《發(fā)電廠熱力設(shè)備及系統(tǒng)》第五章電廠鍋爐設(shè)備

上節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容回顧１、煤的元素組成含義：煤的元素分析就是煤的化學(xué)組成成分煤的化學(xué)組成成分包括碳﹙C﹚、氫﹙H﹚、氧﹙O﹚、氮﹙N﹚、硫﹙S﹚五種元素以及水分和灰分，其中碳C、氫H、硫S是可燃的其余是不可燃燒物。這些成分在煤中以復(fù)雜的化合物形式存在。水分：煤的水分由外部水分和內(nèi)部水分組成，外部水分是煤由于自然干燥所失去的水分。失去表面水分后的煤中水分稱為內(nèi)部水分，不同煤的水分含量差別很大從1％—2％到60％不等，原煤的水分過(guò)大常會(huì)造成煤斗或落煤管道粘結(jié)甚至堵塞上節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容回顧灰分：煤中含有不能燃燒的礦物雜質(zhì)，它們?cè)诿和耆紵笮纬苫曳帧；曳值慕M成和重量不等于礦物雜質(zhì)的組成重量，不同煤種的灰分差別從10％左右到50％左右灰分的危害：灰分會(huì)使煤中的可燃元素相對(duì)減少，阻礙空氣與可燃物質(zhì)接觸，增加不完全燃燒損失，同時(shí)還沾污受熱面降低傳熱系數(shù)，磨損受熱面影響傳熱效果污染環(huán)境上節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容回顧3.揮發(fā)分的測(cè)定

將煤放在與空氣隔絕的容器內(nèi)，在高溫下經(jīng)一定時(shí)間加熱后，煤中的有機(jī)質(zhì)和部分礦物質(zhì)分解為氣體釋出，由減小的質(zhì)量再減去水的質(zhì)量即為煤的揮發(fā)分。上節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容回顧3.煤的分析基準(zhǔn)煤炭分析試驗(yàn)的結(jié)果與煤樣在分析試驗(yàn)時(shí)所處的狀態(tài)直接相關(guān)，即同一煤樣在相同的試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)結(jié)果會(huì)因煤樣的狀態(tài)不同而不同。這種“狀態(tài)”除粒度以外，主要指的是煤樣的水分。所以，在提到某一項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，必須同時(shí)說(shuō)明這個(gè)結(jié)果是以何種狀態(tài)的煤樣為基礎(chǔ)得到的，這樣的結(jié)果才算完整科學(xué)。煤炭分析試驗(yàn)中的“基”，指的就是這種“狀態(tài)”。它含有“基準(zhǔn)”、“基礎(chǔ)”的意思。上節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容回顧

煤炭分析試驗(yàn)常用的基及其含義①空氣干燥基(ad)

煤自然風(fēng)干，失去外部水分后的狀態(tài)②干燥基（d）假想的無(wú)水狀態(tài)③收到基（ar）以實(shí)際收到時(shí)的煤為準(zhǔn)的狀態(tài)④干燥無(wú)灰基（daf）假想的無(wú)水無(wú)灰狀態(tài)⑤干燥無(wú)礦物質(zhì)基（dmmf）假想的無(wú)水無(wú)礦物質(zhì)的煤所處的狀態(tài)上節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容回顧１、煤的發(fā)熱量1）.定義：發(fā)熱量是指單位質(zhì)量的煤完全燃燒時(shí)所放出的熱量。單位是KJ/kg。2）.高位發(fā)熱量

煤的最大可能發(fā)熱量，包括：煤燃燒所放出的熱量+燃燒后生成的水蒸氣凝結(jié)成水而放出的氣化潛熱。以表示二、燃料的技術(shù)特性上節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容回顧１、煤的發(fā)熱量3）.低位發(fā)熱量

