第六章蒸發(fā)設備

1、長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 1長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 2 長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 31/41/4某亞臨界參數(shù)鍋爐汽包：某亞臨界參數(shù)鍋爐汽包：汽包內(nèi)壁設置弧形襯套汽包內(nèi)壁設置弧形襯套5 5，由沿汽包由沿汽包長度延伸的擋板構(gòu)成。長度延伸的擋板構(gòu)成。汽水混合物由上部進入汽包，沿弧形汽水混合物由上部進入汽包，沿弧形襯套向下流動，均勻加熱汽包壁，可襯套向

2、下流動，均勻加熱汽包壁，可減少汽包上下壁溫差及相應的熱應力。減少汽包上下壁溫差及相應的熱應力。樞紐：樞紐：連接省煤器、蒸發(fā)受熱面、過熱器連接省煤器、蒸發(fā)受熱面、過熱器蓄能、蓄水：蓄能、蓄水：緩沖壓力與水位緩沖壓力與水位汽水分離：汽水分離：長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 42/42/4下降管管座：下降管管座：位于汽包底部，保證下降管入口上部位于汽包底部，保證下降管入口上部有最大的水層高度，以防下降管進口有最大的水層高度，以防下降管進口處工質(zhì)汽化；處工質(zhì)汽化；下降管入口處裝有十字架，以消除大下降管入口處裝有十字架，以消除

3、大直徑下降管進口產(chǎn)生漏斗形水面，防直徑下降管進口產(chǎn)生漏斗形水面，防止蒸汽進入下降管，保證鍋爐水循環(huán)止蒸汽進入下降管，保證鍋爐水循環(huán)的安全。的安全。 長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 53/43/4汽包筒體上部有：汽包筒體上部有：飽和蒸汽引出管管座飽和蒸汽引出管管座1 1，汽水混合物引入管管座汽水混合物引入管管座2 2；汽包筒體下部有：汽包筒體下部有：給水管管座給水管管座連續(xù)排污管管座連續(xù)排污管管座1212事故放水管管座事故放水管管座長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of

4、BoilerPage 6u 渦輪式旋風分離器渦輪式旋風分離器6 6沿汽包長度方向分兩排對稱布置，對汽水混合物沿汽包長度方向分兩排對稱布置，對汽水混合物進進行第一次粗分離行第一次粗分離 4/44/4u 波形板干燥器波形板干燥器3 3 在汽包頂部沿長度方在汽包頂部沿長度方向分前后兩組（每組兩排，對稱布置）向分前后兩組（每組兩排，對稱布置）呈鳥翼狀傾斜的立式，呈鳥翼狀傾斜的立式， 進行進行第三次分離第三次分離u 立式波形板立式波形板（又稱頂帽）布置在分離（又稱頂帽）布置在分離器的頂部，器的頂部，進行第二次分離進行第二次分離汽水混合物經(jīng)三次分離，水經(jīng)疏水汽水混合物經(jīng)三次分離，水經(jīng)疏水管管4 4引至汽包

5、水容積，蒸汽通過頂部引至汽包水容積，蒸汽通過頂部布置的多孔板進行均流，由飽和蒸布置的多孔板進行均流，由飽和蒸汽引出管將蒸汽引至爐頂過熱器汽引出管將蒸汽引至爐頂過熱器長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 7汽汽 包包 系系 統(tǒng)統(tǒng)長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 8 長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 9水冷壁水冷壁 分分光管壁、光管壁、膜式壁膜式壁兩種兩種 爐膛氣密性好爐膛氣密

6、性好, ,可減少漏風可減少漏風, ,降低熱損失降低熱損失, ,提高鍋爐效率；提高鍋爐效率； 有較大的輻射受熱面積，可降低受熱面金屬耗量；有較大的輻射受熱面積，可降低受熱面金屬耗量； 爐墻重量輕，便于采用懸吊結(jié)構(gòu)；可防止管壁超溫。爐墻重量輕，便于采用懸吊結(jié)構(gòu)；可防止管壁超溫。1/21/2膜膜式式壁壁長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 10u內(nèi)螺紋管水冷壁內(nèi)螺紋管水冷壁 工質(zhì)在管內(nèi)流動時產(chǎn)生工質(zhì)在管內(nèi)流動時產(chǎn)生強烈的擾動強烈的擾動。把。把液體壓向液體壓向壁面壁面，強迫汽泡脫離管壁被水帶走，破壞膜態(tài)汽層。，強迫汽泡脫離管壁被水

7、帶走，破壞膜態(tài)汽層。u可有效防止膜態(tài)沸騰產(chǎn)生，避免管壁超溫。用于可有效防止膜態(tài)沸騰產(chǎn)生，避免管壁超溫。用于爐內(nèi)高熱負荷區(qū)域爐內(nèi)高熱負荷區(qū)域的膜式水冷壁，確保水冷壁安全可靠。的膜式水冷壁，確保水冷壁安全可靠。2/22/2長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 11 長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 12長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 13長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學

