强迫流动锅炉水动力特性
第13章强迫流动锅炉水动力特性
1.直流锅炉的水平蒸发管中为什么会发生水动力多值性？
答：产生多值性的原因是：管内有水有气。具体地说就是：当热负荷一定时，由于蒸发管内同时存在加热水段和蒸发段，水和蒸汽的比容差别极大，使得工质的平均比容随流量的变化而急剧变化，从而产生了水动力特性的多值性。
2.试述水平蒸发管中发生水动力多值性的影响因素及其影响作用，防止发生水
动力多值性的措施有哪些？
答：(1). 影响因素及影响作用
a．压力——一般来说随着压力的增加，水动力特性趋向稳定。这是由于随着压力的升高，饱和水和蒸汽的物性接近。两者的比容差值减小，当流量变化时，工质的平均比容变化减小。
b．入口水的欠焓——进口水的欠焓越小，水动力特性曲线越趋于稳定。这是由于当热负荷一定时。欠焓减小，蒸发段增长，蒸汽产量增加，使工质的平均比容随流量的增加不剧烈。
c．加热水段结构特性——增大加热段的阻力可以减小水动力特性的多值性。这是由于增大加热段阻力相当于增加了流量对压差的影响，总压降中蒸发段阻力的比例相应减小后，减弱了汽水混合物的比容对压差的影响，使得特性曲线趋于单值性。
d．热负荷——提高热负荷相当于减小了工质欠焓的影响，能使管中产生更多的蒸汽，削弱了平均比容变化的影响，因此阻力上升较快。
(2). 防治措施
a．减小蒸发管进口水的欠焓；b. 在进口欠焓不变的条件下，增大加热水段的阻力(一般采用加节流圈或在加热段采用较小的管径蒸发段采用较大的管径)。
3. 重位压降对强制垂直流动蒸发管的水动力特性有什么影响？
答：
（1）当工质垂直向上流动时，重位压差起到了截流圈的作用，改善了水动
力特性，可以部分或完全消除多值性；
（2）当工质垂直向下流动时，重位压差恶化了水动力特性，使不计重位压差时的单值性流动阻力曲线叠加后出现多值性。
4.管组发生整体脉动的原因是什么？
整体脉动是所有并联蒸发管的流量和蒸发量同时发生周期性波动，一般可分为两种形式：
一种形式的整体脉动是由于燃料量、蒸汽量、给水流量以及锅炉压力的急剧波动引起的。这种脉动的水流量变化没有严格的周期性，振幅也是变化的，并且是衰减型的，当扰动消除后脉动就会停止。
另一种形式的整体脉动与给水泵的特性曲线（压差与流量的关系曲线）有关，表现为随着水泵压头的增加，其流量减小，但不同型式水泵的特性曲线的斜率是有差别的。直流锅炉或强制循环锅炉的给水泵工作时，当工况变化使压力增加时，送入锅炉的给水量减少，相应又使蒸发段的蒸汽量减少而压力降低，这样又使给水量增多，给水量的增加又使压力增高，如是形成周期性的脉动。
5.试述水平蒸发管组发生持续性管间脉动的条件、特点、成因及其影响因素。
图13－11是水平管组脉动时各参数的变化示意图。管组的进出口压差为ΔP0=P1-P2，加热段与蒸发段的长度和流动阻力分别为L jr、L zf和ΔP jr、ΔP zf在稳定流动过程中，其进口水质量流量G与出口蒸汽量D相等，如图(a)所示。若有一扰动，例如始沸点附近的热负荷突然增大，该处蒸汽量将增多，局部压力P jb 升高，相应使加热段的压力增高，而P1并未改变，故该部分管的G减小δG，则其加热段缩短，ΔP jr减小了δΔP jr，始沸点的界面移向进口端，而其余管子中的水流量增加；同时蒸发段的长度增加和压差增大，使出口蒸汽量D增加δD，则ΔP zf增加了δΔP zf，此时管子中各参数的如图(b)所示。
图13－11 脉动中参数的变化示意图
当扰动发生，G减小后，若两段的阻力变化满足
jr
zf d P d P dG dD
??< 则管内总流动阻力ΔP lz 增大，ΔP lz >ΔP 0，使得G 进一步减小。因此，扰动发生后，管内流动阻力的变化加强了扰动的继续发展，该扰动引发的脉动是持续型的。
影响水平蒸发管脉动的因素有管圈结构特性、压力、进口欠焓、质量流速和热负荷等。管间脉动的产生及它的振幅和周期与很多的结构和工况因素有关。
6. 如何校验蒸发管组的工质发生脉动流动现象。
我国电站锅炉水动力计算方法中的脉动校验方法有两种：一种是动态蓄质量系数方法，一种是界限质量流速法。
7. 防止蒸发管组发生脉动的措施有哪些？
为了减轻和避免发生脉动，在设计蒸发管组时要选择合适的工质进口欠焓（与水动力多值性同时考虑），将始沸点布置在较低的热负荷区，必须保证启动和低负荷时的进口工质的质量流速ρw 大于上述的界限质量流速（ρw ）jx 。若某管组的计算质量流速小于（ρw ）jx ，则应采取措施重新计算，直到计算质量流速大于（ρw ）jx 为止。
通常采用的措施有：变管径的蒸发管组，在管组进口加装节流圈，在蒸发区段加装呼吸集箱。
8. 试述多次强制循环锅炉的水循环特点。
（1）强制循环的循环倍率K 决定锅炉的经济性和运行的安全性。
（2）循环泵在高温高压下长期运行，其可靠性是循环回路可靠工作的重要保证，因此要对循环泵进行可靠性校核。
（3）蒸发系统在全部锅炉负荷范围内，工质在水冷壁中均进行再循环。
（4）在各循环回路或管子的进口加装节流圈来强制流量的分配。
9. 试述复合循环锅炉的工作原理及其特点。
符合循环锅炉的基本工作原理是，在启动与低负荷运行时，水冷壁中通过的是再循环水和给水的流量之和，即按强制循环锅炉方式工作；而在高负荷运行时自动切换成直流锅炉系统，再循环管路中没有循环流量，水冷壁中仅通过给水流量。
这种复合循环方式在锅炉结构上可以取消直流锅炉的启动及低负荷旁路保
护系统，在超临界压力下还可以取消强制循环锅炉的锅筒或汽水分离器。
第12章 自然循环锅炉水动力特性(西交大 锅炉原理 考研复试)
第12章 自然循环锅炉的水动力循环 1. 如何建立自然循环锅炉的水动力基本方程，分为几种型式？ 答：（1）压差法：从锅炉液位面到下集箱中心高度之间，计算的上升管压差与下降管压差相等。方程式为：xj xj ss ss P gh P gh ?-=?+ρρ，式中，h ——锅炉液位面到下集箱的中心高度；ss ρ、xj ρ——分别为上升管和下降管中工质的平均密度；ss P ?、xj P ?——分别为上升管和下降管中工质流动阻力。 （2）运动压头法：循环回路中产生的水循环动力，在稳定流动时，用于克服回路中工质流动的总阻力。方程式为：()xj ss ss xj P P gh ?+?=-ρρ （3）有效压头法：循环回路中运动压头克服上升管得流动阻力后剩余的部分水循环动力，在稳定流动时，用于克服回路中下降管的流动阻力。方程式为：()xj ss ss xj P P gh ?=?--ρρ 2. 作图示出热负荷变化对上升管压差特性曲线及回路工作点的影响。 答： 图中φ为截面含汽率，x 为质量含汽率，ss P ?为上升管流动阻力，gh ss ρ为重位压差。如图可见，随着吸热量q 的增加，φ和x 都增大，但两者的增大趋势却有很大区别。x 随q 增大是线性增加，因此，ss P ?也几乎是随q 的增加而呈线性增加。而φ随q 增大是非线性增加，当工质吸热比较少，x 较小时，φ随q 增大增加得很快，即φ的增加远大于x 的增加； 上升管压差与吸热量的关系
