第二章 锅炉设备二

定期排污 用以排除水中的沉渣、铁锈， 用以排除水中的沉渣、铁锈，以防这些杂质在水冷壁管中结垢和堵塞 定期排污应从循环回路的最低位置，即沉淀物积聚最多的地方（ 定期排污应从循环回路的最低位置，即沉淀物积聚最多的地方（如水 循环回路的最低位置 冷壁下部联箱或大直径下降管底部）引出， 冷壁下部联箱或大直径下降管底部）引出，间断进行
1-梯形顶帽；2-百叶窗板；3-集汽短 梯形顶帽； 百叶窗板； 钩头； 固定式导向叶片； 管；4-钩头；5-固定式导向叶片；6芯子； 外筒； 内筒； 疏水夹层； 芯子；7-外筒；8-内筒；9-疏水夹层； 1010-支撑螺栓
蒸汽清洗
使蒸汽通过洁净的清洗水（一般为给水） 蒸汽清洗 使蒸汽通过洁净的清洗水（一般为给水），利用清洗水 与蒸汽含盐浓度差来降低蒸汽溶解携带的盐分
改变叶片型线，减少蒸汽流通面积，增加阻力， 汽轮机通流部分 改变叶片型线，减少蒸汽流通面积，增加阻力， 出力及效率降低；严重时，可造成调速机构卡涩、轴向力增大， 出力及效率降低；严重时，可造成调速机构卡涩、轴向力增大，破 坏转子止推轴承；叶片结盐垢严重， 坏转子止推轴承；叶片结盐垢严重，还可能影响转子的平衡而造成 重大事故
第四节 汽水系统
蒸发设备 过热器与再热器 尾部受热面
一、蒸发设备
概述 汽包与蒸汽品质 下降管 集箱 水冷壁 凝渣管与悬吊管
自然循环的基本概念
运动压头S 运动压头 y d 下降管中水与上升管中 汽水混合物间的重位压头差。 汽水混合物间的重位压头差 。 用以克服回 路中工质的流动阻力， 路中工质的流动阻力 ， 使水在回路中产生 环形流动(水循环 水循环) 环形流动 水循环
水冷壁
水冷壁布置于炉膛四周内壁面， 水冷壁布置于炉膛四周内壁面，主要为用 布置于炉膛四周内壁面 水冷却的受热面。 水冷却的受热面。 水冷壁作用： 水冷壁作用： 吸收炉膛中高温火焰的辐射传热 保护炉墙， 保护炉墙，减少炉内和炉膛出口结渣 提高锅炉的安全性和经济性
自然循环锅炉水冷壁
自然循环锅炉水冷壁
汽包
汽包为一钢制圆筒， 汽包为一钢制圆筒，两端有球形 或椭球形封头，封头上有人孔， 或椭球形封头，封头上有人孔，筒身 上有各种管接头。 上有各种管接头。 汽包作用： 汽包作用： 组成汽水循环回路， 组成汽水循环回路，连接省煤 器、蒸发设备和过热器，分界工质的 蒸发设备和过热器， 加热、汽化和过热过程。 加热、汽化和过热过程。 汽水分离和蒸汽净化。 汽水分离和蒸汽净化。汽包内 装有汽水分离装置、蒸汽清洗装置、 装有汽水分离装置、蒸汽清洗装置、 排污和加药装置。 排污和加药装置。 增加锅炉蓄热量。 增加锅炉蓄热量。 装有压力表、水位计和安全阀， 装有压力表、水位计和安全阀， 保证锅炉安全工作。 保证锅炉安全工作。
位于筒底中心， 圆形底板 位于筒底中心，底板周围的环 形通道内装有倾斜导叶， 形通道内装有倾斜导叶，使水稳定地流入汽包 水容积中， 水容积中，以防止水向下排出时将蒸汽带出 波形板顶帽 使汽水分离 装在分离器的顶部， 装在分离器的顶部 ， 再次
涡轮式旋风分离器
涡轮式分离器 汽水混合物由分离器底部轴向 进入， 进入 ， 固定式导向叶片产生的离 心力使工质产生强烈旋转而分离， 心力使工质产生强烈旋转而分离 ， 水被抛到内筒壁向上运动， 水被抛到内筒壁向上运动 ， 通过 集汽短管与内筒之间的环形截面 流入疏水夹层，然后折向下流， 流入疏水夹层 ， 然后折向下流 ， 进入汽包水容积； 进入汽包水容积 ； 蒸汽则由筒体 的中心部分上升经波形板分离器 进入汽包蒸汽空间 涡轮式分离器分离效率高， 涡轮式分离器分离效率高，体 分离效率高 积小；但阻力较大， 积小；但阻力较大，常用于强制 循环锅炉