8、院2021-10-13Principles of BoilerPage 14 大容量鍋爐大容量鍋爐沿爐膛周界熱負荷分布不均沿爐膛周界熱負荷分布不均，水冷壁中間部位較兩邊高，燃燒器區(qū)域附水冷壁中間部位較兩邊高，燃燒器區(qū)域附近熱負荷最大，爐膛四角和下部受熱最弱，近熱負荷最大，爐膛四角和下部受熱最弱，水冷壁吸熱不均，造成水循環(huán)故障。水冷壁吸熱不均，造成水循環(huán)故障。將水將水冷壁設計成若干個獨立的循環(huán)回路冷壁設計成若干個獨立的循環(huán)回路 SG1025/18.1 SG1025/18.1鍋爐水冷壁根據(jù)爐膛水平截鍋爐水冷壁根據(jù)爐膛水平截面熱負荷分布曲線共分為面熱負荷分布曲線共分為3232個循環(huán)回路。個循環(huán)回路。

9、前、后、兩側(cè)各前、后、兩側(cè)各6 6個回路，四個爐角各個回路，四個爐角各2 2個個回路回路 1/41/4長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 15 后水冷壁上部后水冷壁上部作成一個作成一個折焰角折焰角，同時拉出部同時拉出部分管束作為分管束作為后墻懸吊管，后墻懸吊管，折焰角以一定的角度折焰角以一定的角度向后上方延伸形成水平煙道，然后垂直向上形向后上方延伸形成水平煙道，然后垂直向上形成成排管排管與上集箱連接，可增加水平煙道長度，與上集箱連接，可增加水平煙道長度，改善爐膛出口煙氣的空氣動力特性，增長煙氣改善爐膛出口煙氣的空氣動力特

10、性，增長煙氣流程，強化煙氣的混合流程，強化煙氣的混合 水冷壁上部通過水冷壁上部通過上集箱上集箱固定在支架上，下部則固定在支架上，下部則懸掛著懸掛著下集箱下集箱，可自由膨脹可自由膨脹 燃燒器區(qū)域布置燃燒器區(qū)域布置衛(wèi)燃帶衛(wèi)燃帶，以提高爐膛溫度，以提高爐膛溫度 在四面墻的高熱負荷區(qū)域在四面墻的高熱負荷區(qū)域采用了內(nèi)螺紋管，采用了內(nèi)螺紋管，以保證水冷壁工作的安全性以保證水冷壁工作的安全性2/42/4長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 16 來自省煤器的來自省煤器的給水給水經(jīng)經(jīng)汽包汽包分別進入分別進入4 4個大直個大直徑集中徑集中下

11、降管下降管，其下端分別接一個，其下端分別接一個分配器分配器，并，并通過通過9696根根供水管供水管與與3232個個下集箱下集箱相連。然后經(jīng)相連。然后經(jīng)3232組組648648根根膜式水冷壁、折焰角、后墻水冷壁懸膜式水冷壁、折焰角、后墻水冷壁懸吊管、水平煙道底部、后墻排管吊管、水平煙道底部、后墻排管向上流動，水向上流動，水被逐漸加熱形成被逐漸加熱形成汽水混合物汽水混合物，通過，通過2626個個上集箱上集箱106106根根導汽管導汽管被引入汽包，進行汽水分離被引入汽包，進行汽水分離 飽和蒸汽飽和蒸汽由由1818根連接管引入頂棚過熱器進口根連接管引入頂棚過熱器進口集箱；集箱； 飽和水飽和水留在汽包下

12、部，連同不斷送入汽包的留在汽包下部，連同不斷送入汽包的給水一起進入下降管給水一起進入下降管3/43/4長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 174/44/4u4 4根根大直徑集中下降管大直徑集中下降管從從汽包汽包底部引出并與底部引出并與匯集匯集聯(lián)箱聯(lián)箱連接，連接， 3 3臺臺循環(huán)泵循環(huán)泵（一臺備用）通過吸入短管（一臺備用）通過吸入短管與匯集聯(lián)箱相連，每臺循環(huán)泵通過與匯集聯(lián)箱相連，每臺循環(huán)泵通過2 2根根出水管出水管與與環(huán)環(huán)形下水包形下水包（由前、后、左右四側(cè)水包組成）的（由前、后、左右四側(cè)水包組成）的前下前下水包水包連接。