高位發(fā)熱量－水蒸氣凝結(jié)成水而放出的氣化潛熱，以表示4）.標(biāo)準(zhǔn)煤

以收到基低位發(fā)熱量為29270KJ/kg的燃料，稱為標(biāo)準(zhǔn)煤。上節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容回顧三、煤粉的燃燒煤粉在爐內(nèi)的燃燒過(guò)程可簡(jiǎn)述為煤粉受熱，水分析出——繼續(xù)受熱，絕大部分揮發(fā)分析出，析出部分首先著火——引燃焦炭，與揮發(fā)分一同燃燒——形成灰渣上節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容回顧三個(gè)階段的完成必須在短短的兩秒左右對(duì)應(yīng)于煤粉燃燒的三個(gè)階段，可以在爐膛中劃出三個(gè)區(qū)。著火區(qū)：噴燃?xì)獬隹诟浇紵齾^(qū)：爐膛中部與燃燒器同一水平以及稍高區(qū)域燃盡區(qū)高于燃燒區(qū)直至爐膛出口的區(qū)域上節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容回顧第五章電廠鍋爐設(shè)備第一節(jié)煤粉鍋爐燃燒設(shè)備煤粉鍋爐燃燒設(shè)備：燃燒室（爐膛）、燃燒器。煤粉鍋爐燃燒器：主燃燒器（煤粉燃燒器）、輔助燃燒器（油燃燒器）、點(diǎn)火裝置一、爐膛爐膛的作用：保證燃料的完全燃燒，合理組織爐內(nèi)熱交換，合理布置受熱面滿足鍋爐容量要求，并使煙氣到達(dá)爐膛出口時(shí)被冷卻到其后的對(duì)流受熱面不結(jié)渣和安全工作所允許的溫度爐膛設(shè)計(jì)要求：（１）合理布置燃燒器，使燃料能迅速著火，并有良好的爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)，使各壁面熱負(fù)荷均勻，要使火焰在爐膛的充滿程度好，減少氣流的死滯區(qū)和旋渦區(qū)，且要避免火焰沖墻，避免結(jié)渣。（２）爐膛要有足夠的容積和高度，保證燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間，完全燃燒。布置合理的蒸發(fā)受熱面，滿足鍋爐容量需求；保證爐膛出口溫度合適，爐膛出口及以后的受熱面不結(jié)渣和安全工作。（３）爐膛結(jié)構(gòu)緊湊，金屬材料用量少；便于制造、安裝、檢修和運(yùn)行。爐膛應(yīng)具有合理的熱負(fù)荷爐膛溫度水平的高低是由爐膛熱負(fù)荷決定的。①爐膛設(shè)計(jì)熱負(fù)荷↗爐內(nèi)溫度水平↗對(duì)著火與燃燒越有利，燃燒效率高。（但是過(guò)高會(huì)引起爐內(nèi)的結(jié)渣）②熱負(fù)荷↗則燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間↘③熱負(fù)荷的大小還與鍋爐爐膛鋼材消耗量的大小及成本的變化有關(guān)。④爐膛熱負(fù)荷通常由爐膛容積熱負(fù)荷、爐膛截面熱負(fù)荷、燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷、爐膛壁面熱負(fù)荷荷來(lái)描述。結(jié)渣定義：在煤粉爐的爐膛中，燃燒過(guò)程形成的熔融灰渣黏結(jié)在受熱面上，并積聚和發(fā)展成一層硬結(jié)的灰渣層，這種現(xiàn)象稱為結(jié)渣。（發(fā)生結(jié)渣的部位通常在燃燒器區(qū)域水冷壁、爐膛折焰角處、屏式過(guò)熱器及其后的對(duì)流管束等處，爐膛下部冷灰斗處）危害：（1）使運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性下降

（2）影響鍋爐出力

（3）影響鍋爐運(yùn)行的安全

熱負(fù)荷熱負(fù)荷：燃料在燃燒器中燃燒時(shí)單位時(shí)間內(nèi)所釋放的熱量。計(jì)算式為：熱負(fù)荷=燃料消耗量*燃料低熱值（單位質(zhì)量的燃料所釋放的能量不夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的熱值數(shù)量）（１）爐膛容積熱負(fù)荷定義：每小時(shí)送入爐膛單位容積中的平均熱負(fù)荷（以燃料的收到基低位發(fā)熱量計(jì)算）

qv=BQar，net∕Vc

(kW∕m3)

