直流锅炉炉水冷壁
《直流锅炉的水冷壁》课件
CHAPTER
05
直流锅炉水冷壁的运行与维护
水冷壁的运行参数监控
温度监控
实时监测水冷壁的温度变化，确保其在安全范围 内运行。
压力监控
对水冷壁的内部压力进行监控，防止超压或压力 不足。
流量监控
监测水冷壁的冷却水流量，确保足够的冷却效果 。
水冷壁的清洁与保养
定期清洗
定期对水冷壁进行清洗，去除积垢和杂质，保持其良好的散热性 能。
时监控和自动调节。
模块化设计
03
采用模块化设计理念，简化安装和维护过程，提高水冷壁系统
的可靠性和灵活性。
水冷壁材料的研究与改进
高性能材料
研究和发展具有更高耐热性和抗腐蚀性的新材料，提高水冷壁的 使用寿命和安全性。
复合材料
采用复合材料技术，将不同材料的优点结合，以提高水冷壁的综 合性能。
绿色材料
关注环保和可持续发展，研究和使用低环境影响的水冷壁材料。
表面处理可以提高水冷壁的耐腐蚀 性和美观度，常用的表面处理方法 包括喷涂、电镀等。
制造过程中的质量控制
材料质量控制
对原材料进行质量检查，确保其 符合设计要求和安全标准。
工艺过程控制
对制造过程中的各个环节进行监 控，确保其符合工艺要求和质量
标准。
成品检测与试验
对成品进行检测和试验，确保其 符合设计要求和安全标准。
对水冷壁进行检测和试验，确 保其符合设计要求和安全标准
。
制造过程中的关键技术
焊接技术
焊接是水冷壁制造中的关键技术 之一，需要采用高质量的焊接工 艺和材料，以确保水冷壁的强度
和密封性。
热处理技术
热处理是提高水冷壁机械性能的重 要手段，需要精确控制加热和冷却 过程，以确保水冷壁的硬度和耐腐 蚀性。
新建超临界直流锅炉水冷壁爆管原因分析及处理措施
析， 认 为管内壁沉积物脱落沉积在弯管处造成通流 不畅或堵塞 ， 是爆管的直接原因Ⅲ ， 并采取了相应的 措施 去 除管 内壁 的沉积物 ，有 效地 解决 了水 冷壁 爆
管 问题
月７ 日酸洗结束 ， ６ 月６ ３吹管结束 ， １ ７ 月７ 日 机 组进行 了整套启动工作。在随后 的锅炉启动过程中， １ 号锅
Ｘ Ｉ Ｕ Ｙ ａ ｎ — ｆ ｅ ｎ ｇ ， Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｑ ｉ ｎ ， Ｃ Ｕ Ｉ Ｘ ｉ ｏ ｎ ｇ － ｈ ｕ ａ
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技 术 应 用ｌ Ｊ 一 ∞ 工 ｃ＜ Ｉ Ｎ 。＜ 。 ｚ
新 建超 临界直 流锅 炉水冷壁爆 管原 因
分析 及 处 理 措 施
修延 峰 ， 张 钦 ， 崔雄华
（ １ ． 蒙东能源有限公司， 内蒙古 呼伦贝尔 ０ ２ １ ０ ０ ０ ； ２ ． 西安热工研 究院有限公司， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ３ ２ ）
２ ． Ｘ ｉ ’ ａ ｎ Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ３ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｍｅ ｎ ｏ ｎ ｏ ｆ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｏ ｌ ｅ ｒ ｐ ｉ ｐ ｅ ｓ ｃ ｒ ａ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙ ｏ ｃ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｄ ｉ ｎ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｏ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｕ ｎ ｉ ｔ ． Ａｉ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ， ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｓ ｏ ｕ ｔ ａ ｓ ｅ ｒ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｓ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｉ ｃ ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ， ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｅ ｅ ｘ ａ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｄ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｎ ｅ ｒ ｔ ｕ ｂ ｅ ｗａ ｌ ｌ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ
600WM超临界直流锅炉水冷壁超温分析及对策
600WM超临界直流锅炉水冷壁超温分析及对策超临界锅炉作为当前最先进的燃煤发电技术，具有能耗低、环保、技术含量高等特点。
由于超临界锅炉工质压力高，超临界锅炉大多数采用直流锅炉，直流锅炉水冷壁流动阻力比较大，运行过程的水压压头比较高，容易引起工质流动不稳定、热偏差等问题，从而导致锅炉受热不均匀，部分面积超过临界温度，影响到超临界直流锅炉运行的安全性。
本文主要600WM超临界直流锅炉水冷壁超温出现的原因，并根据这些原因提出了相应的解决策略，希望确保600MW 超临界直流锅炉运行的稳定性。
引言：超临界锅炉指锅炉内工质的压力在临界点以上的锅炉与传统的锅炉间相比，超临界锅炉的煤耗量低，单电煤耗量约为310g标准煤，超临界机组的发电效率达到了41%，我国传统的火电厂发电效率一般低于35%，單电煤耗量超过380g 标准煤以上，每度电至少可以节约50g标准煤。
与传统的锅炉相比，超临界锅炉更加环保、节能，是未来火电厂建设的方向。
但是超临界直流锅炉的装机容量比较大，锅炉的蒸发受热面积不均匀，容易造成管壁温度超标，从而影响到锅炉的正常运行，造成水冷壁内工质性能发生变化，引起流量的异常变化，威胁到锅炉运行的安全性。
因此需要对超临界直流锅炉水冷壁超温现象进行分析，找出水冷壁超温的原因，并采取有效的措施，促进我国超临界锅炉的发展。
1.600WM超临界直流锅炉水冷壁超温原因分析某发电厂有两台600WM超临界机组，锅炉为国内某锅炉生产厂家生产，超临界机组为日本三菱公司提供的技术，超临界机组采用直流锅炉，燃烧器布置在四面墙上，火焰喷射方向与水冷壁垂直，二次风喷嘴安装在主燃烧器上，锅炉在热运行状态下，一次风、二次风可上下摆动。
超临界机组运行期间，出现了水冷壁管吸热偏差或者超低温现象，部分时段出现水冷壁壁温超过机组阈值，影响到超临界机组的安全运行。
根据运行数据信息以及超临界直流锅炉水冷壁超低温出现的异常现象，总结出以下原因：1.1部分水冷壁管热负荷偏高根据锅炉炉膛的燃烧方式，如果炉膛内的煤炭燃烧时产生的火焰出现偏差，则可能导致高温烟气直接冲刷水冷壁，导致局部水冷壁温度比较高。
600MW锅炉水冷壁
冷灰斗结构
过渡段水冷壁管屏
从倾斜布置的水冷壁转换到垂直上升的水冷壁就需要过渡 结构，即过渡段水冷壁。
