锅炉原理ppt课件第9章蒸发设备.ppt
1,第九章蒸发设备,2,1. 自然循环,第一节概述,汽包下降管水冷壁（上升管）联箱,循环推动力：两侧密度差亚临界压力以下,组成,特点,3,2. 控制循环,汽包下降管循环泵水冷壁（上升管）联箱,循环推动力：循环泵密度差亚临界压力,组成,特点,第一节概述,4,3. 直流,流动推动力：给水泵亚临界及超临界压力节省钢材启动快,汽包,下降管,循环泵,过热器,省煤器,水冷壁（上升管）,组成,特点,汽水分离器,第一节概述,5,3. 直流,汽水分离器,第一节概述,启动低负荷,6,4. 亚临界和超临界的区别,Temperature,第一节概述,临界点 P=22.565MPat=374.15 h=2100kJ/kg,7,亚临界汽包锅炉,超临界直流锅炉,第一节概述,8,第一节概述,9,1. 作用,第二节水冷壁,水的蒸发受热面（上升管） 吸收高温火焰辐射热,水蒸汽 降低炉膛出口烟温防止结渣 降低炉墙内壁温度,2. 位置：炉膛四周内壁,10,第二节水冷壁,3. 结构,内螺纹（扰流）管水冷壁,光管,膜式水冷壁,销钉式水冷壁,销钉水冷壁销钉膜式水冷壁,炉膛气密性好辐射受热面积大，降低金属耗量炉墙重量轻，便于悬吊防止管壁超温,工质在管内强烈扰动推迟膜态沸腾避免管壁超温用于高负荷区域膜式水冷壁,焊制鳍片膜式水冷壁轧制鳍片膜式水冷壁,外径5060mm相对节距1.051,外径3870mm相对节距1.21.5扁钢厚度56mm,11,第二节水冷壁,3. 结构,光管,焊制鳍片膜式水冷壁轧制鳍片膜式水冷壁,12,第二节水冷壁,3. 结构,膜式水冷壁,13,第二节水冷壁,3. 结构,销钉,14,第二节水冷壁,内螺纹水冷壁管,15,第二节水冷壁,16,第二节水冷壁,4. 水冷壁系统,（1）自然循环和控制循环锅炉,炉膛四周内壁,紧贴炉墙连续排列,垂直布置,多组独立的循环回路,防止水冷壁吸热不均提高水循环的安全性,炉膛底部倾斜构成冷灰斗,少部分倾斜构成折焰角,17,第二节水冷壁,自然循环,折焰角延伸形成水平烟道,水冷壁上部固定在支架（可自由膨胀）,高热负荷区域采用内螺纹管（安全性）,后墙水冷壁,凝渣管,部分管束作为后墙悬吊管,4个集中下降管,96根供水管,32组648根膜式水冷壁,26个上集箱106根导汽管,18根连接管,32个下集箱,4. 水冷壁系统,18,第二节水冷壁,自然循环,4个集中下降管,96根供水管,32组648根膜式水冷壁,26个上集箱106根导汽管,32个下集箱,4. 水冷壁系统,（1）上升管的含汽率较小（20%）,（2）上升管直径稍大、布置限制多,（3）质量流速（15002500kg/m2s）,19,第二节水冷壁,强制循环,4个集中下降管,3台循环泵（一台备用）,890根水冷壁管,5个上集箱,48根导气管,（1）上升管的含汽率高（20%）,（2）上升管直径小、布置限制少,（4）汽水分离器汽包直径,（5）高温高压循环泵可靠性要求高,（3）质量流速（15002500kg/m2s）,20,第二节水冷壁,直流锅炉,（1）水冷壁管出口含汽率高（100%）,（2）上升管直径小、布置自由,（3）质量流速（25003500kg/m2s）,21,第二节水冷壁,螺旋管圈,垂直管屏,直流锅炉,一次上升（UP）,多次上升（FW）,水平围绕管圈型（前苏联拉姆辛式）,垂直管屏型（德国本生式）,回带管圈型（瑞士苏尔寿）,传统,现代,通用压力,福斯特惠勒,22,管圈型,结构：,平行管,三面水平一面倾斜,两面水平两面倾斜,管带,四面倾斜（螺旋管圈）,第二节水冷壁,特点,金属用量少,管圈支吊困难,热偏差小,现场工作量大,避免汽水分层,没有中间联箱没有连接管,管间热负荷均匀,四面倾斜,23,第二节水冷壁,倾斜角1430,24,垂直管屏型一次上升,第二节水冷壁,给水一次流经全部四面墙水冷壁管屏