第5章蒸发设备及水冷壁课件.ppt

《第5章蒸发设备及水冷壁课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第5章蒸发设备及水冷壁课件.ppt（108页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、超临界锅炉受热面布置及特性,直流锅炉的蒸发受热面的结构型式,现代直流锅炉蒸发受热面的主要型式,(1)一次垂直上升管屏；(2)炉膛下部多次上升、炉膛上部一次上升管屏；(3)螺旋围绕上升管屏。,1、一次垂直上升管屏 美国拔柏葛公司在本生锅炉的基础上进行改进的一种炉型。它的商业名称为“通用压力锅炉(UniversalPressure Boiler)”或“UP锅炉”，是指锅炉的压力既适用于亚临界，又适合于超临界,(a)一次上升型 适用于大容量亚临界压力及超临界压力锅炉 (b)上升-上升型 适用于较小容量的超临界锅炉 (c)双回路上升型适合于较小容量亚临界压力锅炉,一次上升型垂直管屏有以下特点：由于一次

2、上升，各管之间壁温差较小，适宜于采用膜式水冷壁；为了减少热偏差，在结构计算中考虑有一次或多次中间混合，每个管带入口有调节阀，w一般为2000-3400kg/(m2s)；由于有中间联箱，不适合作滑压运行，特别适合大于600MW带基本负荷大容量锅炉；（中间联箱压力降低时，将引起汽水分配不均）管系简单，流程总长度短，汽水系统水阻力小；可采用全悬吊结构，安装支吊非常方便，是一种理想的管屏。,炉膛下部多次上升、上部一次上升管屏(FW型),这种锅炉是美国福斯特惠勒(FW)公司购买本生专利加以发展的一种型式。 在热负荷较高的下部采用23次垂直上升管屏，使每个流程的焓增量减少 各流程出口经过充分的混合，可以做

3、到：任何两管间温差小于22 上部由于热负荷低，工质比容大，可采用一次上升管屏 由于采用中间混合，所以不适宜滑压运行,1950t/h FW型超临界压力直流锅炉炉膛受热面布置,3、螺旋式水冷壁管屏是西德、瑞士和日本等国为适应变负荷运行的需要而发展起来的 水冷壁四面倾斜上升，由于水平管屏吸热比较均匀，因此可以在生成蒸汽途中没有混合联箱，在滑参数运行时，也就没有汽水混合物分配不均的问题了，因而特别适合于滑压运行 由于水平管圈承受荷重的能力差，因此有的锅炉在上部使用垂直上升管屏，也就可以采用全悬吊结构,265MW机组的苏尔寿螺旋式水冷壁直流锅炉,常州电厂水冷壁 水冷壁采用全焊接的膜式水冷壁，保证燃烧室的

4、严密性，鳍片宽度能适应变压运行的工况。并确保在任何工况下鳍端温度低于材料的最高允许温度。 在任何工况下（尤其是低负荷及启动工况），应保证在水冷壁内有足够质量流速，以保持水冷壁水动力稳定和传热不发生恶化，特别是防止发生在亚临界压力下的偏离核态沸腾和超临界压力下的类膜态沸腾现象。在设计中应采用防止膜态沸腾的措施。水冷壁的设计要考虑起动时汽水膨胀现象。,水冷壁管进行水动力不稳定性和水冷壁管内沸腾传热计算，确定不发生脉动的界限质量流速和管子最大壁温及管子上下壁温差。还应进行水冷壁管管壁温度工况的校核，判断管子的温度和应力是否在许用范围内。 对螺旋管水冷壁，螺旋管倾角的选择应充分考虑汽水分层、传热恶化的

