处图片未下载成功] 习题2,3,5,7,8,10 [此处图片未下载成功] 文档下载网是专业的免费文档搜索与下载网站,提供行业资料,考试资料,教学课件,学术论文,技术资料,研究报告,工作范文,资格考试,word文档,专业文献,应用文书,行业论文等文档搜索与文档下载,是您文档写作和查找参考资料的必备网站. 文档下载 https://doc.wendoc.com/ 亿万文档资料,等你来免费下载 ........