而在某一x 或φ值后，x 增加φ却增加得很慢。这是由于水与水蒸气的物性决定的，因为当水转变为蒸汽时，体积急剧膨胀，与此对应，gh ss ρ随q 的增大开始下降的很快，而后下降的较慢。因此，gh ss ρ和ss P ?的叠加使得ss S 和q 的关系呈现先下降后上升的形状。 简单回路压差特性及工作状态 开始在q 较少、x 较小、循环倍率K 较大处，随着q 的增加，ss S 的特性曲线下移，因此回路的工作点向右移，循环流量0G 增加。这种情况持续到一定程度，当K 小于jx K 时，q 再进一步增加，因上升管压差升高而使ss S 的特性曲线上移，工作点的位置左移，循环流量0G 减小。 3. 自然循环锅炉的自补偿能力是如何形成的？ 答：开始在q 较少、x 较小、循环倍率K 较大处，随着q 的增加，φ的增加大于x 的增加，则回路的动力压头大于的增加大于宗族里的增加，此时回路中的动力大于阻力，使得循环流量0G 相应增加。当循环倍率K 大于某一界限循环倍率jx K 时，循环回路具有因上升管吸热量q 增加而使循环流量0G 随之增加的能力，称为自然循环回路的自补偿能力。 4. 简述自然循环锅炉的水循环计算方法和步骤。 答：（1）确定循环流量或流速，循环倍率，循环回路的各种压差，以及可靠性指标；
自然循环热水锅炉水动力计算
自然循环热水锅炉水动力计算例题 A1 锅炉规范 额定供热量Q sup：7.0MW 额定工作压力P： 1.0MPa 回水温度t bac.w：70℃ 供水温度t hot.w：115℃ 锅炉为双锅筒、横置式链条炉，回水进入锅筒后分别进入前墙、后墙、两侧墙和对流管束回路中，两侧水冷壁对称布置，前墙和后墙水冷壁在3.2m标高下覆盖有耐火涂料层，如图A -1所示。 图 A-1 锅炉简图 A2 锅炉结构特性计算 A2.1 前墙回路上升管划分为三个区段，第Ⅰ区段为覆盖有耐火涂料层的水冷壁管，第Ⅱ区段为未覆盖有耐火涂料层的水冷壁管，第Ⅲ区段为炉顶水冷壁(图 A-2) A2.2 后墙回路上升管划分为二个区段，第Ⅰ区段为覆盖有耐火涂料层的水冷壁管，剩下的受热面作为第Ⅱ区段(图A-3)。
A2.3 侧墙水冷壁回路上升管不分段(图A-4) A2.4 对流管束回路不分段，循环高度取为对流管束回路的平均循环高度，并设对 流管束高温区为上升区域(共7排)，低温区为下降区(共6排)。对流管束共有347根，相应的上升管区域根数为191根，下降管区域根数为156根(图A-5)。 对流管束总的流通截面积A o 为： A o =347×0.785×0.0442 = 0.5274 m 2 下降管区域流通截面积A dc 为 ： A dc =156×0.785×0.0442 = 0.2371 m 2 下降管区域流通截面积与对流管束总的流通截面积比A dc / A o 为： 4500=5274 02371 0=...o dc A A 其值在推荐值(0.44—0.48)的范围内。 图A-2 前墙水冷壁回路 图A-3 后墙水冷壁回路
直流锅炉的结构特点及其工作原理
1直流锅炉得结构特点及其工作原理 1、0 引言 随着电力行业得发展,大机组、大容量、大电网得电力系统已经逐渐取戴了过去得小机组、小电网得电力生产朝流，而直流锅炉作为现代电力生产得主力设备，承载着为社会节约资源、为电力充分发挥作用得重大责任。因此我们作为一名电厂热工人员就应该全面得去了解直流锅炉得结构特点及其工作原理，为今后得工作打下基础。 1、１直流锅炉得结构特点 直流锅炉一般就是按通常称为蒸发受热面得水冷壁得结构与布置方式得不同来分类得，目前国内外直流锅炉主要分为三个类型,如图1—1所示. 1) 水平围绕管图型(拉姆辛型) 上海锅炉厂生产得22０t／ｈ高压直流锅炉与４０0吨／时超高压直流锅炉都属于水平围绕管圈型直流锅炉。它得水冷壁就是内许多根平行并联得管子组成得管圈自下往上盘绕而成，为了稳定流动特性与减少各管得热偏差，在所有管子得入口处装有节流孔板。 水平围绕管圈型直流锅炉得水冷壁无下降管及小间联箱，金属消耗量少，疏水排气方便.同时，因管圈四壁围绕,且宽度较狭，能使受热不均匀性减少。只有在锅炉容量增加较大而管圈变宽时。才会造成沿高度方向较大得热偏差。 这种形式得直流锅炉，由于各排管子结构不同,难以将水冷壁预先组合.同时，水冷壁管多方向膨胀，因而不能应用简便得敷管式炉墙.采用框架炉墙则金属消耗量增加。此外,为防止水平管子发生汽水分离，采用了较高得重量流速,加上管子又长，因此整体如阻力较大。 2) 垂直多次上升管屏型（本生型） 这种直流锅炉得水冷壁由许多垂 直管屏组成,每一管屏都有进出口联箱, 各屏间用不受热得下降管联结。 垂直多次上升管屏型直流锅炉， 管系简单，管屏能以组件出厂。水冷壁 采用膜式结构，可应用敷管炉墙。水冷 壁垂直向下膨胀，能采用悬吊结构.出于 有较多得小间联箱，能起平衡各管因吸 热不均而造成得热偏差与平衡产生管间 脉动时压力峰得作用，因此这种型式得 直流锅炉得水动力特性较其它型式稳 定，但可能发生类似自然循环锅炉得停 滞利例流现象.应引起足够得注意。 这种型式得直流锅炉需炉外下 降管,联箱数量也多,所以金届消耗最大.由于各管屏在炉内所处得位置不同，辐射传热得差界引起热偏差较大.此外联箱小双相流体得均匀分配问题也较为重要. 3) 多弯道垂直升降型或多弯道水平弯曲管带型（苏尔寿型） 这种直流锅炉得水冷壁就是有许多根平行并列得管子组成管带围绕炉膛连续而成，
直流锅炉的水动力特性
直流锅炉的水动力特性 一. 直流锅炉的优缺点 1.直流锅炉的主要优点是： 1)原则上它可适用于任何压力，但从水动力稳定性考虑，一般在高压以上（更多是超高压以上）才采用。 2)节省钢材。它没有汽包、并可采用小直径蒸发管，使钢材消耗量明显下降。 3)锅炉启、停时间短。它没有厚壁的汽包，在启、停时，需要加热、冷却的时间短，从而缩短了启、停时间。 4)制造、运输、安装方便。 5)受热面布置灵活。工质在管内强制流动，受热面可从有利于传热及适合炉膛形状而灵活布置。 2.直流锅炉的主要缺点是： 1)给水品质要求高。锅水在蒸发受热面要全部蒸发，没有排污，水中若有杂质要沉积于蒸发管内，或随蒸汽带入过热器与汽轮机。 2)要求有较高的自动调节水平。直流锅炉运行时，一旦有扰动因素，参数变化比较快，需配备自动化高的控制系统，才能维持稳定的运行参数。 3)自用能量大。工质在受热面中的流动，全靠给水泵压头，故给水泵的能耗高。 4)启动操作较复杂，且伴有工质与热量的损失。 5)水冷壁工作条件较差。水冷壁出口工质全部汽化或微过热，沸腾换热恶化不可避免，且没有自补偿特性。必须采取一定措施予以防止。 二. 超临界参数锅炉的水动力特性 超临界参数锅炉的水动力特性不仅影响着水冷壁的传热特性和安全性，而且在很大程度上影响着汽温特性、调峰性能，甚至影响到燃烧调节性能。。 超临界参数锅炉的水动力特性主要决定于水冷壁形式、工质的热物理特性、运行方式、水冷壁热流密度的大小及其分布等因素。其中工质的热物理特性是指：超临界参数下，在拟临界温度左右的一定范围内，工质受到大比热特性的影响，比容、黏度、导热系数发生急剧变化的特性。