5、影响。,水冷壁的水量和热量分配应均匀，以保证沿炉膛宽度方向和四周方向吸热均匀。水冷壁应有足够的动力水头，以防止水循环中出现停滞、倒流、不稳定的水动力等等，水冷壁的设计应保证螺旋管出口相邻两根管子之间的温度偏差不高于80oC。 最低直流负荷应不大于30% B-MCR。,1、螺旋管圈水冷壁的优势从理论上分析，螺旋管圈水冷壁具有下述优势：(1)工作在下辐射区的水冷壁同步经过受热最强的区域和受热最弱的区域。(2)工质在下辐射区一次性沿着螺旋管圈上升，没有中间联箱，在工质比容变化最大的阶段避免了再分配。(3)不受炉膛周界的限制，可灵活选择并列工作的水冷壁管子根数和管径，保证较大的质量流速。,螺旋管圈水冷

6、壁的水动力特性,螺旋管圈水冷壁的这些优点，使得水冷壁能够工作在热偏差最小和流量偏差最小的良好状态。因此，其水动力稳定性较高，不会产生停滞和倒流，可以不装节流圈，最适合变压运行。,2、螺旋管圈水冷壁结构及主要参数石洞口第二发电厂的600MW超临界参数锅炉即采用螺旋管圈水冷壁，管子规格为385.6mm，材料为13CrMo44，由316根管盘旋至炉膛折焰角下部，盘旋圈数为1.74圈，螺旋管倾角为13.95。l00%MCR工况时的质量流速为2800kg/(m2s)，螺旋管出口处的工质温度控制在413，水冷壁出口处的工质温度控制在433。直流运行工况的最小质量流速为980kg/(m2s)。,显而易见，螺

7、旋管圈水冷壁尽管在结构上与垂直管屏水冷壁不同，在运行方式上也存在差别，但它们在超临界压力下的工作参数(压力和温度)几乎一致。下辐射区水冷壁出口的工质温度的控制，主要取决于超临界压力下工质的热物理特性。即在相同的工作压力下，无论是垂直管屏水冷壁，还是螺旋管圈水冷壁，下辐射区水冷壁出口的工质温度都应控制在不高于相应压力的拟临界温度下。即将工质吸热能力最强的大比热区避开热负荷最高的燃烧器区域，推移到热负荷较低的区域。,3、变压运行时螺旋管圈水冷壁的工作特点(l)超临界参数锅炉变压运行时，工作压力随负荷变化。在75%MCR负荷以下时，水冷壁在亚临界压力区工作，管内工质是汽水混合物，比容变化较大。此时如

8、果管外热流密度过高，不仅容易引起膜态沸腾，还会引起较大的工质热膨胀。(2)超临界压力锅炉在低负荷变压运行时，下辐射区出口的压力比较低，50%MCR负荷时的中间点压力为13MPa，这时饱和汽的比容是水的比容的8.1倍以上，汽水的比容差显著增大。,(3)低负荷运行时，螺旋管圈进口工质温度降低，工质欠焓增大，当部分水冷壁结渣、积灰或火焰偏移时，将使各水冷壁管的沸腾点不同步地推迟，此时尽管水冷壁的总流量不变，但是各管内工质流量分配不均或流量时大时小，从而出现流动不稳定现象。因此应特别注意低负荷下的水动力不稳定性。负荷越低，压力越低，越容易出现水动力不稳定性。,(4)变压运行的超临界直流锅炉启动时处于无

9、压或低压状态，随着燃烧率的增加，工质温度和压力不断提高，水冷壁管中的汽水膨胀使得水冷壁出口的流量远大于给水量，这将影响到分离器的水位变化特性和系统的水动力稳定性。75%MCR负荷以上时，水冷壁进入临界压力和超临界压力区工作，影响水动力稳定性和传热特性的主要因素是工质的大比热特性。,4、热偏差对螺旋管圈水冷壁安全性的影响实际运行经验表明，直流锅炉的水动力不稳定性多数是在低负荷且水冷壁热负荷分布不均的情况下形成的。水冷壁热负荷分布主要决定于火焰中心位置的偏移以及受热面结渣和积灰等条件，即影响水动力稳定性的主要因素是炉内过程引起的热偏差。,超临界参数600MW锅炉曾经因为四角火焰燃烧调整存在偏差，导