,没有下降管,系统简单全悬吊结构整体焊接膜式水冷壁（膨胀方向一致）流动阻力小（流程短）水力特性稳定金属耗量小,沿高度分上、中和下部三个辐射区,混合器消除平行管子间的热偏差,特点,系统,25,垂直管屏型多次上升,第二节水冷壁,下部高热负荷区域减小管屏的宽度，形成多次垂直上升,下降管工质流程长系统阻力较大相邻两屏热膨胀不同金属耗量增加,上部较低热负荷区一次垂直上升管屏,炉外加设下降管,保证高热负荷区有较高的质量流速（充分冷却）,减少高负荷下水冷壁的流动阻力（管径较大）,大直径管,刚度增强,特点,系统,26,第二节水冷壁,垂直管屏型多次上升,27,第二节水冷壁,5. 布置原则,低热负荷区域一次上升垂直管屏,高热负荷区域螺旋管圈（减小热偏差）多次上升垂直管屏,28,1. 作用,第三节汽包,与受热面和管道连接增加蓄热能力汽水分离改善蒸汽品质安全附件保证锅炉安全运行,下降管、水冷壁和过热器连接中枢 省煤器给水进入 汽水混合物引入 饱和蒸汽过热器,汽水分离、蒸汽清洗、排污等,29,第三节汽包,2. 结构,圆筒形容器,筒身：钢板卷制,封头：钢板模压,内部,上半部：蒸汽空间蒸汽净化装置,下半部：水容积汽水分离装置,30,第三节汽包,2. 结构,尺寸,长2528m（锅炉容量、宽度）直径17001800mm（锅炉容量、汽水分离装置）厚度130200mm（汽包压力、直径）,开孔,沿长度开孔，焊管座连接给水管、下降管、汽水混合物引入管、蒸汽引出管、排污管等封头开孔椭圆或圆形人孔安装和检修,布置,横置炉外不受热、保温,31,高压和超高压锅炉汽包,第三节汽包（锅筒）,l-汽包 2-内置旋风分离器3-清洗水配水装置4-蒸汽清洗装置5-波形板6-顶部孔板,32,亚临界自然循环锅炉汽包,l-旋风分离器2-疏水管3-顶部孔板4-波形板分离器5-给水管6-排污管7-事故放水管8-汽水夹套9-下降管10-加药管,不设置蒸汽清洗装置汽包下部设置汽水混合物夹层,第三节汽包,33,3. 特点,第三节汽包,强度计算选择汽包材料和壁厚 安全阀限制汽包的工作压力 限制汽包上下壁和内外壁温差（ 4050）,34,1. 作用,第四节下降管和联箱,下降管 将汽包中的水送往下联箱 维持正常的水循环,2. 分类,小直径分散下降管,大直径集中下降管,108159mm,流动阻力大,数量多（40根以上）,325428mm,流动阻力小,数量少（6根左右）,节省钢材,联箱：工质集中混合（汇集）均匀分配（分配）,35,1. 作用：推动工质的流动,第五节循环泵,3. 分类,湿式电动机拖动（泵和电机浸入水中）,屏蔽电动机拖动,2. 特点：介质是高温高压水泵的轴封密封性能,36,1. 蒸汽品质,第六节蒸汽净化,（1）含义：单位质量蒸汽含有的杂质，g/kg,盐类：钠盐SiO2（主要杂质）,气体：O2、N2、CO2、NH3 （少量）,（2）杂质类型,盐类,（3）杂质危害,过热器：流动阻力增加，超温,阀门：失灵，漏汽,汽轮机：喷嘴和叶片粗糙,气体,腐蚀CO2参与沉积,37,1. 蒸汽品质,第六节蒸汽净化,（4）蒸汽品质要求,火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量GB/T 12145-2008,参数：压力比容汽轮机流通截面积,38,1. 蒸汽品质,第六节蒸汽净化,（4）蒸汽品质要求,火电厂汽水化学导则DL/T 805.1-2004,参数：压力比容汽轮机流通截面积,39,2. 