超临界压力下工质的热物理特性显著地影响着直流锅炉水动力的稳定性和下辐射区水冷壁出口工质的温度，进一步影响到自动调节性能。 超临界参数变压运行锅炉，当机组从额定负荷到低负荷时，炉膛水冷壁管圈的运行压力范围将从超临界压力降至亚临界压力，水冷壁管圈内工质将有两种工作状态，即单相流动和两相流动。故在分析超临界压力变压运行直流锅炉炉膛水冷壁水动力特性时不仅是分析超临界压力下的特性，同时还要分析亚临界压力下的特性，特别是负荷快速变化下的特性。超临界压力直流锅炉的蒸发受热面，尤其是启动及变压运行时（运行于亚临界压力下），带内置式启动系统的直流锅炉的蒸发受热面(即水冷壁)，都可能存在着流动不稳定性、热偏差和脉动等水动力问题。 三. 亚临界和超临界压力下的流动不稳定性 直流锅炉蒸发受热面出现不稳定流动的根本原因是汽和水的比容差以及水冷壁进口有热水段存在，在一定条件下实际运行的直流锅炉蒸发受热面就会发生这种流动不稳定的工况。水动力不稳定性发生在同时具有蒸发段和热水段的管屏上，水动力多值性不会发生在只有蒸发段的管屏上。 燃料投入速度及减温水量会对水动力的稳定性有一定的影响。在升温升压的过程中，随着燃料量的增加，尤其是直吹式系统启动磨煤机时，一方面炉内燃烧放热量增大，引起热敏
ROV水动力特性试验研究
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/d411647079.html, ROV水动力特性试验研究 作者：钟朝廷张印桐张永祥徐诗婧 来源：《科技与创新》2015年第17期 摘要：通过研究开架式ROV水动力特性，分析了开架式ROV特殊的几何外型和作业特点，讨论了研究的必要性，通过1∶4的拘束模型试验测得了一套无因次水动力系数，并得到了五自由度ROV运动方程。该试验对校正ROV水动力模型、提高仿真精准度起到了至关重要的作用。 关键词：ROV；水动力系数；拘束模试验；试验数据 中图分类号：U661.43 文献标识码：A DOI：10.15913/https://www.360docs.net/doc/d411647079.html,ki.kjycx.2015.17.013 ROV（Remotely Operated Vehicle）即遥控式无人潜水器，因其水下作业时间长，并且能 够在深海和复杂危险的工作环境中完成高强度、高负荷的作业任务，所以，被广泛应用于海洋资源开发、水下工程、海底调查和打捞作业等领域。当前，安全性和稳定性对ROV实际作业十分重要，ROV水动力特性和运动控制策略是ROV研发过程中的2大关键技术，而ROV运动控制策略又依赖于其本身的水动力特性。因此，在研究ROV水动力特性时，要建立适用于ROV的运动数学模型，从而得到一套较为完备、准确的水动力系数。 当前，绝大多数ROV的运动仿真都是基于美国海军泰勒水池（DTNSRDC）发表的“模拟潜艇的标准运动方程”进行的，并适当简化。然而，该方程中的黏性水动力项是基于等速直航状态下进行泰勒展开，再根据潜艇的几何特性（左右对称、前后不对称、上下近似对称）和实验结果简化水动力项得到的。因为ROV几何外形具有左右对称、前后近似对称、上下不对称和框架式结构的特点，所以，可判定其与潜艇有很大的差别；因为ROV布置有多个推进器，作业时能够进行前后、左右、上下、原地回转等灵活运动，这与潜艇以纵向直航为主要运动特点也有很大的差异。由此可知，用潜艇标准运动方程不能很好地描述ROV的运动特性。Fossen假设ROV前后、左右、上下对称，提出了一种简化的、用于ROV的运动数学模型。这种ROV运动数学模型简单明了、水动力系数少，获取比较方便，而且考虑到ROV灵活多变的运动特性，特别是在低速作业的情况下，它能较好地模拟ROV运动，所以，近年来被不少学者运用。但是，这种数学模型忽略了ROV自身几何外形上前后、上下的不对称性，因此，还是与实际运动状况有一定的差异。 到目前为止，仍然缺少1套经过大量试验验证、被广泛认可的ROV水动力模型。ROV水动力模型的主要研究方法有CFD 仿真计算、系统辨识（SI）和拘束模型试验。由于ROV外型复杂、附体较多，并且流体力学理论、计算方法和设备还不够完善，所以，CFD 仿真计算受 到了一定的限制。因为系统辨识（SI）主要依赖ROV实际航行过程中传感器测得的数据，而鉴于传感器的精度等问题，测得的结果一般误差比较大，所以，这种方法多用于水动力模型的
直流热水锅炉的详细介绍
直流热水锅炉的详细介绍 一、直流热水锅炉介绍： 许多家用燃气热水器就是最简单的一种直流热水锅炉。这种热水器以强制循环的直流式水管作为受热面，在水流管路上装上与供水运动的燃气阀及燃烧器，冷水在流经水管的瞬间即被加热。因为水管外侧采用了密集的扩展受热面，结构紧凑，大部分都为壁挂式，当容量增大后，也可以设计成落地式。主要由外壳、燃气通道及燃烧器、燃烧室及对流换热器构成。它可用于一切压力，特别是在临界压力及以上压力范围内广泛应用。由于它没有汽包，因此，加工制造方便，金属消耗量小；水冷壁布置比较自由，不受水循环限制；调节反应快，负荷变化灵活；启、停迅速;最低负荷通常低于汽包锅炉。 热水锅炉是指靠给水泵压力，使给水顺序通过省煤器、蒸发受热面(水冷壁)、过热器并全部变为过热水的锅炉。由于给水在进入锅炉后，水的加热、蒸发和水蒸气的过热，都是在受热面中连续进行的，不需要在加热中途进行汽水分离。因此，它没有自然循环锅炉的汽包。在省煤器受热面、蒸发受热面和过热器受热面之间没有固定的分界点，随锅炉负荷变动而变动。 二、直流热水锅炉的发明： 直流热水锅炉在20世纪20年代初即已发明，30年代开始应用。虽然它具有一系列优点：不用汽包；压力参数范围宽，既可用于亚临界压力锅炉，又可用于超临界压力锅炉；制造方便、节省钢材；启、停炉快速等。但由于它对水处理和自动控制的要求高，并且，在蒸汽参数和锅炉容量不大时其优点并不显著，因而发展不快。直到50年代末、60年代初，由于电厂锅炉向大容量、高参数方向发展，水处理技术和自动控制技术也有了长足的进步，直流锅炉才获得迅速发展。除英、法等国外，很多国家都把直流锅炉作为大型电厂锅炉的主要型式。80年代，世界上最大容量的直流锅炉是美国4400吨/时超临界压力直流锅炉（配1300兆瓦机组）。中国于1968年建成第一台220吨/时高压直流锅炉，以后又陆续制成400吨/时超高压直流锅炉和1000吨/时亚临界参数中间再热式的直流锅炉。 三、直流热水锅炉的水冷壁布置： 直流热水锅炉水冷壁布置比较自由，形式很多,其基本形式有3种：水平围绕管圈式、回带管圈式和垂直管屏式。此外还有这 3种形式的派生型。基本形式中的前两种又称苏尔策式锅炉。它没有中间联箱，钢材较省，但水动力特性较差，安装、制造也较复杂，其原始形式已遭淘汰，派生型是苏联拉姆金教授的水平围绕上升管圈式锅炉。这种锅炉钢材最省，水阻力和热偏差较小，管圈中没有两相流体的分配问题，但其安装、支吊最复杂。70年代以来出现了UP一次上升式和FW两次上升垂直管屏式，水冷壁管都采用全焊气密膜式，这样便于制造、安装，简化了炉墙结构，可采用微正压燃烧，但只适用超大容量锅炉。 四、直流热水锅炉的技术特点： （1）快速启停。与自然循环锅炉相比，直流炉从冷态启动到满负荷运行，变负荷速度可提高一倍左右。 （2）适用于亚临界和超临界以及超超临界压力锅炉。 （3）锅炉本体金属消耗量最少，锅炉重量轻。 （4）水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克服，这部分阻力约占全部阻力的25％～30％。