10、致低负荷时炉膛火焰充满程度不好，火焰向后墙偏斜，使得锅炉在50%MCR及以下的负荷范围内运行时，后墙水冷壁出现超温现象。低负荷时水冷壁超温的原因不仅与热偏差增大有关，而且与水冷壁中工质流量减少，质量流速降低有关。机组负荷高于60%MCR时，火焰偏斜程度减弱，水冷壁中工质流量逐渐增大，超温现象逐渐缓减。,5、燃料投入速度及减温水量对水动力特性的影响在升温升压的过程中，随着燃料量的增加，尤其是直吹式系统增投磨煤机时，一方面炉内燃烧放热量增大，引起热敏感性较强的水冷壁吸热量剧烈变化，管内汽水比容变化速度加快。另一方面为控制汽温还需要增加减温水量，如果减温水量较大，水冷壁中工质流量就减少得多。因此实际

11、运行中，总是有多种不利因素同时影响着水动力的稳定性。,超临界压力锅炉水冷壁系统特性,一、超临界参数的基本特性,二、超临界压力螺旋管水冷壁的结构及特点,三、汽水分离器的作用和构造,一、超临界参数的基本特性,(一) 超临界压力水蒸气的比容、比热和焓,(二) 亚临界、超临界压力下的水动力特性,(三) 超临界压力下的传热特性,(四) 超临界压力下的汽水工况,超临界压力下，不再有汽水两相区加热过热,临界点：约22MPa，374.15,1比容,(一) 超临界压力水蒸气的比容、比热和焓,在相变点，比容增加的很快与压力的关系,大比热特性 超临界压力下，对应一定的压力，工质存在一个大比热区。对应比热最大值的温度

12、称为拟临界温度。工质温度低于拟临界温度时，工质为水；工质温度高于拟临界温度时，工质为汽。工质最大比热对应的拟临界温度点也称为相变点。,2比热,水侧：随温度升高而增加汽侧：相反,一个峰值,随压力的变化,大比热区大比热区内工质比容的急剧变化，必然导致工质的膨胀量增大，从而引起水动力不稳定或类膜态沸腾。控制下辐射区水冷壁的吸热量，尤其是将下辐射区水冷壁出口的工质温度控制在对应工质压力的拟临界温度以下，使工质的大比热区避开受热最强的燃烧器区域是超临界锅炉机组设计和运行的关键。,焓值的变化在变相点附近也很大,3超临界压力水蒸气的其它特性,在变相点：导热系数动力粘度普朗特数,超临界压力下的传热特性,类膜态

13、沸腾,在最大比热区，即相变点附近，超临界压力工质的特性发生显著的变化，在一定条件下，可能出现传热恶化，这种传热恶化现象类似于亚临界压力时的膜态沸腾壁温飞升,超临界压力下工质热物理性质的急剧变化对管子传热特性的主要影响表现在以下几方面：(1)由于管子壁面处流体的温度与管子中心的流体温度不同，管子中心的流体粘度大，而壁面处的流体粘度降低。例如，当工质温度在300400范围内时，管内壁面处的工质粘度约为管中心工质粘度的1/3左右，由此产生粘度梯度，引起流体边界层的层流化。(2)在边界层中的流体密度降低，产生浮力，促使紊流传热层流化。,(3)边界层中的流体导热系数也随着降低，又使导热性差的流体与管壁接

14、触，当进口温度较低时，壁面处的流体速度远小于管中心的流体速度，这又促使流动层流化。显而易见，在管子热负荷较大时就可能导致传热恶化。超临界压力下由于工质热物理特性变化导致的这种传热恶化现象类似于亚临界参数下的膜态沸腾，称为类膜态沸腾。,水动力不稳定的主要表现是：流量和压差的关系不是单值性的，而是多值性的，即对应一个压差，出现两个或两个以上的流量,(二) 亚临界、超临界压力下的水动力特性,1、直流锅炉的水动力多值性,水动力多值性的具体表现对于一根管子，流量有时大有时小对于并联工作的一组管子，有的管中流量大，有的管中流量小使并联工作的各管子出口的工质比容、干度、温度等状态参数产生不均匀，有的管子出口