B:燃料的消耗量，kg∕h；

Qar，net:燃料的低位發(fā)熱量，kJ∕kg；

V:爐膛的容積，m3爐膛容積熱負(fù)荷愈大，爐膛容積愈小，鍋爐愈緊湊，投資愈小。①如果qv過(guò)大,會(huì)使?fàn)t內(nèi)平均煙氣流速增大，燃料在爐內(nèi)的停留時(shí)間縮短。同時(shí)會(huì)導(dǎo)致布置足夠的水冷壁受熱面積比較困難，不但滿足不了鍋爐蒸發(fā)量的要求，還會(huì)使燃燒區(qū)及爐膛出口溫度升高，導(dǎo)致其對(duì)流受熱面結(jié)渣。②如果qv過(guò)小，會(huì)使?fàn)t膛容積過(guò)大，既增加了鍋爐造價(jià)的成本，還使?fàn)t膛溫度水平降低，使入爐煤粉氣流著火困難，燃燒穩(wěn)定性變差，燃燒效率下降（１）爐膛容積熱負(fù)荷qv=BQar，net∕Vc(kW∕m3)（２）爐膛截面熱負(fù)荷定義：按燃燒器區(qū)域爐膛單位截面折算，每小時(shí)送入爐膛的平均熱量。

qa=BQar，net∕A

(kW∕㎡）A為燃燒器區(qū)域爐膛截面面積，㎡qa不但可以反映了燃燒器區(qū)域的溫度水平面，而且當(dāng)qa確定后，也決定了爐膛的形狀與火焰的行程。①qa越大，爐膛趨向于瘦高型，火焰具有較長(zhǎng)的行程，有利于燃料的燃盡。（通常用于無(wú)煙煤、貧煤鍋爐的設(shè)計(jì)）②

qa越小，爐膛趨向于矮胖型，爐膛截面利用不很充分，容易產(chǎn)生流動(dòng)死區(qū)，且燃燒器區(qū)域內(nèi)的溫度水平較低，火焰長(zhǎng)度得不到保證，不利于燃料的完全燃燒。（通常用于煙煤型爐膛）（２）爐膛截面熱負(fù)荷

qa=BQar，net∕A(kW∕㎡）（3）燃燒器區(qū)域壁面熱負(fù)荷

與爐膛截面熱負(fù)荷一樣，反映燃燒器區(qū)域的溫度水平。但還能反映火焰的分散與集中程度。

qr=BQar，net∕uHr

(kW∕㎡）u：燃燒器區(qū)域爐膛周長(zhǎng)，m；Hr：燃燒器區(qū)域的高度，m。

qr↗，則火焰越集中，溫度水平越高，對(duì)燃燒著火越有利，但也越容易引起燃燒器區(qū)域的爐壁面結(jié)渣。（４）爐膛壁面熱負(fù)荷qf=BjQ/F(kW/m2)Bj:計(jì)算燃料消耗量；Q：爐膛輻射吸熱量；F：爐膛水冷壁面積。qf越大，單位壁面所吸收的熱量越大，爐內(nèi)煙氣溫度水平越高。若qf太大，會(huì)造成水冷壁結(jié)渣。

爐膛爆炸的原因①點(diǎn)火前未先開(kāi)引風(fēng)機(jī)，爐膛內(nèi)積存有大量可燃物或可燃?xì)怏w；②運(yùn)行中熄火，未及時(shí)中斷燃料供給，在高溫下突然自燃。爐膛爆炸預(yù)防措施①點(diǎn)火前必須查明燃燒器有無(wú)漏油漏氣現(xiàn)象，引風(fēng)5-10分鐘后方可點(diǎn)火；②點(diǎn)火時(shí)，先開(kāi)風(fēng)機(jī)后引火，再供給燃料；如果點(diǎn)火不著，應(yīng)重新通風(fēng)，再按點(diǎn)火步驟點(diǎn)火；③正常停爐時(shí)，先停止供給燃料，后停止鼓引風(fēng)機(jī)；④運(yùn)行中突然熄火或事故停爐時(shí)，必須先停止供給燃料；⑤裝設(shè)點(diǎn)火程序，自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)，燃料供給聯(lián)鎖裝置以及自動(dòng)滅火保護(hù)裝置。二、煤粉燃燒器作用：保證燃料和空氣充分混合，將煤粉與空氣混合氣流按有利的方式送入爐膛，造成有利的空氣動(dòng)力場(chǎng)，保證煤粉氣流及時(shí)著火、強(qiáng)烈燃燒、潔凈燃燒、良好燃盡。分類(lèi)：直流燃燒器旋流燃燒器１、直流式煤粉燃燒器１）、直流式煤粉燃燒器的特性1．不旋轉(zhuǎn)，射流擴(kuò)展角小，卷吸能力小，單只燃燒器的著火性能差，爐膛充滿度差；2．射流衰減慢，射程遠(yuǎn)，后期混合好，有利于煤粉燃盡；3．采用四角布置，相互配合時(shí)，相互點(diǎn)燃，著火好，混合強(qiáng)烈；4．多層布置（不少于三層）。5.射流從噴口噴出后，處于湍流狀態(tài)２）、直流燃燒器的類(lèi)型均等配風(fēng)