第三章--螺旋桨基础理论及水动力特性
第三章螺旋桨基础理论及水动力特性 关于使用螺旋桨作为船舶推进器的思想很早就已确立，各国发明家先后提出过很多螺旋推进器的设计。在长期的实践过程中，螺旋桨的形状不断改善。自十九世纪后期，各国科学家与工程师提出多种关于推进器的理论，早期的推进器理论大致可分为两派。其中一派认为：螺旋桨之推力乃因其工作时使水产生动量变化所致，所以可通过水之动量变更率来计算推力，此类理论可称为动量理论。另一派则注重螺旋桨每一叶元体所受之力，据以计算整个螺旋桨的推力和转矩，此类理论可称为叶元体理论。它们彼此不相关联，又各能自圆其说，对于解释螺旋桨性能各有其便利处，然亦各有其缺点。 其后，流体力学中的机翼理论应用于螺旋桨，解释叶元体的受力与水之速度变更关系，将上述两派理论联系起来而发展成螺旋桨环流理论。从环流理论模型的建立至今已有六十多年的历史，在不断发展的基础上已日趋完善。尤其近二十年来，由于电子计算机的发展和应用，使繁复的理论计算得以实现，并促使其不断完善。 虽然动量理论中忽略的因素过多，所得到的结果与实际情况有一定距离，但这个理论能简略地说明推进器产生推力的原因，某些结论有一定的实际意义，故在本章中先对此种理论作必要介绍，再用螺旋桨环流理论的观点分析作用在桨叶上的力和力矩，并阐明螺旋桨工作的水动力特性。至于对环流理论的进一步探讨，将在第十二章中再行介绍。 §3-1 理想推进器理论 一、理想推进器的概念和力学模型 推进器一般都是依靠拨水向后来产生推力的，而水流受到推进器的作用获得与推力方向相反的附加速度(通常称为诱导速度)。显然推进器的作用力与其所形成的水流情况密切有关。因而我们可以应用流体力学中的动量定理，研究推进器所形成的流动图案来求得它的水动力性能。为了使问题简单起见，假定： （1）推进器为一轴向尺度趋于零，水可自由通过的盘，此盘可以拨水向后称为鼓动盘(具有吸收外来功率并推水向后的功能)。 （2）水流速度和压力在盘面上均匀分布。 （3）水为不可压缩的理想流体。 根据这些假定而得到的推进器理论，称为理想推进器理论。它可用于螺旋桨、明轮、喷水推进器等，差别仅在于推进器区域内的水流断面的取法不同。例如，对于螺旋桨而言，其水流断面为盘面，对于明轮而言，其水流断面为桨板的浸水板面。 设推进器在无限的静止流体中以速度V A前进，为了获得稳定的流动图案，我们应用运动 260
直流锅炉的结构特点及其工作原理
1直流锅炉的结构特点及其工作原理 1.0 引言 随着电力行业的发展,大机组、大容量、大电网的电力系统已经逐渐取戴了过去的小机组、小电网的电力生产朝流，而直流锅炉作为现代电力生产的主力设备，承载着为社会节约资源、为电力充分发挥作用的重大责任。因此我们作为一名电厂热工人员就应该全面的去了解直流锅炉的结构特点及其工作原理，为今后的工作打下基础。 1.1 直流锅炉的结构特点 直流锅炉一般是按通常称为蒸发受热面的水冷壁的结构和布置方式的不同来分类的，目前国内外直流锅炉主要分为三个类型，如图1—1所示。 1) 水平围绕管图型(拉姆辛型) 上海锅炉厂生产的220t/h高压直流锅炉和400吨／时超高压直流锅炉都属于水平围绕管圈型直流锅炉。它的水冷壁是内许多根平行并联的管子组成的管圈自下往上盘绕而成，为了稳定流动特性和减少各管的热偏差，在所有管子的入口处装有节流孔板。 水平围绕管圈型直流锅炉的水冷壁无下降管及小间联箱，金属消耗量少，疏水排气方便。同时，因管圈四壁围绕，且宽度较狭，能使受热不均匀性减少。只有在锅炉容量增加较大而管圈变宽时．才会造成沿高度方向较大的热偏差。 这种形式的直流锅炉，由于各排管子结构不同，难以将水冷壁预先组合。同时，水冷壁管多方向膨胀，因而不能应用简便的敷管式炉墙．采用框架炉墙则金属消耗量增加。此外，为防止水平管子发生汽水分离，采用了较高的重量流速，加上管子又长，因此整体如阻力较大。 2) 垂直多次上升管屏型(本生型) 这种直流锅炉的水冷壁由许多垂直 管屏组成，每一管屏都有进出口联箱， 各屏间用不受热的下降管联结。 垂直多次上升管屏型直流锅炉，管 系简单，管屏能以组件出厂。水冷壁采 用膜式结构，可应用敷管炉墙。水冷壁 垂直向下膨胀，能采用悬吊结构。出于 有较多的小间联箱，能起平衡各管因吸 热不均而造成的热偏差和平衡产生管间 脉动时压力峰的作用，因此这种型式的 直流锅炉的水动力特性较其它型式稳 定，但可能发生类似自然循环锅炉的停 滞利例流现象．应引起足够的注意。 这种型式的直流锅炉需炉外下降 管，联箱数量也多，所以金届消耗最大。由于各管屏在炉内所处的位置不同，辐射传热的差界引起热偏差较大。此外联箱小双相流体的均匀分配问题也较为重要。 3) 多弯道垂直升降型或多弯道水平弯曲管带型(苏尔寿型) 这种直流锅炉的水冷壁是有许多根平行并列的管子组成管带围绕炉膛连续而成，一般在单相工质区是水平管带，在双相工质区为交直管带。
锅炉毕设文献翻译
自然循环热水锅炉水动力回路分析法 摘要：水动力计算都依据《热水锅炉水动力计算方法》,不足的是这种方法不能准确确定每根单管的工质流量，且不能准确确定工作点。为了避免其不确定性，研究得出了一种数值水动力计算方法即水动力回路分析法，简称回路分析法。该方法考虑了各种因素对锅炉本体每根管内工质流量的影响，在其热负荷、结构参数和工质流动阻力系数给定的条件下，可以准确计算出每根单管内的工质流量。在相同的参数条件下，分别用标准法和回路分析法对某单一循环回路的水动力特性进行计算，计算结果验证了水动力回路分析法的正确性。然后分别用标准法和回路分析法对一台自然循环热水锅炉的水动力特性进行计算，结果表明水动力回路分析法更准确并可接受。 关键词：热水锅炉；水动力；回路分析法 引言： 由于自然循环热水锅炉的大容量和对于断电保护、给水质量以及运行水平的低要求，它已经在中国广泛应用[1]。然而，在上升管和下降管中工质的密度差过小可能会导致自然循环有效压力较低，如果结构不合理，将会产生爆管。因此，在自然循环热水锅炉设计中，如何确定流动工质的安全速度和避免爆管导致受热面过冷沸腾是非常重要的。 在中国早期，有很多研究者致力于关于自然循环热水锅炉水动力计算的研究，一些人提出了对于几个简单循环回路和某些复杂循环回路的水动力计算方法，但是大多数方法只适用于简单回路。西安交通大学的朱教授提出了一种应用计算机流体力学分析的方法，他将流动工质的特点和使用一种两端参考作为主动解决方法的直流循环原则做了比较。这种方法的优势在于解决过程的方便性，但是对于复杂循环的解决过程非常复杂[2]。自从上世纪七十年代，对于管流分布热力学模型的研究显著增多[3-8]。 目前，水动力计算方法使用“热水锅炉水动力计算法”[9](以下简称一般方法)，它提供了保证循环安全的一般方法。该方法采用图解的方式确定介质的工作点，这是非常准确和高效的。在解决整个问题时用到一些假设。 本文的目的是提供一种新的水动力数值计算方法，简称水动力回路分析法，即回路分析法。本文的研究内容主要包括基本模型、基本原理、基本