螺旋水冷壁出口管几乎每间隔1根管子直接上升成为垂 直水冷壁，另1根抽出到炉外，进入螺旋水冷壁出口集 箱，再由连接管从螺旋水冷壁出口集箱引入到垂直水冷 壁进口集箱，由垂直水冷壁进口集箱拉出两倍进入垂直
前墙和两侧墙垂直管屏上升并与位于顶棚上方的出口 集箱相连接，后墙垂直管屏上升与标高52.061m的 φ273×60后水吊挂管入口集箱相接，此集箱引出95 根φ76×12.5 MWT的吊挂管至标高68.8m的吊挂管出 口集箱。
在运行过程中为监控水冷壁的壁温，在螺旋水 冷壁管出口装设了73个壁温测点，在前、侧墙 垂直管屏和后水吊挂管出口共装设了87个壁温 测点。
零膨胀点的设置
锅炉本体采用全悬吊结构，使锅炉本体的每个部分能 够比较充分的热膨胀，大大地减少了由于热膨胀受阻 而产生的热应力。锅炉的自然热膨胀中心除了与锅炉 的几何尺寸有关之外，还与温度的分布有关。而锅炉 在启动低负荷、满负荷和停炉工况下温度的分布是不 一样的。因此，锅炉的自然热膨胀中心是随着工况的 变化而变化的。为了进行比较精确的热膨胀位移计算， 以便进行系统的应力分析和密封设计，需要有一个在 各种工况下都保持不变的膨胀中心，作为热膨胀位移 计算的零点。这个膨胀中心就是所谓的人为的膨胀中 心，通过一定的结构措施就能实现它。
锅炉上炉膛的垂直水冷壁布置了10层水平刚性 梁
尾部烟道包墙和竖井烟道共设置12层水平刚性 梁，上5层与上炉膛垂直水冷壁水平刚性梁标 高相同
水平刚性梁的层间布置有校平装置，此外，在 与水平烟道连接的后水两侧和后烟道前包墙的 两侧都设置了垂直刚性梁。
600MW超临界W型火焰直流锅炉水冷壁壁温差控制研究陈飞
600MW超临界W型火焰直流锅炉水冷壁壁温差控制研究陈飞发布时间：2023-06-30T08:23:17.750Z 来源：《中国电业与能源》2023年8期作者：陈飞[导读] 本文以某电厂600 MW超临界W型火焰直流锅炉为研究对象，针对其水冷壁的结焦、磨损及壁温升高等问题，提出一系列降低水冷壁温差的技术措施。
在机组运行过程中，通过调整水冷壁分区和控制循环倍率的方法，有效控制了水冷壁的壁温，解决了结焦、磨损等问题。
贵州省习水鼎泰能源开发有限责任公司贵州遵义 563000摘要：本文以某电厂600 MW超临界W型火焰直流锅炉为研究对象，针对其水冷壁的结焦、磨损及壁温升高等问题，提出一系列降低水冷壁温差的技术措施。
在机组运行过程中，通过调整水冷壁分区和控制循环倍率的方法，有效控制了水冷壁的壁温，解决了结焦、磨损等问题。
关键词：超临界W型火焰直流锅炉；水冷壁壁温；结焦；磨损目前国内超临界火焰直流锅炉的水冷壁布局采用低质量流量垂直管设计，水冷壁分为上水冷壁和下水冷壁，两者之间的过渡配有水冷壁中间混合收集器，也就是说，在壁炉下方具有垂直上升的内螺纹管的水冷壁入口歧管中，在L冷却壁的中间混合物歧管中，该垂直优化的阴管具有低质量流量设计，允许W型超临界火焰直流锅炉具有良好的正常流体动力反应特性，其给水流量随着热负荷的增加而增加，这允许管壁的良好冷却，反之亦然。
理论上，该系统可以依靠其自身的自补偿特性来平衡出口温差，减少相同水冷壁流的端壁温差，但在实际操作中发现，低质量流量设计的正常反应特性在任何时候都没有表现出良好的后续性能。
当负载的工作条件发生根本性变化时，正常反应特性具有一定的滞后，使得部分高热负载从管壁温度迅速增加，管壁与相邻或低温区域的温差增加，导致水冷壁过热。
1超临界机组锅炉及燃烧设备简介1.1超临界机组锅炉超临界机组锅炉采用北京巴布科克威尔克斯有限公司生产的燃煤锅炉，该锅炉出口（脱硝机组前）NOx排放浓度≤700 mg/Nm3的高级同步脱硫和脱硝机组。
防止直流锅炉给水系统故障造成水冷壁壁温超限的控制策略
防止直流锅炉给水系统故障造成水冷壁壁温超限的控制策略直流锅炉给水系统发生故障，由于给水流量的大幅下降，燃烧系统的惯性，导致水煤比严重失调，水冷壁内的工质进入到异常工况，轻则造成部分水冷壁壁温超限，重则造成水冷壁大面积超温、爆管，机组非停。