蒸汽污染的原因,（1）杂质来源,给水含杂质,蒸发,炉水杂质,（2）污染原因,机械携带,选择性携带,饱和蒸汽带水,蒸汽溶盐,第六节蒸汽净化,饱和蒸汽携带含盐浓度较大的锅水水滴,饱和蒸汽具有直接溶解盐的能力蒸汽对不同盐分的溶解能力不同,汽包炉SiO220g/L直流炉SiO215g/L,40,（3）污染机理,第六节蒸汽净化,机械携带,选择性携带,总带盐量,：蒸汽比湿度,a：分配系数,K：携带系数,（4）净化措施,汽水分离降低饱和蒸汽带水（机械携带）,蒸汽清洗降低蒸汽溶盐（选择性携带）,排污降低炉水含盐量,水处理提高给水品质,分配定律：在一定压力和温度下，如果某物质在两种互不相溶的介质（蒸汽和炉水）里均能溶解，则这两种介质中的溶解度之比为常数（分配系数）,Sw：锅水含盐量,41,3. 机械携带,（1）原因,第六节蒸汽净化,汽水混合物进入汽空间,冲击水面,冲击部件,相互冲击,水滴飞溅,进入汽空间,饱和蒸汽带水,汽水混合物进入水容积,汽泡穿层,溅出水滴,进入汽空间,汽泡破裂,42,负荷产汽量,汽水混合物速度,水滴量,汽空间蒸汽速度,锅炉负荷,蒸汽湿度,第六节蒸汽净化,（2）影响因素,蒸发面负荷：蒸汽上升速度,蒸汽空间负荷：蒸汽停留时间,临界蒸汽热负荷,43,汽包压力,第六节蒸汽净化,（2）影响因素,P汽水分离困难带水量蒸汽品质,P 饱和温度水的表面张力水易破碎带水量,P急剧饱和温度水容积产生附加蒸汽,水位,汽量,带水量,蒸汽品质,44,炉水含盐量,Sw表面张力汽泡直径上升速度水容积中含汽量,蒸汽品质带水量水位,第六节蒸汽净化,汽包水位蒸汽空间高度带水量,汽包水位水循环安全性 ,蒸汽空间高度：大于0.6m正常水位：中心线以下100200mm,汽包水位,（2）影响因素,45,第六节蒸汽净化,（3）汽水分离,基本思路,消除汽水混合物的动能（防止水滴粉碎）,蒸汽沿空间水平截面均匀分布（降低蒸汽上升速度）,从蒸汽中分离细微水滴（利用密度差）,分离原理,重力分离,惯性分离,离心分离,46,第六节蒸汽净化,（3）汽水分离,分离装置,挡板：惯性分离,水下孔板：重力分离,旋风分离器：离心分离和重力分离,波形板：水膜分离、离心分离和重力分离,顶部均汽板：重力分离,粗分（一次分离）：汽水混合物分离,细分（二次分离）：蒸汽携带的细微水滴分离,47,第六节蒸汽净化,（3）汽水分离,旋风分离器,原理,汽水混合物切向进入旋转水滴抛向筒壁并沿筒壁流下蒸汽由中心上升,防止贴筒水膜被撕破,水稳定地流入汽包水容积中防止水向下排出时将蒸汽带出,48,第六节蒸汽净化,（3）汽水分离,顶部孔板,波形板（百叶窗）,49,第六节蒸汽净化,4. 选择性携带,（1）原因：蒸汽具有直接溶解盐分的能力,（2）特点,选择性：不同盐分在蒸汽中的溶解能力不同,压力相关：压力增加溶解能力增加,蒸汽状态：饱和蒸汽和过热蒸汽均可溶盐,50,（3）盐的分类,第六节蒸汽净化,第一类：分配系数最大SiO2、H2SiO3,第三类：分配系数最小Na2SO4、CaSO4、MgSO4,第二类：分配系数较大NaOH、NaCl、CaCl2,P6MPa考虑,P14MPa考虑,P20MPa考虑,51,（4） 蒸汽清洗,第六节蒸汽净化,清洗原理,利用含盐低的清洁给水与含盐量高的蒸汽接触,蒸汽中溶解的盐分转移到清洁给水中,清洗装置,喷淋,水膜,穿层,钟罩,平板,52,（4） 蒸汽清洗,第六节蒸汽净化,影响因素,清洗水量蒸汽品质,清洗前蒸汽品质清洗后蒸汽品质,水层厚度清洗不充分蒸汽品质,蒸汽流速蒸汽带水,蒸汽流速汽水接触变差蒸汽品质（1.5m/s）,清洗水pH硅酸分配系数蒸汽品质,53,提高炉水品质的途径,给水品质炉水品质（给水质量标准）,炉水排污炉水品质,分段蒸发炉水品质排污率,化学处理炉水品质,第六节蒸汽净化,4. 炉（锅）水品质,炉水污染原因,给水循环多次,炉水含盐量,54,锅炉排污,定义：含盐浓度高的炉水排出炉外,原理：,Sw Sv ,分类,连续排污,定期排污,汽包液面（盐分）,下联箱（沉淀物）（8小时一次）,排污率,凝汽式机组12%供热机组 37%,第六节蒸汽净化,55,分段蒸发,目的：减小热损失,原理,净段：蒸发量,第六节蒸汽净化,盐段：蒸发量,排污,