锅炉英文术语
锅炉boiler 锅炉机组boiler unit 固定式锅炉stationary boiler 蒸汽锅炉steam boiler 电站锅炉power station boiler 工业锅炉industrial boiler 生活锅炉domestic boiler 热水锅炉hot water boiler 船用锅炉marine boiler 快装锅炉package boiler 组装锅炉shop-assembled boiler 散装锅炉field-assembled boiler 常压热水锅炉atmospheric pressure hot water boiler 低压锅炉low pressure boiler 中压锅炉medium pressure boiler 高压锅炉high pressure boiler 超高压锅炉superhigh pressure boiler 亚临界压力锅炉subcritical pressure boiler 超临界压力锅炉supercritical pressure boiler 超超临界锅炉ultra supercritical boiler 自然循环锅炉natural circulation boiler 强制循环锅炉forced circulation boiler 直流锅炉once-through boiler 复合循环锅炉combined circulation boiler 低循环倍率锅炉low circulation boiler 火管锅炉fire tube boiler 水管锅炉water tube boiler 固体燃料锅炉solid-fuel fired boiler 液体燃料锅炉liquid-fuel fired boiler 气体燃料锅炉gas-fuel fired boiler 余热锅炉exhaust heat boiler 余热锅炉（HRSG） 电热锅炉electric boiler 锅壳式锅炉shell boiler 水火管锅壳式锅炉water-fire tube shell boiler 卧式内燃锅炉horizontal internal-combustion boiler 错列布置管束staggered bank 顺列布置管束in-line bank 对流烟道convection pass 并联烟道parallel gas passes 风道air duct 炉膛（燃烧室）furnace
直流锅炉的发展和特点
直流锅炉的发展和特点 第一部分，直流锅炉的发展。 直流锅炉最早出现在本世纪20—30年代，相继在德国、瑞士、前苏联问世，即出现了三种炉型;1.本生型，蒸发受热面型式为多次垂直上升管屏。2.苏尔寿型，蒸发受热面型式为多行程迂回管屏。3.拉姆辛型，蒸发受热面型式为水平围绕管屏。在50年代末60年代初，直流锅炉用得很不普遍，这主要是受到了两个限制：1.给水处理技术落后。2.自动调节技术落后。 到了60年代，这两个技术有了很大提高，因此直流锅炉才普遍地发展起来。在这期间，由于下述四个原因，使直流锅炉型式有了很大的变化： 1.锅炉像大容量方向发展; 2.模式水冷壁的采用; 3.滑参数的应用; 4.给水处理技术的发展。现代直流锅炉蒸发受热面型式主要有三种： (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。 第二部分，直流锅炉的特点。 1.本质特点。 本质特点包括：(1).没有汽包; (2).工质一次通过，强迫流动; (3).受热面无固定界限。 2.蒸发受热面中的工质流动过程特点。 (1)受热不均对流过程影响。 (2).水动力特性呈多值性。 (3) .有脉动现象，流量随时间作周期性波动。直流锅炉消耗水泵压头大。 3.传热过程特点。 直流蒸汽锅炉是一次通过各受热面，第二类传热恶化现象一定要出现。
4.热化学过程特点。 直流锅炉没有汽包，给水带来的盐分除一部分被蒸汽带走外，其余全沉积在受热面上，因此直流锅炉要求给水品质高。 5.调节过程特点。 对于直流蒸汽锅炉，储热能力不大，当扰动发生时，自补偿能力不足，参数速度变化大。 所以当负荷发生变化时，必须同时调节给水量和燃煤量，以保持物质平衡和能量平衡，才能稳住汽压和汽温。 6.启动过程特点。 启动过程中，为减少直流蒸汽锅炉热量损失和工质损失，要装一个旁路系统。由于直流蒸汽锅炉没有汽包，升温过程可以快一些，即直流锅炉启动速度快。 7.设计、制造安装特点。 适用于任何压力;2.蒸发受热面可任意布置;3.节省金属;4.制造方便。
锅炉原理复试题.doc
填空20 1. 煤的工业分析成分:水分、挥发份、固定碳和灰 2. 影响制粉系统和磨煤机选择的是煤的性和性 3. 式空气预热器比式空气预热器低温腐蚀轻 4. 电站锅炉的燃烧方式：层燃烧、煤粉燃烧、流化床燃烧。 5. 灰熔融性的三个温度：变形温度、软化温度、流动温度。 6. 直流锅炉的启动系统分为: 式、式 7. 什么是直流锅炉水动力静态不稳、动态不稳(算名词解释吧) 8. (名词解释)可用率: 连续运行小时数: 简答80 1. 煤粉完全燃烧的条件:10 2. 影响锅炉效率的因素,如何提高锅炉经济性15 3. 直流射流偏斜的原因,对燃烧的影响15 4. 过热气温调节方法,原理15 5. 直流锅炉特点：汽水系统中不设置锅筒，工质一次性地通过省煤器、水冷器、过热器。 6. 影响蒸汽品质的因素,净化措施15 1、过量空气系数 2、碳、水分、挥发分对煤燃烧的影响 3、煤分细度 4、煤的化学分析 5、烟气侧热平衡方程，分析影响因素 1过量空气系数 2高低位发热 3汽水系统咽气系统的叙述 4热偏差 5理论空气实际空气 锅炉原理复试笔试(保定)（一共11道简答题） 1 煤的化学分析,以及煤中水分和灰分对燃烧的影响 2 什么是煤粉细度,以及均匀性指数对锅炉运行的影响 3 什么叫过量空气系数,当过量空气系数增大是炉膛出口烟气温度如何变化 4 烟气侧对流热平衡方程,以及强化对流的措施 5 气液两相流的流型有哪些,以及哪种流型对管壁运行不造成危害,哪种流型对管壁运行有危害 6 什么叫自然循环 7 什么叫热偏差,以及减少热偏差的结构措施 8 蒸汽带盐对锅炉运行的影响 面试问题 一开始老师问3门专业基础课的内容,估计是因为同学们都忘的差不多了,后来就直接提问考的专业基础课和专业课了,都是基础的东西,基本概念,比如热力学第二定律,兰贝特定律,基尔霍夫定律,烟气中具有辐射能力的物质哪个辐射能力最强等等,也不排除老师给你出即兴发挥的题,比如老师问了我如何测得一个木板的导热系数.