15、是不饱和的水，有的是过热蒸汽，有的是汽水混合物。对一根管子来说，出口工质有时是不饱和的水，有时是过热蒸汽，有时是汽水混合物的现象。这当然是不安全的工况。,水动力多值性的出现，从根本上来说，是由于热水段和蒸发段的共存，且蒸发段中工质比容变化较大引起的。,(1) 工质压力 影响起主要作用 当压力降低时，汽水密度差增大，水动力趋于不稳定,影响直流锅炉水动力多值性的因素,单从压力看，超临界压力下应该是稳定的，但仍有其它一些因素：,（2）蒸发管进口水欠焓工质欠焓越大越容易出现多值性,（3）质量流速 质量流速越小，工质流量分配越不均匀越容易发生水动力多值性 螺旋管圈水冷壁管数少质量流速高,（4）热负荷q热

16、负荷q降低(水冷壁吸热量Q降低)时相当于增大了工质欠焓，使水动力趋于不稳定。 （5）锅炉负荷直流锅炉在低负荷运行时，比高负荷时的水动力稳定性要差得多。因为低负荷时，压力低、质量流速小、进口工质欠焓大，热负荷降低、热偏差增大。,（6）重位压头垂直管屏不但可能出现水动力不稳定现象，还可能出现停滞和倒流问题。因此，垂直管屏水动力稳定性条件要求更高。 （7）工质大比热特性当工质温度处于大比热区范围内，且吸热量同时增大时，比容发生剧烈变化，引起工质的膨胀量急剧增大，容易产生水动力不稳定现象。,（1）提高质量流速提高质量流速是提高水动力稳定性的最有效的方法。（2）提高启动压力p采用变压运行的螺旋管圈水冷壁

17、的直流锅炉，应避免低负荷时的工作压力过低。垂直管屏最好采用全压启动方式。（3）采用节流圈 使热水段的流动阻力总是占优势 （4）减小进口工质欠焓 i =0时，水冷壁进口联箱中分配给每根水冷壁管的流量不均匀性增大。但欠焓减小，有利于提高水动力的稳定性。,提高水动力稳定性的方法,（5）减小受热偏差 水动力不稳定性主要是由热偏差引起的 及时吹灰，防止水冷壁结渣、积灰；防止火焰偏斜 （6）控制下辐射区水冷壁出口温度应将工质的大比热区避开热负荷较高的燃烧器区。这就要求控制下辐射区水冷壁出口工质的温度，使其低于拟临界温度以下。,现象 进入蒸发管的水流量和流出蒸发管的蒸汽流量发生周期性的波动 全炉脉动屏间脉动

18、管间脉动(1)在并联工作的管子之间，某些管子的进口水流量时大时小。当一部分管子的水流量增大时，另一部分管子的水流量却在减小。与此同时，管子出口的蒸汽量也在进行周期性的变化。(2)当管子进口的水流量G最大时，出口的蒸汽流量D最小。(3)整个管组的进水量和蒸汽量变化不大。,2、蒸发管的脉动性,危害 交界面处，交替接触不同状态的工质使管壁温度发生周期性变化，以至引起金属管子的疲劳破坏。 汽温不易控制，甚至引起管壁超温 冲击作用力造成管屏的机械振动。引起管屏的机械应力破坏。,(1)提高质量流速(2)采用节流圈(3)提高进口压力运行实践证明，p14Mpa时，基本不发生脉动现象。但变压运行的直流锅炉启动或