文章针根据水冷壁壁温超限的要因分析，找到给水系统故障时控制策略，从而保障水冷壁及机组的安全运行。
标签：直流锅炉；给水系统；水冷壁壁温1 概述华润电力唐山丰润有限公司热电联产2×350MW超临界燃煤发电机组，锅炉为北京巴布科克·威尔科克斯有限公司生产的超临界变压直流炉，单炉膛、一次中间再热、平衡通风、紧身封闭布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。
给水系统配置2×50%BMCR的汽动给水泵。
水冷壁分为螺旋水冷壁和垂直水冷壁两个部分，分别装设94个壁温测点。
2 水冷壁壁温升高的必然性直流锅炉通过给水泵的压力一次性的通过各受热面而变成过热蒸汽，工作原理如图1所示。
在直流锅炉蒸发受热面中，由于工质的流动不是依靠汽水密度差来推动，而是通过给水泵压头来实现，工质一次通过各受热面，蒸发量D等于给水量G，直流锅炉的循环倍率K=G/D=1。
直流锅炉运行期间，工质在受热面内流动过程是没有明显的、固定的，预热、蒸发、过热分界点，所以，在工况变化时，各受热面长度会发生变化。
对于超临界压力以上压力运行的超临界锅炉水冷壁，工质温度没有对应压力下饱和温度的限制，水冷壁中工质的温度随着吸热量的增加不断上升，管壁内工质的温度是变化的，它与热负荷和工质流量有关，热负荷越大，工质流量越小的炉管内工质的温度越高。
直流锅炉水冷壁工质一次通过所有受热面，也就是说，工质必然要经过所谓“蒸干”传热恶化的过程，此时，管内对流换热系数大大下降，相同负荷下，由于热负荷造成的管壁温度增量大大上升。
针对水冷壁壁温升高的这种必然，我们的控制策略是：减少下辐射区域水冷壁受热面的单位吸热量，其中，关键是控制工质在水冷壁下辐射区出口的温度低于该工作压力对应的拟临界温度，也就是说，使工质的“蒸干“点不发生在热负荷最强的燃烧区域。
对冲直流锅炉水冷壁壁温偏差研究及治理
对冲直流锅炉水冷壁壁温偏差研究及治理摘要：近年来，超临界机组以其大容量、高参数、高效率等特点在火电机组中占有越来越大的比重。
超临界锅炉的主要燃烧方式是反对燃烧和切向燃烧。
反向燃烧对煤质的适应性不如切向燃烧，但炉膛出口两侧烟气温度偏差较小。
为了提高新的能耗能力，超临界机组需要参与深度调峰，包括频繁的启停、长期的低负荷运行和快速的升、降负荷。
由于对置直流锅炉的流场结构比四角切圆锅炉的流场结构更为独立，并且随着峰值深度的调整，水冷壁管内的工作质量流速减小，因此水冷壁区更容易出现较大的壁温偏差，这将导致爆管和机组无法停止。
因此，有必要研究对置式直流锅炉深度调峰水冷壁温度偏差的原因，并提出相应的处理方案。
关键词：冲直流锅炉；水冷壁；壁温偏差；治理1机组概况某超超临界3000t/h直流锅炉为DG3000/26.15-Ⅱ1型、前后墙对冲燃烧、干式除渣、单炉膛、一次再热、平衡通风、全悬吊结构Π型布置，配套6台ZGM133N型中速磨煤机，侧煤仓布置，从高到低，前墙依次为A、B、C层，后墙依次为D、E、F层，每台磨煤机为同层的8只旋流燃烧器提供一次风粉。
锅炉上部炉膛为垂直水冷壁，下部炉为螺旋水冷壁，中间有过渡段水冷壁和两个垂直混合头。
在锅炉启动和低负荷运行过程中，水冷壁壁温偏差较大，远远超过壁温偏差安全值的80℃，导致壁温过热和热应力集中，进而在管壁焊接薄弱处爆管，位于上炉膛前壁。
2试验方法采用水冷壁回路网格划分、重点区域壁温测点密集布置和单变量现场试验等方法，研究了水冷壁启动过程中壁温最大偏差的变化规律。
研究了煤质、磨煤机运行方式和配风方式对低负荷煤壁温度分布的影响。
外圈号为回路号，对应位置的内圈号为回路中的管数。
在每个回路的出口处设置至少一个壁温测点，在前壁螺旋水冷壁的每个回路处设置两个壁温测点，在前壁垂直水冷壁的每个回路处设置三个壁温测点。