13、連接。 經(jīng)由經(jīng)由890890根根水冷壁管水冷壁管、5 5個個上集箱上集箱和和4848根根導汽管，導汽管，回到回到汽包。汽包。u循環(huán)泵臺數(shù)與下降管根數(shù)不等，下降管中的水通循環(huán)泵臺數(shù)與下降管根數(shù)不等，下降管中的水通過過匯集聯(lián)箱匯集聯(lián)箱分配到各循環(huán)泵，可均衡循環(huán)泵的入口分配到各循環(huán)泵，可均衡循環(huán)泵的入口流量，有利于提高循環(huán)泵運行的可靠性流量，有利于提高循環(huán)泵運行的可靠性l-l-汽包；汽包；2-2-下降管；下降管；3-3-匯合聯(lián)箱；匯合聯(lián)箱；4-4-管環(huán)泵；管環(huán)泵；5-5-循環(huán)泵出口閥；循環(huán)泵出口閥；6-6-循環(huán)泵出口管；循環(huán)泵出口管；7-7-環(huán)形聯(lián)環(huán)形聯(lián)箱（下水包）；箱（下水包）；11-11-后墻延

14、伸水冷壁；后墻延伸水冷壁；12-12-水冷水冷壁出口聯(lián)箱；壁出口聯(lián)箱；13-13-汽水引出管；汽水引出管；14-14-折焰角折焰角長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 18長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 19 在爐膛折焰角在爐膛折焰角以上采用垂直上升管以上采用垂直上升管屏屏，以便采用全懸吊結(jié)構(gòu)；爐膛上部，以便采用全懸吊結(jié)構(gòu)；爐膛上部熱負荷較低，兩相鄰垂直管屏外側(cè)管熱負荷較低，兩相鄰垂直管屏外側(cè)管子的管壁溫差較小，不至于造成膜式子的管壁溫差較小，不

15、至于造成膜式水冷壁損壞。水冷壁損壞。 在爐膛在爐膛高熱負荷區(qū)采用螺旋管圈型高熱負荷區(qū)采用螺旋管圈型水冷壁，以減小爐內(nèi)熱偏差。水冷壁，以減小爐內(nèi)熱偏差。4/44/4長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 20 直流鍋爐水冷壁直流鍋爐水冷壁形式主要有形式主要有螺旋管圈型螺旋管圈型 和和 垂直上升管屏型垂直上升管屏型 螺旋管圈型水冷壁螺旋管圈型水冷壁 由若干根水冷壁組成管帶，沿爐膛四面傾斜上升，由若干根水冷壁組成管帶，沿爐膛四面傾斜上升，無水平段，各管帶均勻地分布在爐膛四壁，任一高度上管帶的受熱幾乎完無水平段，各管帶均勻地分布在爐

16、膛四壁，任一高度上管帶的受熱幾乎完全相同全相同 螺旋管圈型水冷壁的特點螺旋管圈型水冷壁的特點 沿爐膛四周熱負荷不均勻影響小沿爐膛四周熱負荷不均勻影響小 管圈內(nèi)工質(zhì)可保證足夠高的質(zhì)量流速，以減輕管圈內(nèi)工質(zhì)可保證足夠高的質(zhì)量流速，以減輕傳熱惡化的影響。傳熱惡化的影響。 工質(zhì)焓值較高的管帶后段，可以布置在爐內(nèi)熱工質(zhì)焓值較高的管帶后段，可以布置在爐內(nèi)熱負荷較低區(qū)域，對防止管壁超溫有利。負荷較低區(qū)域，對防止管壁超溫有利。 大鍋爐寬管帶，各管間熱偏差較大；支吊困難大鍋爐寬管帶，各管間熱偏差較大；支吊困難 適用于超臨界和亞臨界壓力，燃料適應性廣。適用于超臨界和亞臨界壓力，燃料適應性廣。1/41/4長沙理工大

17、學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 21 UPUP型垂直上升管屏型垂直上升管屏包括包括一次上升一次上升和和上升上升- -上升上升 一次上升型（一次上升型（a a） 給水一次流經(jīng)全部四面墻水冷壁管屏，給水一次流經(jīng)全部四面墻水冷壁管屏，沒有下降管，管屏沿高度分為上、中和下部三個輻射區(qū)，各沒有下降管，管屏沿高度分為上、中和下部三個輻射區(qū)，各區(qū)段之間設有混合器，用以消除平行管子間的熱偏差。區(qū)段之間設有混合器，用以消除平行管子間的熱偏差。特點：系統(tǒng)簡單，流動阻力小；相鄰管屏外側(cè)管間壁溫差較特點：系統(tǒng)簡單，流動阻力小；相鄰管屏外側(cè)管間壁溫差較