19、低负荷运行时，应注意脉动的产生。 (4)降低蒸发点的热负荷和热偏差,防止脉动的措施,(5)防止脉动性燃烧(6)给水泵的特性 足够陡的水泵特性可以使压力波动时，流量变化不大。这样有利于消除或避免锅炉的整体脉动。,3直流锅炉蒸发受热面的热偏差,直流炉，吸热越大的管子，流量越小UP型锅炉在水冷壁入口装节流圈，或增加中间混合联箱采用螺旋管圈，则不需节流圈和中间混合联箱，使锅炉更适合变压运行,防止传热恶化、降低管壁温度的措施，主要有：,(1)采用内螺纹管或交叉来复线管,内螺纹管抵抗膜态沸腾、推迟传热恶化的机理由于工质受到螺纹的作用产生旋转，增强了管子内壁面附近的扰动，使水冷壁管内壁面上产生的汽泡可以被旋

20、转向上运动的液体及时带走，水流受到旋转力的作用，紧贴内螺纹槽壁面流动，从而避免了汽泡在管子内壁面上的积聚所形成的汽膜，保证了管子内壁击上有连续的水流冷却。,(2)提高工质质量流速,(四) 超临界压力下的汽水工况,1盐类的溶解和沉积,2盐类的沉积区域,3直流锅炉的给水标准,1盐类的溶解和沉积,危害：过热器：影响蒸汽流动、传热阀门：关闭不严、动作不灵汽机中：改变叶片的型线降低效率阻力、轴向推力、转子的平衡,现代大容量高参数直流锅炉一般均不考虑排污，所以给水所带人盐分或是沉积在受热面上，或是被蒸汽带人汽机，其盐分平衡式为: Sgs =Sq +Scd 式中 Sgs给水含盐量，mgkg Sq蒸汽中含盐量

21、，mgkg Scd沉积在受热面上的盐量，mgkg对于超临界锅炉来说：大部分盐类被带入汽机，而只是极难溶的会沉积在受热面上,2盐类的沉积区域,(1) 在单相的加热水区，由于水的密度大，所以溶解度也较大，所以一般说加热区段不沉积盐分,(2) 蒸发区段。由于水溶解盐类的能力大于饱和蒸汽的溶盐能力。随着蒸发过程的进行，锅水的盐分含量不断增加，当水中的含盐量超过其溶解度，超出的那一部分就会以固相析出在受热面上。当蒸发结束时，盐分在水中已达到高度浓缩，成为盐分的积聚,(3) 过热区段的沉积范围取决于给水中的含盐量和各种盐类在过热蒸汽中的溶解度。超临界压力时，压力超高，沉积的区域越大,3直流锅炉的给水标准,

22、在给定参数下，只有控制直流锅炉给水品质，才能保证锅炉与汽机的要求。,直流锅炉的给水品质指标主要包括： 总含盐量(电导率)，硬度、SiO2、Cu、Fe、O2、pH等,硅(Si02)溶解长最大,(4) 硬度,(5) 钠离子含量Na+,(2) 铜(Cu),(3) 含铁量(Fe),(6) 溶解氧(O2)和联胺(N2H4)辅助除氧,(7) pH值,常州电厂锅炉给水质量标准总硬度：0 mol/l溶解氧（化水处理后）：30200 g/l铁：10 g/l铜：5 g/l二氧化硅：15 g/l油：0 mg/lpH值：8.09.0电导率（25）：0.2 S/cm钠：5 g/l,蒸汽品质要求钠：5 g/kg二氧化硅：

23、15 g/kg电导率（25）：0.20 S/cm铁：10 g/kg铜：5 g/kg,二、超临界压力螺旋管水冷壁的结构及特点,(一)石洞口二厂1900th超临界压力锅炉水冷壁的整体结构,(二)螺旋管圈水冷壁主要组件的结构,(三)螺旋管圈的悬吊装置,(四)刚性梁结构,常州炉膛由膜式壁组成。从炉膛冷灰斗进口（标高7500mm）到标高48840mm处炉膛四周采用螺旋管圈，管子规格为F38.1mm，节距为54mm。在此上方为垂直管圈，管子规格为F34.9mm，节距为56mm。,该锅炉水冷壁为螺旋管圈水冷壁。螺旋管圈水冷壁按冷灰斗的管圈型式以及螺旋管圈上部向垂直管屏的过渡方式分为两大类型： 一是垂直管圈冷