下炉螺旋管卷分32圈，上炉竖管卷分82圈。
针对对置式直流锅炉运行负荷范围内容易出现壁温偏差的问题，将试验条件设置为启动过程试验和低负荷稳态试验。
《直流锅炉的水冷壁》课件
水冷壁的制造工艺
1
焊接工艺
水冷壁的焊接工艺灵活，可根据部位和材料的不同而采用不同的焊接方法，包括电弧 焊、TIG焊、MIG焊、埋弧焊等。
2
焊接质量检测
焊接后需要进行质量检查，主要针对焊接缺陷和热引起的变形几方面，主要的工具包 括测量尺、显微镜、探伤仪等。
3
加工和安装
水冷壁的生产过程包括钢材的卷板、切割、焊接和成品的加工等环节，每个环节都需 要进行质量控制和检验。水冷壁的安装需要保证高度一致、竖直度合格。
水冷壁的未来发展
随着能源和环境保护的压力不断加大，新型高效、 环保的锅炉与水冷壁材料的研究和应用将逐步发 展，开创更优质、更可靠的锅炉水冷壁新时代。
参考文献
• 张华 等.锅炉技术手册,北京:机械工业出版社,2004 • 张清环.大型火力发电厂运行与管理,北京:机械工业出版社,1999 • 焦益民.电站锅炉及汽轮机,北京：中国电力出版社，2000
水冷壁的维护和检修
维护
水冷壁的正常维护是保证其寿命和使用效果的 基础，包括清洗、涂层维修、防腐防蚀等措施
检修流程
对于水冷壁的修复、加固等工作，必须依据设 计图纸和施工方案，进行计划性维修，安排人 员进行检修和安全控制。
结论
水冷壁的重要性
作为直流锅炉的核心部件之一，水冷壁的工作性 能和寿命对整个锅炉的安全运行和使用寿命都有 重要影响。
水冷壁材质
低合金钢材
强度高、塑性好、抗腐蚀性强，普遍应用于锅 炉、压力容器等领域。
不锈钢材
有耐蚀、耐酸碱、耐高温和美观等特点，主要 用于化工、石油、纺织、食品、制药等装置。
高合金钢材
硬度、强度和耐蚀性都比较高，主要用于高温、 高压、强腐蚀、冶金、航空、化工等领域。
锅炉设备及运行教学课件：项目七 汽水系统 任务四 直流锅炉水冷壁及特性
3、超临界压力锅炉水冷壁
二、直流锅炉水冷壁特性 1、水动力特性
指在一定的热负荷下，强制流动受热管圈中 工质质量流量G与流动压降△p之间的关系。
◌稳定的水动力特性 ◌不稳定的水动力特性
（1）水动力不稳定危害
◌并列管子流量发 生非周期性变化 ◌并列管子出口工 质状态不同
过热蒸汽 未饱和水 汽水混合物
◌热负荷高减少了工质欠焓的影响； ◌热负荷高管圈中阻力上升快 ◌水动力特性曲线上升陡一些
4、重位压力降的影响
◌重位压头增大，水动力特性是单值性 ◌上升流动重位压头减弱水动力不稳定
4、重位压力降的影响
◌重位压头较大水动力特性是多值性 ◌下降流动重位压头增强水动力不稳定
5、消除或减小水动力不稳定性的措施
2、垂直管屏型水冷壁运行中问题
水冷壁管路流量分配 不均匀，不适合变压 运行。
二、直流锅炉水冷壁布置
1、螺旋管圈水冷壁
优点： （1）水冷壁保护充分； （2）管间吸热偏差； （3）阻力损失小； （4）抗燃烧干扰能力强； （5）适合变压运行要求。
2、螺旋管圈水冷壁缺点
缺点： 承重能力弱； 结构复杂，制造成本高； 现场安装工作量和难度增加； 给水泵的功耗高。
（2）防止脉动的措施
◎管子的入口端加装节流圈 ◎提高质量流速 ◎提高进口压力 ◎降低蒸发点热负荷和热偏差 ◎选择合适的给水泵
①结构简单，便于组合安装 和全悬吊结构；
②各管之间膨胀量基本一致 ，适于采用整体焊接的膜 式水冷壁；
③管系短，流动阻力小，水 动力特性稳定。
（2）两段垂直上升管屏
①沿炉膛高度将水冷壁分成上 辐射区和下辐射区。
②下辐射区热负荷高，采用2-3 次串联上升管屏。
③下辐射区热负荷低，采用一 次垂直上升管屏。源自（2）工作压力对水动力的影响
超超临界直流锅炉螺旋水冷壁的安装技术