a S = S gs , mg / kg 100
m q
蒸汽质量标准
12145《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》（GB/T 12145-1999) 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》 912-2005） 《超临界火力发电机组水汽质量标准》（DL/T 912-2005） 超临界火力发电机组水汽质量标准》
H（ρ xj − ρi）g = ∆ps + ∆pxj = S yd
式中 循环回路的高度， H ― 循环回路的高度，m
ρ xj , ρ i ― 下降管及上升管工质的平均 密度， 密度，kg/m3
∆ P xj 、 ∆ P s ― 下降管及上升管流动阻力损 失，Pa
自然循环的基本概念
循环倍率K 循环回路中水流量G与回路中产生蒸汽量D之比 之比， kg水 循环倍率 循环回路中水流量G与回路中产生蒸汽量 之比，即1kg水 全部变成蒸汽需在回路中循环多少次， 全部变成蒸汽需在回路中循环多少次，是衡量锅炉水循环可靠性指标之一
蒸发设备作用及组成
锅炉蒸发设备是锅炉的重要组成部分， 锅炉蒸发设备是锅炉的重要组成部分， 其作用是吸收燃料燃烧放出的热量， 其作用是吸收燃料燃烧放出的热量，把炉水 吸收燃料燃烧放出的热量 加热汽化成饱和蒸汽。 加热汽化成饱和蒸汽。 现代电站锅炉的蒸发设备主要包括汽包、 现代电站锅炉的蒸发设备主要包括汽包、 汽包 下降管、联箱、水冷壁等 下降管、联箱、水冷壁等，其中水冷壁是主 要的蒸发受热面。 要的蒸发受热面。
主要用于减少溶解性携带， 蒸汽清洗 主要用于减少溶解性携带，也可减少蒸汽机械携带的盐 因为经清洗的蒸汽带出的水为含盐浓度较低的清洁水， 分，因为经清洗的蒸汽带出的水为含盐浓度较低的清洁水，而不是锅水
大机组汽包的相对长度减少，加装清洗装置有困难； 大机组汽包的相对长度减少，加装清洗装置有困难；同时蒸汽溶解硅 酸的分配系数随之增大， 酸的分配系数随之增大，清洗装置效率明显下降 亚临界压力汽包炉，主要靠改善给水条件来保证蒸汽品质， 亚临界压力汽包炉，主要靠改善给水条件来保证蒸汽品质，可不采用 蒸汽清洗装置
K=
循环流速W 循环流速W0
G 1 = D x
G ,m/ s Fρ '
上升管开始沸腾处饱和水的流速
w0 =
式中： 工质的质量流量， 式中： G —工质的质量流量，kg/s 工质的质量流量 管组的内截面积， F —管组的内截面积， m2 管组的内截面积 饱和水密度， ρ’ —饱和水密度，kg/m3 饱和水密度 推荐循环倍率 锅炉压力(Mpa) 3.92～5.88 10.2～11.76 13.73～15.69 16.67～18.63 92～ 10. 11. 13.73～15. 16.67～18. 锅炉压力(Mpa) 锅炉蒸发量(t/h (t/h) 35～ 160～ 400～ 锅炉蒸发量(t/h) 35～240 160～420 400～670 ≥800 15～ 推荐循环倍率 15～25 7～15 4 ～8 4 ～6
锅炉排污