强迫流动锅炉水动力特性资料
强迫流动锅炉水动力 特性
第13章强迫流动锅炉水动力特性 1.直流锅炉的水平蒸发管中为什么会发生水动力多值性？ 答：产生多值性的原因是：管内有水有气。具体地说就是：当热负荷一定时，由于蒸发管内同时存在加热水段和蒸发段，水和蒸汽的比容差别极大，使得工质的平均比容随流量的变化而急剧变化，从而产生了水动力特性的多值性。 2.试述水平蒸发管中发生水动力多值性的影响因素及其影响作用，防止发生水 动力多值性的措施有哪些？ 答：(1). 影响因素及影响作用 a．压力——一般来说随着压力的增加，水动力特性趋向稳定。这是由于随着压力的升高，饱和水和蒸汽的物性接近。两者的比容差值减小，当流量变化时，工质的平均比容变化减小。 b．入口水的欠焓——进口水的欠焓越小，水动力特性曲线越趋于稳定。这是由于当热负荷一定时。欠焓减小，蒸发段增长，蒸汽产量增加，使工质的平均比容随流量的增加不剧烈。 c．加热水段结构特性——增大加热段的阻力可以减小水动力特性的多值性。这是由于增大加热段阻力相当于增加了流量对压差的影响，总压降中蒸发段阻力的比例相应减小后，减弱了汽水混合物的比容对压差的影响，使得特性曲线趋于单值性。 d．热负荷——提高热负荷相当于减小了工质欠焓的影响，能使管中产生更多的蒸汽，削弱了平均比容变化的影响，因此阻力上升较快。 (2). 防治措施 a．减小蒸发管进口水的欠焓；b. 在进口欠焓不变的条件下，增大加热水段的阻力(一般采用加节流圈或在加热段采用较小的管径蒸发段采用较大的管径)。
3. 重位压降对强制垂直流动蒸发管的水动力特性有什么影响？ 答： （1）当工质垂直向上流动时，重位压差起到了截流圈的作用，改善了水动力特性，可以部分或完全消除多值性； （2）当工质垂直向下流动时，重位压差恶化了水动力特性，使不计重位压差时的单值性流动阻力曲线叠加后出现多值性。 4.管组发生整体脉动的原因是什么？ 整体脉动是所有并联蒸发管的流量和蒸发量同时发生周期性波动，一般可分为两种形式： 一种形式的整体脉动是由于燃料量、蒸汽量、给水流量以及锅炉压力的急剧波动引起的。这种脉动的水流量变化没有严格的周期性，振幅也是变化的，并且是衰减型的，当扰动消除后脉动就会停止。 另一种形式的整体脉动与给水泵的特性曲线（压差与流量的关系曲线）有关，表现为随着水泵压头的增加，其流量减小，但不同型式水泵的特性曲线的斜率是有差别的。直流锅炉或强制循环锅炉的给水泵工作时，当工况变化使压力增加时，送入锅炉的给水量减少，相应又使蒸发段的蒸汽量减少而压力降低，这样又使给水量增多，给水量的增加又使压力增高，如是形成周期性的脉动。 5.试述水平蒸发管组发生持续性管间脉动的条件、特点、成因及其影响因素。 图13－11是水平管组脉动时各参数的变化示意图。管组的进出口压差为ΔP0=P1-P2，加热段与蒸发段的长度和流动阻力分别为L jr、L zf和ΔP jr、ΔP zf在稳定流动过程中，其进口水质量流量G与出口蒸汽量D相等，如图(a)所示。若有一扰动，例如始沸点附近的热负荷突然增大，该处蒸汽量将增多，局部压力P jb升高，相应使加热段的压力增高，而P1并未改变，故该部分管的G减小δG，则其加热段缩短，ΔP jr减小了δΔP jr，始沸点的界面移向进口端，而其余管子中的水流量增加；同时蒸发段的长度增加和压差增大，使出口蒸汽量D增加δD，则ΔP zf增加了δΔP zf，此时管子中各参数的如图(b)所示。
关于电站锅炉几种热力计算标准的研究
第18卷第1期现 代 电 力 Vo l.18 N o.1 2001年2月 M ODER N EL ECT R IC PO WER Feb .2001 文章编号:1007-2322(2001)01-0008-07 关于电站锅炉几种热力计算标准的研究 李 伟 王雅勤 (华北电力大学(北京)动能工程系,北京 102206) 摘 要:简要分析了原苏联1957年热力计算标准、1973年热力计算标准和美国CE 锅炉性能设计标准的区别,依据三种标准编制了计算程序,对HG -410/100-9型、HG-670/140-9型和DG-1025/177-2型锅炉分别进行计算,通过对计算结果的比较,初步总结了三种标准对锅炉不同容量的适用性,该项研究对锅炉工程技术人员有一定的参考价值。 关键词:锅炉;热力计算;计算标准;比较;适用性分类号:T K223.21 文献标识码:A 收稿日期:2000-12-20 作者简介:李伟,1977年生,女,硕士,主要从事世界各国电站锅炉热力计算方法的研究;王雅勤,1938年生,女,教授,主要从事锅炉整体CA D 系统的开发与应用。 锅炉热力计算是锅炉整体计算的核心。锅炉水动力计算、受压元件强度计算、通风阻力计算、炉墙热力计算、管壁温度计算、制粉系统热力计算、空气动力计算都要在锅炉热力计算的基础上才能进行。在锅炉设计、运行、技术改造的各个阶段,也都要用到热力计算的数据。然而,我国目前尚没有自己的电站锅炉行业的热力计算标准,锅炉的设计和校核计算大多采用原苏联的标准,其中包括1957年标准和1973年标准。近年来,引进了一些国外的标准,如哈尔滨锅炉厂引进CE 技术、北京锅炉厂引进巴威公司的技术等。 由于时间及技术背景的差异,这些标准的热力计算方法不尽相同,尤其是美国CE 标准和苏联标准的差别较大。作者根据苏联1957年标准、1973年标准及美国CE 标准编制了计算程序,对H G-410/100-9型、HG-670/140-9型、DG-1025/177-2型锅炉分别进行计算,通过对计算结果的比较,初步总结了这三种标准对不同的锅炉容量的适用性,这对于锅炉工程技术人员选用标准有一定的参考价值。 1 前苏联1957年与1973年标准的区别 1.1 炉内传热计算 (1)炉膛出口烟温
自然循环锅炉和直流循环锅炉的特点分析