24、灰斗加分叉管过渡的型式 二是螺旋冷灰斗加中间混合集箱过渡的型式,(一)石洞口二厂1900th超临界压力锅炉水冷壁的整体结构,该锅炉水冷壁采用后一种组合型式，因为螺旋冷灰斗的吸热偏差小，采用这种组合型式后，在水冷壁进口不装置节流圈的情况下也能保证很小的工质出口温差，中间混合集箱过渡又能在低负荷时获得均匀汽水两相分配。而且结构上，下部螺旋管圈和上部垂直管屏的转换根数之比没有限制,水冷壁布置总图,1-水冷壁进口环形集箱,2-螺旋冷灰斗,3-螺旋管圈,4-中间混合集箱,5-垂直管屏,6-折焰角,7-折焰角进口集箱,8-折焰角外部连接管,9-后水冷壁悬吊管进口集箱,10-后水冷壁悬吊管,11-水冷壁出口

25、集箱,12-水冷壁出口连接管道,13-启动分离器,14-分离器出口连接管道,常州,省煤器下部环形集箱螺旋管圈中间混合联箱垂直管屏,双头螺旋升角13.9498度,1冷灰斗结构,(二)螺旋管圈水冷壁主要组件的结构,冷灰斗水平夹角应不小于55，燃烧室及冷灰斗的结构应有足够的强度与稳定性，冷灰斗处的水冷壁管和支持结构应能承受大块焦渣的坠落撞击和异常运行时焦渣大量堆积的荷重。 水冷壁和渣斗接合处应有良好的密封结构，以保证水冷壁能自由膨胀。,2燃烧器区水冷套结构,固定燃烧器冷却喷口不易疏水的U形管段,3螺旋管圈炉膛四角的弯头过渡,本螺旋管圈在炉膛四角上是通过单弯头连接过渡。一般螺旋管圈炉膛四角的弯头过渡的

26、形式有两种：,一种是弯头带在管屏上出厂、工艺上用成排弯管设备弯制,一种是单件弯头的平直管屏焊接,4下部螺旋管圈向上部垂直管屏的过渡区,为了方便悬吊炉膛上部的热负荷低，垂直管屏内的工质的质量流速已经足以冷却管壁在折焰角下方转换为垂直管屏两种过渡方式：分叉管中间混合联箱热偏差小、汽水两相的分配均匀,工质由单弯头从螺旋管圈中间混合联箱,由双弯头从中间混合联箱垂直管屏,带有鳍片密封,通过树形张力板、梳形吊板将重量负载均匀的传给垂直管屏,5炉膛上部垂直管屏,水冷壁的重量通过焊于管屏鳍片上的吊板组合件实现悬吊,(三) 螺旋管圈的悬吊装置,1螺旋管圈与垂直管屏承重特性的区别,2本水冷壁螺旋管圈的悬吊结构,3

27、螺旋管圈和张力板的受力分析,4螺旋管和张力板间温差的决定,1螺旋管圈与垂直管屏承重特性的区别,由于螺旋管圈的承重能力不及垂直管屏，因此需要在炉室外壁附设悬吊系统来分担炉膛的重量，这也是螺旋管圈水冷壁的一大缺点,图为垂直管屏中一根管子的受力图，Pg1为一根管子所受的炉膛重量负载，p为管内工质压力，由管内压力p产生的沿管子切向的应力为轴向应力的2倍，要达到管子的切向和轴向等强度，管子轴向还有一半的承重裕度。不需要附加悬吊系统,图为螺旋管的受力图，Pg为炉膛的重量负载，P为管内压力，P可以分解为垂直于管子轴线的力和沿着管子轴向的力。很显然沿管子轴向的受力是安全的。管子的横断面仅受到管内压力P产生的应