连续排污 连续不断地从汽包中排出因水蒸发含盐 连续不断地 从汽包中排出因水蒸发含盐 从汽包中排出因水蒸发 量不断增大的部分锅水， 量不断增大的部分锅水， 代之以比较纯净 的给水，以获得符合品质要求（ 的给水， 以获得符合品质要求（ 含盐量和 碱度保持在规定值内） 碱度保持在规定值内）的蒸汽 连续排污应从锅水含盐量最大的部位 通常是汽包水容积靠近蒸发面处 汽包水容积靠近蒸发面处） （通常是汽包水容积靠近蒸发面处）引出 定期排污 用以排除水中的沉渣、 铁锈， 用以排除水中的沉渣 、 铁锈 ， 以防这 些杂质在水冷壁管中结垢和堵塞 循环回路的最低位置， 定期排污应从循环回路的最低位置 定期排污应从 循环回路的最低位置 ， 即沉淀物积聚最多的地方（ 即沉淀物积聚最多的地方 （ 如水冷壁下 部联箱或大直径下降管底部） 引出， 部联箱或大直径下降管底部 ） 引出 ， 间 断进行
蒸汽的净化措施
提高给水品质——采用合适的水处理系统 提高给水品质——采用合适的水处理系统 —— 控制炉水品质——锅炉排污 控制炉水品质——锅炉排污 —— 减少机械携带——汽水分离 减少机械携带——汽水分离 —— 减少选择性携带——蒸汽清洗 减少选择性携带——蒸汽清洗 ——
锅炉排污
连续排污 连续不断地从汽包中排出因水蒸发含盐量不断增大的部分锅水， 连续不断地从汽包中排出因水蒸发含盐量不断增大的部分锅水，代之以 从汽包中排出因水蒸发含盐量不断增大的部分锅水 比较纯净的给水，以获得符合品质要求（含盐量和碱度保持在规定值内） 比较纯净的给水，以获得符合品质要求（含盐量和碱度保持在规定值内） 的蒸汽 连续排污应从锅水含盐量最大的部位（通常是汽包水容积靠近蒸发面处） 连续排污应从锅水含盐量最大的部位（通常是汽包水容积靠近蒸发面处） 汽包水容积靠近蒸发面处 引出
s 由于机械携带， 由于机械携带，蒸汽的含盐量 S q =
ω S gs , mg / kg 100
式中
为锅水含盐量，mg／ S gs 为锅水含盐量，mg／kg
选择性（溶解） 饱和蒸汽具有直接溶解盐分的能力， 选择性（溶解）携带 饱和蒸汽具有直接溶解盐分的能力，即蒸汽 溶盐，蒸汽对不同盐分的溶解能力不同，蒸汽的溶盐具有选择性， 溶盐 ， 蒸汽对不同盐分的溶解能力不同 ， 蒸汽的溶盐具有选择性 ， 并 与工作压力有关。 与工作压力有关。 蒸汽对某种物质的溶解量用分配系数a来表示，分配系数a 蒸汽对某种物质的溶解量用分配系数a 来表示，分配系数a 是指某 物质溶解于蒸汽的量（mg／kg）与该物质溶解于锅水中的量（mg／ 物质溶解于蒸汽的量 （ mg ／ kg ） 与该物质溶解于锅水中的量 （ mg ／ kg）之比， kg）之比，即
光管水冷壁： 光管水冷壁：应用广泛 膜式水冷壁（焊制、轧制） 膜式水冷壁（焊制、轧制） 可全部接受炉膛辐射热； 可全部接受炉膛辐射热；对炉墙保护 炉墙可只用轻型绝热材料， 好，炉墙可只用轻型绝热材料，降低炉墙 重量，便于采用悬吊结构； 重量，便于采用悬吊结构；炉膛蓄热量减 缩短启停炉时间；气密性好， 少，缩短启停炉时间；气密性好，炉膛可 用微正压燃烧； 用微正压燃烧；便于组合安装 制造工艺复杂； 制造工艺复杂；相邻两管壁温差要求 <50 ℃ 带销钉的水冷壁（光管、膜式） 带销钉的水冷壁（光管、膜式） 销钉上敷有耐火填料，形成卫燃带， 销钉上敷有耐火填料，形成卫燃带， 在燃烧无烟煤、贫煤时， 在燃烧无烟煤、贫煤时，可减少水冷壁吸 提高炉内温度，稳定燃烧。 热，提高炉内温度，稳定燃烧。