自然循环锅炉和直流循环锅炉的特点分析 一、自然循环锅炉的特点 自然循环研究的对象是自然循环锅炉蒸发系统里工质的行为。自然循环锅炉的蒸发系统由汽包、下降管、分配水管、下联箱、上升管、上联箱、汽水引出管、汽水分离器组成。这个蒸发系统是闭合的，工质在闭合的蒸发系统内流动称为循环。自然循环的研究内容是：上升管受热、循环回路里工质吸热和流动的特性。就学科来讲，自然循环属于水动力学和沸腾传热范畴，通常称为自然循环水动力学。自然循环的工作原理是：工质依靠上升管受热所产生的密度差沿着闭合的路线运动。需要指出：蒸汽走的路线不是闭合的路线，在回路里，只有水在那里循环流动，所以又称为水循环。 二、直流循环锅炉的特点 (1) 因没有汽包，所以不能把受热面固定下来，在工况变化时，受热面长度发生变化。也因为没有汽包，直流循环锅炉升温快，即是启动速度快。 (2) 适用于亚临界和超临界以及超超临界压力锅炉。 (3) 工质一次通过受热面，蒸发量D等于给水量G。借用循环倍率的概念，直流锅炉循环倍率K=G/D=1.正因为工质一次通过受热面，所以第二类传热恶化现象一定会发生。 (4) 水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克服，这部分阻力约占全部阻力的25%～30%。所需的给水泵压头高，既提高了制造成本，又增加了运行耗电量。 (5) 直流锅炉启动时约有30%额定流量的工质经过水冷壁并被加热，为了回收启动过程的工质和热量并保证低负荷运行时水冷壁管内有足够的重量流速，直流锅炉需要设置专门的启动系统，而且需要设置过热器的高压旁路系统和再热器的低压旁路系统。加上直流锅炉的参数比较高，需要的金属材料档次相应要提高，其总成本不低于自然循环锅炉。 (6) 直流循环锅炉没有自动补偿能力，即受热强的管子，流动速度小。 (7) 为了达到较高的重量流速，必须采用小管径水冷壁。这样，不但提高了传热能力而且节省了金属，减轻了炉墙重量，同时减小了锅炉的热惯性。 (8)直流循环锅炉在设计、制造、安装过程中适用于任何压力，制造方便，而且节约金属。 (9)低负荷运行时，给水流量和压力降低，受热面入口的工质欠焓增大，容易发生水动力不稳定。由于给水流量降低，水冷壁流量分配不均匀性增大;压力降低，汽水比容变化增大;工质欠焓增大，会使蒸发段和省煤段的阻力比值发生变化。 (10)蒸发受热面中的工质流动过程有脉动现象。在管屏两端压差相同，在给水量和流出量总量基本不变的情况下，管屏里管子流量随时间作周期性波动。而且蒸发受热面可以任意布置。 (11)在热负荷一定的情况下，蒸发受热面两端压差一定，一根管子流量可以有多个数值，所以直流循环锅炉水动力特性呈多值性。 (12)变压运行的超临界参数直流炉，在亚临界压力范围和超临界压力范围内工作时，都存在工质的热膨胀现象。并且在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾;在超临界压力范围内可能出现类膜态沸腾。 (13)启停速度和变负荷速度受过热器出口集箱的热应力限制，但主要限制因素是汽轮机的热应力和胀差。 (14)直流循环锅炉没有汽包，给水带来的盐分除一部分被蒸汽带走外，其余将全沉积在受热面上，因此直流循环锅炉要求给水品质高。
强迫流动锅炉水动力特性
第13章强迫流动锅炉水动力特性 1.直流锅炉的水平蒸发管中为什么会发生水动力多值性？ 答：产生多值性的原因是：管内有水有气。具体地说就是：当热负荷一定时，由于蒸发管内同时存在加热水段和蒸发段，水和蒸汽的比容差别极大，使得工质的平均比容随流量的变化而急剧变化，从而产生了水动力特性的多值性。 2.试述水平蒸发管中发生水动力多值性的影响因素及其影响作用，防止发生水 动力多值性的措施有哪些？ 答：(1). 影响因素及影响作用 a．压力——一般来说随着压力的增加，水动力特性趋向稳定。这是由于随着压力的升高，饱和水和蒸汽的物性接近。两者的比容差值减小，当流量变化时，工质的平均比容变化减小。 b．入口水的欠焓——进口水的欠焓越小，水动力特性曲线越趋于稳定。这是由于当热负荷一定时。欠焓减小，蒸发段增长，蒸汽产量增加，使工质的平均比容随流量的增加不剧烈。 c．加热水段结构特性——增大加热段的阻力可以减小水动力特性的多值性。这是由于增大加热段阻力相当于增加了流量对压差的影响，总压降中蒸发段阻力的比例相应减小后，减弱了汽水混合物的比容对压差的影响，使得特性曲线趋于单值性。 d．热负荷——提高热负荷相当于减小了工质欠焓的影响，能使管中产生更多的蒸汽，削弱了平均比容变化的影响，因此阻力上升较快。 (2). 防治措施 a．减小蒸发管进口水的欠焓；b. 在进口欠焓不变的条件下，增大加热水段的阻力(一般采用加节流圈或在加热段采用较小的管径蒸发段采用较大的管径)。 3. 重位压降对强制垂直流动蒸发管的水动力特性有什么影响？ 答： （1）当工质垂直向上流动时，重位压差起到了截流圈的作用，改善了水动
力特性，可以部分或完全消除多值性； （2）当工质垂直向下流动时，重位压差恶化了水动力特性，使不计重位压差时的单值性流动阻力曲线叠加后出现多值性。 4.管组发生整体脉动的原因是什么？ 整体脉动是所有并联蒸发管的流量和蒸发量同时发生周期性波动，一般可分为两种形式： 一种形式的整体脉动是由于燃料量、蒸汽量、给水流量以及锅炉压力的急剧波动引起的。这种脉动的水流量变化没有严格的周期性，振幅也是变化的，并且是衰减型的，当扰动消除后脉动就会停止。 另一种形式的整体脉动与给水泵的特性曲线（压差与流量的关系曲线）有关，表现为随着水泵压头的增加，其流量减小，但不同型式水泵的特性曲线的斜率是有差别的。直流锅炉或强制循环锅炉的给水泵工作时，当工况变化使压力增加时，送入锅炉的给水量减少，相应又使蒸发段的蒸汽量减少而压力降低，这样又使给水量增多，给水量的增加又使压力增高，如是形成周期性的脉动。 5.试述水平蒸发管组发生持续性管间脉动的条件、特点、成因及其影响因素。 图13－11是水平管组脉动时各参数的变化示意图。管组的进出口压差为ΔP0=P1-P2，加热段与蒸发段的长度和流动阻力分别为L jr、L zf和ΔP jr、ΔP zf在稳定流动过程中，其进口水质量流量G与出口蒸汽量D相等，如图(a)所示。若有一扰动，例如始沸点附近的热负荷突然增大，该处蒸汽量将增多，局部压力P jb 升高，相应使加热段的压力增高，而P1并未改变，故该部分管的G减小δG，则其加热段缩短，ΔP jr减小了δΔP jr，始沸点的界面移向进口端，而其余管子中的水流量增加；同时蒸发段的长度增加和压差增大，使出口蒸汽量D增加δD，则ΔP zf增加了δΔP zf，此时管子中各参数的如图(b)所示。 图13－11 脉动中参数的变化示意图 当扰动发生，G减小后，若两段的阻力变化满足
