脉动分析

脉动分析

脉动是指蒸发受热面中质量流量随时间周期性变化的现象，分为全炉脉动、屏间脉动和管间脉动等３种形式，经常发生的是管问脉动。

发生管间脉动时，管屏进、出口联箱之间的压力差和总质量流量都没有变化，而各管的质量流量却在波动，并且各管进口水质量流量与出口蒸汽质量流量作相反的变化。脉动会引起管子出口工质温度周期性变化，从而引起金属壁温波动，使管子产生疲劳破坏；脉动还使各并联管出现较大的热偏差，可能造成部分管子超温。产生脉动的根本原因是蒸发受热面中蒸汽与水的质量体积存在差异，引发脉动的外因主要是炉内热负荷突变，特别是蒸发开始区段热负荷的突变，造成局部压力突增，从而引发脉动。在锅炉启动过程中，由于压力低，炉内热负荷不稳定，因而脉动在该阶段最易出现。提高工作压力，减小蒸汽与水的质量体积差，可降低脉动出现的可能性。提高质量流量对消除脉动是十分有利的，这是由于质量流量高，可以将由于热负荷突增而产生的蒸汽很快地带走，防止因局部压力突增而引起脉动。对螺旋管圈，在启动初期提高启动压力和建立足够的启动质量流量是消除脉动的有效措施。提高加热区段与蒸发区段的阻力比也可防止脉动，这是由于提高加热区段阻力后，当蒸发开始区段出现局部压力突升时，对进口工质的质量流量影响较小，一般采取在加热区段进口加装节流圈或在加热区段使用小管径管子的方法来提高加热区段阻力。另外，为防止脉动，应使各并联管的长度、直径、弯曲程度尽量相同，以减小各管质量流量和结构的差异。

直流锅炉水冷壁工作时，还可能发生水动力的动态不稳定现象，即脉动性流动现象。其主要表现是：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。直流锅炉的脉动有三种类型，即管间脉动、管屏脉动、整体

直流锅炉水冷壁工作时，还可能发生水动力的动态不稳定现象，即脉动性流动现象。其主要表现是：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。

直流锅炉的脉动有三种类型，即管间脉动、管屏脉动、整体脉动。比较多见的是管间脉动，其具体表现是：

(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最大时，出口的蒸汽流量最小。

(3)整个管组的进水量和蒸汽量变化不大。

管屏脉动是指各并联管屏之间产生的脉动，与管间脉动相似。

整体脉动也称为全炉脉动，是指全部并联管屏中流量同时发生的周期性波动。一般是因为使用特性曲线比较平缓的离心式给水泵造成的。

根据脉动的具体表现，可以看出：蒸发管内的脉动性流动现象是流量随时间周期性变化的一种动态水动力不稳定现象。脉动性流动的出现既有自身的特殊背景，又和水动力不稳定性有密切联系。

2．脉动的危害

由于流量的脉动，引起了管内工质压力和温度周期性地变化，同时引起热水段、蒸发段、过热段的周期性变化，这种变化的危害是：

(1)在管子热水段、蒸发段、过热段的交界面处，交替接触不同状态的工质，时而是不饱和的水，时而是汽水混合物，时而是过热蒸汽。且这些工质的流量周期性变化使管壁温度发生周期性变化，以致引起金属管子的疲劳破坏。

(2)由于过热段长度周期性地变化，出口汽温也发生周期性变化，汽温不易控制，甚至引起管壁超温。

(3)脉动严重时，由于受工质脉动性流动的冲击作用力和工质汽水比体积变化引起管内局部压力波周期性变化的作用，还会造成管屏的机械振动。引起管屏的机械应力破坏。