超超临界直流锅炉螺旋水冷壁的安装技术[摘要]在电厂受热面的安装过程中，螺旋水冷壁的安装是一项技术难题，如何保证螺旋水冷壁的安装质量，控制好螺旋水冷壁的上升角度，防止水冷壁整体扭转变形，对整个受热面的安装质量的保证起到了关键性的作用，本文结合我公司安装的内蒙古国电建投布连电厂一期2×660MW机组工程超超临界锅炉安装螺旋水冷壁的经验，阐述对以上几个方面的质量控制方法，并对施工过程中发生的问题进行分析处理以及施工中采取的一些主要措施进行总结，旨在共同提高安装工艺水平，为电站的安全稳定高效运行提供坚实的基础。
[关键词]直流锅炉；螺旋水冷壁；安装技术1 前言随着节能减排问题的日益突出，发电机组采用高参数、大容量的趋势已经明确，机组参数的提高引起了锅炉结构及受热面材质发生大幅变化，超超（超）临界锅炉采用螺旋水冷壁结构，这对锅炉安装提出了更高的要求。
将螺旋水冷壁的安装关键质量控制点，进行明确说明，来保证锅炉螺旋水冷壁的安装质量。
在整个受热面安装的过程中，螺旋水冷壁的安装时尺寸控制是一大难题，因为要装好螺旋水冷壁必须解决炉膛安装时的中心整体扭转，管屏大面积密封焊带来的焊接变形，高空安装施工给脚手架的搭设和设备吊装带来的矛盾，对冲燃烧器找正，以及确保焊口在超超临界压力下长期安全运行等一系列的重大技术难题。
解决好上述难题，将对整个锅炉的安装起到关键性作用，对以后类似锅炉的安装也将起到指导和借鉴作用。
2 螺旋水冷壁概况目前，超（超超）临界压力直流锅炉炉膛四周一般为全焊式膜式水冷壁，由下部螺旋盘绕上升水冷壁（包括过渡段螺旋水冷壁、中部螺旋水冷壁、冷灰斗螺旋水冷壁）和上部垂直上升水冷壁两个不同的结构组成，两者间由过渡水冷壁和混合集箱转换连接，炉膛角部为圆弧过渡结构。
螺旋水冷壁是超超临界压力直流锅炉最为重要承压部件，其结构复杂，安装要求高。
整个炉膛螺旋水冷壁由640根水冷壁管组成，螺旋水冷壁和垂直水冷壁均采用膜式全焊接结构，由钢管和扁钢制成。
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tb 50C
苏尔寿型
拉姆辛型
本生型
四 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(UP锅炉) 该型式锅炉的压力既适用于亚临界,又适 用于超临界. 2 炉膛下部多次上升,上部一次上升管屏 (FW型) 该型式适合于300~600MW容量机组, 且不适宜滑压运行（中间有联箱）. 3 螺旋式水冷壁管屏 该型式特别适用于滑压运行
(一) 超临界压力水蒸气的比容、比热和焓 1．比容
2．比热
3.焓
4．超临界压力水蒸气的其它特性
(二) 亚临界、超临界压力下的水动力特性 1．亚临界和超临界压力下的流动稳定性 2．直流锅炉蒸发受热面的流体脉动 3．直流锅炉蒸发受热面的热偏差
蒸发受热面安全工作问题 • 安全工作条件 (1) 管壁温度 t b 小于 材料允许温度. (2) 相邻管壁温度差 tb < 50 C 影响安全工作的因素 保证蒸发受热面安全工作原则 (1)减小管壁温度 t b (2)减小相邻管壁温度差 tb
炉膛水冷壁：
• 下部螺旋盘绕上升
从水冷壁进口到折焰 角下一定距离（标高 52608.9 mm）处。
• 上部垂直上升 • 均为膜式结构 • 两者间由过渡水冷壁 转换连接。
第二节 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
w 工质在受热管中的质量流速 双相流摩擦阻力校正系数
q i
L i 1 1 2d r
受热面平均热负荷 进口处工质欠焓
L2 q C 2 1 d r
2. 安全工作影响因素和解决办法 1)提高 w . 2)加节流圈. 3)工质入口欠焓i 167.5 kJ kg 4)减小管屏焓增. 三. 早期直流锅炉蒸发受热面的形式 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