28、力，而在垂直于管子轴线方向上（即沿管子的纵向剖面上）应力叠加。因此在螺旋管的纵向剖面上的强度大大地弱于螺旋管的横向剖面，这样就必须要有附加于炉壁的悬吊装置来分担炉膛重量。,2水冷壁螺旋管圈的悬吊结构,由均匀地附着于管壁外表面的张力板实现从过渡区到冷灰斗底部前后13条两侧11条分段附于管屏上一起出厂，管屏间工地连接,技术要求 对螺旋上升管圈的膜式壁，螺旋灰斗及过渡部分应在运输允许的条件下，最大程度在工厂组装。,3螺旋管圈和张力板的受力分析,应力分析有限元法ANSYS软件,4螺旋管和张力板间温差,在启停过程中，管壁和张力板间的温差在不断的变化引起交变应力元件的损耗,技术要求 对螺旋管圈水冷壁支承装

29、置“张力板”及附件尺寸应选择恰当，还应进行应力分析，以保证有良好的传热条件，使管壁与张力板之间温差较小，降低管子和张力板的寿命消耗。 为监视蒸发受热面出口金属温度，在水冷壁管上应装有足够数量的测温装置。,(四) 刚性梁结构,刚性梁的作用是增加锅炉膜式壁的刚性，保护膜式壁管子。锅炉的膜式壁运行时本身受内压作用，同时又受到炉内烟气压力的作用，还要考虑到壁面承受风载和发生地震时的锅炉悬吊受热面的质量力的作用，另外还要考虑各类事故工况，如炉膛熄火，但引风机还在抽吸时所谓内爆现象,1锅炉刚性梁特点,蜂窝状刚性梁 用工字钢加工成的复板上有六角孔的工字钢，这样做的目的是减轻刚性梁的重量，这是本刚性梁的特点大

30、大的节省钢材,21900th超临界压力锅炉刚性梁的典型结构,(1) 刚性梁和水冷壁的连接结构,(2) 角部连接装置,(3) 平衡杆系统,(1) 刚性梁和水冷壁的连接结构,通过蹬形板连接快速启停要求水冷壁和风性梁之间能自由的胀缩固定连接钢性梁作为一整体随管壁向下膨胀,(2) 角部连接装置,角部连接装置焊于锅炉炉室的角上，刚性梁的端部通过连杆与角部装置连接。它的作用是加强炉室角度和传递刚性梁端部反力,(3) 平衡杆系统,由刚性梁自重产生的偏心弯矩使膜式壁的连接处受到了一个较大的附加弯矩，为了平衡这一局部弯矩，每两层刚性梁之间设置了若干平衡杆。,平衡杆的另外一个作用是作为刚性梁的横向支撑，减小了刚性

31、梁的无支承长度，从而增强了它的整体稳定性。,三、汽水分离器的作用和构造,直流锅炉和复合循环锅炉在启动和低负荷时，为了锅炉本身各受热面间以及与汽机间的工质状态的匹配，为了启动过程中热量和工质的回收，必须备有启动旁路系统。而汽水分离器是启动旁路系统中的一个重要组成部分,(一)汽水分离器的作用,1超临界压力锅炉汽水分离器的布置型式,内置式外置式,内置式分离器在启动完毕后，并不从系统中切除而是串联在锅炉汽水流程内，因此它的工作参数(压力和温度)要求比较高，但控制阀门可以简化外置式分离器在锅炉启动完毕后与系统分开，工作参数(压力和温度)的要求可以比较低，但控制阀门要求较高,2汽水分离器的工作概况,锅炉启