18、??；可采用全懸吊結(jié)構(gòu)；水力特性較為穩(wěn)定；但對鍋爐負荷??；可采用全懸吊結(jié)構(gòu)；水力特性較為穩(wěn)定；但對鍋爐負荷適應性較差，金屬耗量大。適應性較差，金屬耗量大。 上升上升- -上升型（上升型（b b）爐膛下部高熱負荷區(qū)域布置兩個串聯(lián)回爐膛下部高熱負荷區(qū)域布置兩個串聯(lián)回路，用于提高管內(nèi)工質(zhì)質(zhì)量流速以避免流動異常和傳熱惡化路，用于提高管內(nèi)工質(zhì)質(zhì)量流速以避免流動異常和傳熱惡化2/42/4（a a）（）（b b）長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 22 多次垂直上升管屏多次垂直上升管屏 爐膛下部高熱負荷區(qū)域減小管屏的寬度，爐外加設爐膛下

19、部高熱負荷區(qū)域減小管屏的寬度，爐外加設下降管，形成多次垂直上升；在上部較低熱負荷區(qū)，仍采用一次垂直上升下降管，形成多次垂直上升；在上部較低熱負荷區(qū)，仍采用一次垂直上升管屏管屏 3/43/4FWFW型垂直上升管屏為多次垂直上升管屏型垂直上升管屏為多次垂直上升管屏 多次垂直上升管屏的特點多次垂直上升管屏的特點 既可保證高熱負荷區(qū)有較高的質(zhì)量流速，達到充分冷卻的目的；又可既可保證高熱負荷區(qū)有較高的質(zhì)量流速，達到充分冷卻的目的；又可減少高負荷下水冷壁的流動阻力；同時可避免采用剛度差的小直徑管。減少高負荷下水冷壁的流動阻力；同時可避免采用剛度差的小直徑管。 有不受熱的下降管，工質(zhì)流程長，系統(tǒng)阻力較大；有

20、不受熱的下降管，工質(zhì)流程長，系統(tǒng)阻力較大； 相鄰兩屏內(nèi)工質(zhì)的含汽率不同，管間壁溫差大，使各屏熱膨脹不同。相鄰兩屏內(nèi)工質(zhì)的含汽率不同，管間壁溫差大，使各屏熱膨脹不同。應盡量減少管屏串聯(lián)的次數(shù)應盡量減少管屏串聯(lián)的次數(shù)長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 23長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 24 結(jié)渣的產(chǎn)生結(jié)渣的產(chǎn)生液態(tài)的軟化的渣粒在液態(tài)的軟化的渣粒在凝固之前沖刷凝固之前沖刷水冷壁或爐墻形成，結(jié)渣自動加劇。水冷壁或爐墻形成，結(jié)渣自動加劇。1/31/3

21、結(jié)渣的危害結(jié)渣的危害 受熱面吸熱減少受熱面吸熱減少，爐溫升高，水冷壁高溫腐蝕；燃燒工況惡化；，爐溫升高，水冷壁高溫腐蝕；燃燒工況惡化；燃料消燃料消耗量增加；耗量增加； 爐膛出口煙溫及排煙溫度升爐膛出口煙溫及排煙溫度升, ,過熱蒸汽超溫過熱蒸汽超溫；降低鍋爐出力和效率；降低鍋爐出力和效率；爐膛爐膛結(jié)渣，煤耗量增加，爐膛出口結(jié)渣時，爐膛的負壓值減小，嚴重時甚至會出現(xiàn)正壓。結(jié)渣，煤耗量增加，爐膛出口結(jié)渣時，爐膛的負壓值減小，嚴重時甚至會出現(xiàn)正壓。 大塊焦渣自行脫落時大塊焦渣自行脫落時可能壓滅爐膛火焰，導致熄火，并會砸壞冷灰斗水可能壓滅爐膛火焰，導致熄火，并會砸壞冷灰斗水冷壁管，造成設備損壞；冷壁管，造成設備損壞； 造成煙通的造成煙通的局部堵塞局部堵塞，增加煙道阻力和引風機的負荷，使廠用電增大。，增加煙道阻力和引風機的負荷，使廠用電增大。 水冷壁水冷壁管外煙氣溫度最高，易發(fā)生結(jié)渣、高溫腐蝕及水動力異常。管外煙氣溫度最高，易發(fā)生結(jié)渣、高溫腐蝕及水動力異常。長沙理工大學能動學院長沙理工大學能動學院2021-10-13Principles of BoilerPage 25 煤質(zhì)特性煤質(zhì)特性 煤灰熔點溫度煤灰熔點溫度STST低，灰粒向水冷壁運動過程中沒有凝固，易形成結(jié)渣。低，灰粒向水冷壁運動過程中沒有凝固，易形成結(jié)渣。高灰粘度的煤灰一旦在爐內(nèi)形成結(jié)渣，會高灰粘度的煤灰一旦在爐內(nèi)形成結(jié)渣，會