一、二次風(fēng)噴口間隔布置，混合較快，適用于揮發(fā)分較高的煤種，如煙煤、褐煤等式。按一、二次風(fēng)布置分為均等配風(fēng)和分級(jí)配風(fēng)兩種分級(jí)配風(fēng)(1)目的：

在燃燒過(guò)程不同時(shí)期的各個(gè)階段，按需要送入適量空氣，保證煤粉既能穩(wěn)定著火、又能完全燃燒。(2)特點(diǎn)一、二次風(fēng)噴口相對(duì)集中布置，二次風(fēng)分層布置，而且一、二次風(fēng)噴口保持較大的距離。使著火區(qū)保持比較高的煤粉濃度，以減少著火熱；燃燒放熱比較集中，使著火區(qū)保持高溫燃燒狀態(tài)，適用于難燃煤；煤粉氣流剛性增強(qiáng)，不易偏斜貼墻。同時(shí)，卷吸高溫?zé)煔獾哪芰訌?qiáng)。(3)一次風(fēng)集中布置的問(wèn)題

著火區(qū)煤粉高度集中，可能造成著火區(qū)供氧不足，延緩燃燒進(jìn)程；

一次風(fēng)噴嘴附近為高溫區(qū)，噴嘴易變形，使噴嘴出口附近氣流速度分布不均，容易出現(xiàn)空氣、煤粉分層現(xiàn)象。３）、四角布置直流燃燒器的工作原理

工作原理主要表現(xiàn)為幾個(gè)過(guò)程：(1)煤粉氣流卷吸高溫?zé)煔舛患訜岬倪^(guò)程；(2)射流的相互撞擊、射流兩側(cè)的補(bǔ)氣及壓力平衡過(guò)程；(3)煤粉氣流的著火過(guò)程；(4)煤粉與二次風(fēng)空氣的混合過(guò)程；(5)四股氣流形成的切圓旋轉(zhuǎn)過(guò)程；(6)焦碳的燃盡過(guò)程。一次風(fēng)與二次風(fēng)1、一次風(fēng)量

一次風(fēng)量應(yīng)該既能滿足煤粉中揮發(fā)分著火燃燒所需的氧量，又能滿足輸送煤粉的需要。如果同時(shí)滿足這兩個(gè)條件有矛盾，則應(yīng)首先考慮輸送煤粉的需要。

一次風(fēng)量通常用一次風(fēng)量占總風(fēng)量的比值表示，稱為一次風(fēng)率。2

、一次風(fēng)速

一次風(fēng)速不但決定著火燃燒的穩(wěn)定性，而且還影響著一次風(fēng)氣流的剛度。3、一次風(fēng)溫

提高一次風(fēng)溫，可降低著火熱，使著火位置提前。提高熱風(fēng)溫度是提高煤粉著火速度和著火穩(wěn)定性的必要措施之一。根據(jù)煤質(zhì)揮發(fā)分含量的大小，一次風(fēng)溫既應(yīng)滿足使煤粉盡快著火，穩(wěn)定燃燒的要求，又應(yīng)保證煤粉輸送系統(tǒng)工作的安全性。4二次風(fēng)量和風(fēng)速

二次風(fēng)是在煤粉氣流著火后混入的。由于高溫火焰的粘度很大，二次風(fēng)必須以很高的速度才能穿透火焰，以增強(qiáng)空氣與焦碳粒子表面的接觸和混合，故通常二次風(fēng)速比一次風(fēng)速提高一倍以上。5二次風(fēng)溫

從燃燒角度看，二次風(fēng)溫越高，越能強(qiáng)化燃燒，并能在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)增強(qiáng)著火的穩(wěn)定性。

二次風(fēng)溫的提高受到空氣預(yù)熱器傳熱面積的限制，傳熱面積越大，但同樣金屬耗量就越多，不但增加投資，而且將使預(yù)熱器結(jié)構(gòu)龐大，不便布置。

２、旋流煤粉燃燒器工作原理旋流燃燒器由噴口組成，燃燒器中裝有各種型式的旋流發(fā)生器(簡(jiǎn)稱旋流器)。煤粉氣流空氣或熱空氣通過(guò)旋流器時(shí)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從噴口射出后形成旋轉(zhuǎn)射流。利用旋轉(zhuǎn)射流，能形成有利于著火的高溫?zé)煔饣亓鲄^(qū)，并使氣流強(qiáng)烈混合。２、旋流煤粉燃燒器工作原理