32、动点火前，进入分离器的流量保持最低运行负荷37%MCR下的644t/h。随着参数提高，实现分离蒸汽进入过热器系统，水排入疏水扩容器回收分离器的水位由AA、AN、ANB阀来控制当水冷壁出口达到干饱和后，湿干态，纯直流运行,3汽水分离器作用,组成循环回路，建立启动流量实现进入的汽水混合物的汽水两相分离，使分离出来水的质量和热量得以回收，并由它作为提供过热器、再热器暖管和汽机冲转带负荷的汽源对于该锅炉所采用的内置式分离器而言，在启动时它能起到固定蒸发终点的作用，这样使汽温、给水量、燃料的调节成为互不干扰的独立部分它是提供启动和运行工况下某些参数的自动控制和调节信号的信号源(即作为中间点温度),(二)

33、 汽水分离器的构造,1.它是一直立的空心圆柱体，总高度为23.3mm，内径 850mm，壁厚94mm，它的容积为13.62m3 ，水容量约为8D(D为最大连续负荷时的水冷壁流量)，最高和最低水位间的距离定为13.2cm,2.分离器上部分两层设有四只成水平切向布置的蒸汽引出管的管座，由连接管道把蒸汽引向引入管的管座，由水冷壁出口集箱来的汽水混合物(启动时)或微过热蒸汽(正常运行时)，通过它们切向引入分离器,锅炉炉前沿宽度方向垂直布置2只外径/壁厚为F813/104.8mm的汽水分离器，其进出口分别与水冷壁和炉顶过热器相连接。每个分离器筒身上方切向布置4根不同內径的进口管接头、2根內径为F225.

34、4mm至炉顶过热器管接头和一个內径为F225.4mm疏水管接头。,技术要求,机组启动，锅炉负荷低于最低直流负荷35%BMCR时，蒸发受热面出口的介质流经分离器进行汽水分离，蒸汽通过分离器上部管接头进入炉顶过热器，而水则通过两根外径为F324mm疏水管道引至一个储水箱，储水箱下方设有两根管道分别通至除氧器和大气式扩容器，每根管道上设有调节阀，可根据不同状况控制分离器水位和对工质和热量的回收。在大气扩容器中，蒸汽通过管道在炉顶上方排向大气；水进入冷凝器储水箱。,厂方推荐认为最优的不带再循环泵的启动系统，留有今后加装再循环泵的启动系统的接口和场地。 锅炉设内置式启动系统，包括启动分离器、贮水箱、大气

35、式扩容器、集水箱、水位控制阀、截止阀、管道及附件等组成。 启动分离器应为圆形筒体结构，直立式布置。分离器的设计除考虑汽水的有效分离，还需考虑起动时汽水膨胀现象。,启动分离器汽水混和物入口位置、角度和流速的选取应有利于汽水分离，汽和水的引出方向应与汽水引入管的旋转方向相一致，以减少阻力。分离器内应设有阻水装置和消旋器。 启动分离器的结构、材料的选取及制造工艺，应能适应变压运行锅炉快速负荷变化和频繁启停的要求。 分离器的设计参数应按全压设计，并充分考虑由于内压力、温度及外载变化引起的疲劳。封头结构应采用球形结构。,分离器上还需设置水位测点、压力测点、内外壁温度测点、放气、疏水接头等。 贮水箱应有足

36、够的水容积和蒸汽空间，设置必要的疏水接头及排汽接头。 上述疏水扩容器的容量应满足锅炉启动过程中的最大启动疏水量，疏水扩容器的最高工作压力小于1.0MPa。疏水扩容器的排汽管道应接至炉顶。,当超临界参数锅炉的工作参数进一步提高，过热器出口的压力达到31MPa或更高时，水冷壁中工质压力将达到37MPa或更高。根据超临界压力下工质的热物理特性可知，水冷壁中工质大比热特性将随压力升高而减弱，对应压力的大比热值减小，拟临界温度向高温区移动。,超超临界参数锅炉的水动力及传热特性分析,可以预见，超超临界参数锅炉的水动力特性将趋于稳定化。由于类膜态沸腾造成的传热恶化的程度也将减弱，但因工质粘度和导热系数随温度变化较大，仍需注意防止类膜态沸腾引起的传热恶化。不过，在防止类膜态沸腾方面，不存在难以解决的技术难题。,