电站锅炉水动力研究 于得坤
电站锅炉水动力研究于得坤 发表时间：2018-04-28T09:52:14.207Z 来源：《电力设备》2017年第35期作者：于得坤 [导读] 摘要：锅炉水动力学是为了专门研究锅炉炉膛区域水冷壁以及集箱内工质流动和传热特性的一门学科，伴随电站装备业的技术迅速发展，我国电站锅炉水动力学科围绕着新产品的开发以及部件结构额设计 （哈尔滨电站设备成套设计研究所有限公司黑龙江哈尔滨 150046） 摘要：锅炉水动力学是为了专门研究锅炉炉膛区域水冷壁以及集箱内工质流动和传热特性的一门学科，伴随电站装备业的技术迅速发展，我国电站锅炉水动力学科围绕着新产品的开发以及部件结构额设计，产品的性能及改进，调峰与变负荷运行及引进技术的消化吸收等实施了大量额试验，并且相继建立了多个试验台，取得了很多的研究成果，为我国电站锅炉设计技术的掌握和应用，提高我国发电机组的经济性、可靠性及向高大容量电站装备业的发展作出了贡献。 关键字：电站；锅炉；水动力 1锅炉运行原理 锅炉在本质上是一种能量转换装置。当向锅炉系统加入如燃煤、秸秆等燃料时，锅炉系统能将这些不同形式的生物能化学能转化为热能，并以蒸汽、高温水或有机热载体等形式向外输送。锅炉常见于火电站、供热站以及对热能需求较高的行业。锅炉的主要工作原理可以简述为：首先燃料燃烧释放热能，热能将容器内的热工质加热，使工质达到特定的温度与压力，以产生设定的水蒸汽与高温水。锅炉可以分为锅与炉，锅提供热工质的载体，炉提供燃料燃烧的环境。“锅”即为锅筒，是我们研究锅炉水循环系统中的核心部件。首先由进水管道将水注入锅筒，再流经汽水系统中的水冷壁，并吸收水冷壁的热量，使水加热至具有特定温度和压力的热水和水蒸汽，最后当满足要求后便会导出系统进行利用。在炉膛中，通过燃烧燃煤持续不段的释放能量，燃烧产生的高温烟汽将以热辐射、热对流的形式将热量源源不断的传递给锅炉水冷壁，烟气本身温度也将随之降低，最后经由烟囱排出系统。 2自然循环组成 水循环系统一般包括如下部件锅筒、联箱、下降管、水冷壁四大部分。锅筒：锅筒是水管锅炉中用以处理汽水分离和蒸汽净化，组成水循环回路并蓄存锅水的筒形压力容器，又称汽包。 锅筒是本文关注的重点，是锅炉水循环系统的核心所在。在锅筒中存在给水、排水与局部水循环三个环节，也是程序具体设计数学模型时关注的影响因子。与锅筒相关的影响数学模型的影响因子还有锅筒的压力、水位、水温等。 联箱：联箱本质上也是一个压力容器，用于收集上级管道来水。首先由于上级管道内的工质温度存在偏差，为了避免由工质的吸热性差、流动性差与冷却性差造成的锅炉热效率低下的问题，让不同管道的工质在容器中汇合，再分配至下级管道有利于锅炉热效率的提高。另外就是锅炉系统中连接各个部分的管道规格存在差异，布置方式也有所不同，使用联箱可以保证工质的畅通。 水冷壁：敷设在锅炉炉膛内壁，由一排上升管构成的蒸发受热面，主要作用是将炉膛的热量传递给管道内的工质。 下降管：下降管同样有一排管道构成，但管道本身不受热，只是用来输送工质。其主要作用是将锅筒与下联箱联系在一起，借以保证下联箱能够持续供水给水冷壁，最终维持正常的水循环系统运作。 3水动力计算 锅炉水循环系统是锅炉系统中的核心系统，水循环系统负责整个系统的能量交换功能与能量存储功能。水循环系统在锅炉运行中不断的承受着高温高压的冲击与腐蚀性工质的连续性腐蚀。因此水循环系统关系到整个系统的正常运行同时也是锅炉事故关注的重点。 在锅炉运行中，由多根上升管构成的水冷壁将直接与火焰进行辐射换热。上升管中的水由于受热汽化，生成的汽水混合物的密度较之下降管中的水密度小，上升管和下降管由于存在着密度差而产生了流动压头，流动压头推动着上升管内的汽水混合物向上运动。汽水混合物进入锅筒后，会在汽水分离装置中进行进一步的汽水分离，满足要求的热蒸汽将会被引出利用，而不满足要求的工质将会被继续引入下降管中，进行下一步的加热循环，直至满足要求。 当循环倍率低时，表面产生蒸汽多，而水的含量少，水的含量少容易导致上升管超温并更产生盐垢，高于设计循环倍率时，效率低。工质的循环流动中，除了需克服重力外，还需克服管道内的阻力，当阻力与压头形成的力均衡时，工质即将停止流动，而停滞就是锅炉水循环故障的最直接原因。当工质在上升管的某一段停止流动，而炉火又不断的对其加热，热量逐步积累。管道内工质进一步膨胀升温，最终可能导致工质温度超出管道的承受极限范围而导致管道破裂。 4水冷壁故障 水冷壁故障在故障表现形式上有停滞、倒流、汽水分层、下降管带汽等。 停滞与倒流问题的原因本质上一样，均为水动力不足，无法推动循环正常进行。 在正常操作下，不考虑锅炉原有结构设计与司炉工误操作，绝大多数的管道故障为管道结渣。管道结渣是管道内壁上形成的一层盐垢，且随着上升管高度加厚，结渣不仅仅增大了流动阻力也减小了流量。同时盐垢的形成减弱了工质与管道内壁的热交换，工质不能顺利的将金属内壁的热量带走，容易导致金属管壁温度的异常以至破裂。 根据统计数据表明91%的锅炉爆管发生在管道的弯管处，弯管由于其结构原因容易积存蒸汽，形成管道内局部的汽水分层现象。首先，虽然在液面以下，由于存在液态水形成水膜，使得管道温度不至于过高，但液面之上，水蒸汽存在液化的现象，液化过程放热，极易导致管道超温破裂。同时由于水、汽两相并不稳定，导致液面高度波动较大，而液面处温差较大，金属管道在剧烈的温度波动中极易产生金属疲劳，降低管道的强度。最后，由于液面处的盐分较高不断腐蚀着金属管道，这又进一步加剧了管道破裂的可能性。 在不考虑锅炉结构设计的前提下，下降管带汽一般为误操作导致，在误操作的情况下，锅筒内的水位异常降低，使得下降管吸入了一部分带汽工质。 5水循环系统中的安全装置 当锅炉启动后，锅炉中的工质开始吸收能量并逐渐汽化，在这过程中炉内温度升高气压加大。高压状态的汽水混合物充满整个锅炉水循环系统，从安全管理的角度而言，此时锅炉己成为第一类危险源。 统计显示锅炉事故80%是由锅炉安全装置如压力表、安全阀、爆破片、水位计等的失效导致容器内压力持续增大，最终压力数值超出