4 )脉动的消除
增大
w
提高进口压力 增大热水段阻力－采用节流圈 降低蒸发点的热负荷和热偏差
防止脉动性燃烧
给水泵特性
3. 超临界压力下水冷壁管内传热
• 类膜态沸腾：由于管子内壁面附近的流体粘度、比热、 导温系数、密度等物性参数发生显著变化引起的。（流 体边界层的层流化；紊流边界层流化） • 传热恶化发生在管子入口处和大比热区 对于直流锅炉，不可能避免传热恶化，只有采取推迟和抑 制。主要方法： 1）使用好材料 2）采用内螺纹管，螺旋式导流器（扰流子）
（1）工质进口欠焓。当
i =0
时，不会出现多值性。因为 当没有热 水段时，蒸发段长 度不会发生变化，蒸发量不 w 随 p 增加而单 会变化。
调上升。 i 愈大，水动力多
值性愈明显。水动力多值性 不会发生在只有蒸发段的管 屏上。
（2）压力 p 。发生水动力
多值性的最根本的原因是
汽水密度不同当 时，（
水动力特性曲线
在此图中，1，3 线为单值特性曲线
p
1
2
线为多值特性曲线。
但在实际中会出现那种图形， 取决于特性方程式中，A,B,C这三个
3
2
参数的取值。
如果出现曲线2所示图形，就表 在一个压差下，对应有2~3个流量，
c
a
w1 w2
b
w3
即水动力成多值性。
w
2) 水动力特性单值条件 对特性方程式求导得
流圈阻力特性；3－加节流圈后 Fra bibliotek水动力特性2 蒸发受热面的脉动现象
1).定义：在管屏两端压差相同，当给水量和流出量基本
不变的情况下，管屏里管子流量随时间作周期性波动 的现象，叫脉动现象。
2).脉动种类
管间脉动
管屏脉动 整体脉动
3) 产生脉动的原因 1）压力峰的形成
2）压力的下降 3）压力峰重新形成
直流锅炉的水冷壁
第一节 作用和结构形式
一、水冷壁的工作特点与作用
• • • • • 强化传热，减少金属耗量 保护炉墙 防止结渣 悬吊炉墙 蒸发受热面
一
直流锅炉结构特点
1）蒸发受热面布置自由 2）没有汽包，主要是外置式过渡区和汽水分离器 3）有启动旁路系统
二 对蒸发受热面的基本要求 1 原则
1) 2) 3) 4) 管子不被烧坏 能解决膨胀问题 蒸发受热面能够制造出来 制造,安装方便
（7）工质大比热特性。当工质处于大比热区范 围内，且吸热量同时增大时，比容发生剧烈变 化，引起工质的膨涨急剧增大，容易发生水动 力不稳定现象。
5) 解决水动力稳定性的方法
（1）减小 i 。 （2）增加热水段阻力—采用节流圈。 （3）提高启动压力 p 。 （4）减小热偏差。 （5）提高质量流速 w 。 （6）控制下辐射区水冷壁出口温度。
p
w
p
）下降，
增加
因此水动力特性趋向稳定。
（3）热负荷Q 。Q增加，使
性趋向稳定。
Lrs 长度减小，如果没有热水
段，一定不出现多值性，故热水段长度减小，水动力特 （ 4 ）热水段阻力。增加热水段阻力，可以使水动力特性 稳定。蒸发段阻力变小对 p 影响小 ，趋于稳定。
（5）质量流速。质量流速越低，工质流量分配 越不均匀，越容易发生水动力多值性。 （6）重位压头。影响水平管水动力特性的因素 同样也影响着垂直管屏，垂直管屏水动力稳定 性要求更高。
7.46r i , kJ kg 进口处工质欠焓 1
3 )水动力多值性产生的原因
从特性曲线可以看出，曲线2有一下降段ab,即当 w 增加时，Lrs 增加，
影响比 w 增加的影响大。
Lzf
减小 ， D 减小 ， X 减小 ， X 减小的
4) 影响因素
• •
1 水动力特性不稳定性
（一）水平管圈水动力特性 水动力特性是指在一定热负荷情况下，管屏压 差与流量的关系。 1) 特性方程式
p A( w)3 B( w) 2 C ( w), Pa 其中 A B
i 8q
1 i 1 1 2 r