射出噴口在氣流中心形成回流區(qū)，這個(gè)回流區(qū)叫做內(nèi)回流區(qū)。內(nèi)回流區(qū)卷吸爐內(nèi)的高溫?zé)煔鈦?lái)加熱煤粉氣流，當(dāng)煤粉氣流擁有一定熱量并達(dá)到著火溫度后就開(kāi)始著火，火焰從內(nèi)回流區(qū)的內(nèi)邊緣向外傳播。與此同時(shí)，在旋轉(zhuǎn)氣流的外圍也形成回流區(qū)，這個(gè)回流區(qū)叫外回流區(qū)。外回流區(qū)也卷吸高溫?zé)煔鈦?lái)加熱空氣和煤粉氣流。由于二次風(fēng)也形成氣流，二次風(fēng)與一次風(fēng)的混合比較強(qiáng)烈，使燃燒過(guò)程連續(xù)進(jìn)行，不斷發(fā)展，直至燃盡。三、點(diǎn)火裝置大容量鍋爐的煤粉燃燒器點(diǎn)火均使用液體或氣體燃料，采用多級(jí)點(diǎn)火方式。為了節(jié)約燃油，有時(shí)候采用少油點(diǎn)火或無(wú)油點(diǎn)火設(shè)備。少油點(diǎn)火設(shè)備可以用很少量的燃油點(diǎn)燃主煤粉燃燒器；無(wú)油點(diǎn)火直接用電將主煤粉氣流點(diǎn)燃，達(dá)到節(jié)約燃油的目的。四、燃燒器的布置１、直流煤粉燃燒器的布置

直流燃燒器因?yàn)橐淮物L(fēng)與二次風(fēng)噴口分開(kāi)布置，直流射流本身的混合作用較差，燃燒器射流本身難以保證空氣與燃料的充分混合，需要從燃燒器的布置上加以考慮，保證空氣與燃料的充分混合，所以直流燃燒器一般采用切圓燃燒方式。如圖，燃燒器布置于四角或爐膛四面墻上，噴口軸線與爐膛中心的假想切圓相切。射流相互作用，在爐膛中心產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使空氣與燃燒強(qiáng)烈混合。直流式燃燒器布置方式２、旋流燃燒器的布置

燃燒器前墻布置時(shí)沿爐膛高度方向可以布置成一排或兩排。從每個(gè)燃燒器射出的旋流射流在爐內(nèi)各自獨(dú)立的擴(kuò)展，依靠中心回流卷吸高溫?zé)煔?，以保證煤粉氣流迅速著火，由于爐內(nèi)射流衰減的很快，因而氣流是直接上升的，這樣爐墻上部和底部形成兩個(gè)死漩渦區(qū)，燃燒雙排布置要比單排好一些。六、流化床鍋爐的沸騰燃燒

當(dāng)固體顆粒中有流體通過(guò)時(shí)，隨著流體速度逐漸增大，固體顆粒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，且固體顆粒之間的摩擦力也越來(lái)越大，當(dāng)流速達(dá)到一定值時(shí)，固體顆粒之間的摩擦力與它們的重力相等，每個(gè)顆?？梢宰杂蛇\(yùn)動(dòng)，所有固體顆粒表現(xiàn)出類(lèi)似流體狀態(tài)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為流態(tài)化。沸騰爐的優(yōu)點(diǎn)：（１）沸騰床內(nèi)的燃燒條件優(yōu)越。新燃料進(jìn)入沸騰層后，與大量熱爐燃料相混合，燃燒迅速著火；燃料在沸騰層中上下循環(huán)翻騰，增加了燃料在爐內(nèi)停留時(shí)間，可以充分燃燼；空氣與燃料相對(duì)速度較大，擾動(dòng)相當(dāng)強(qiáng)烈，有利于燃燒化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行.（２）沸騰床中溫度場(chǎng)均勻、傳熱系數(shù)高。（３）沸騰爐為低溫燃燒，沸騰層內(nèi)的燃燒溫度維持在900-1000℃，降低了污染物NOx的生成量，在燃料中加入石灰石等脫硫劑，可方便地進(jìn)行脫硫（４）負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好，在很大負(fù)荷范圍都能穩(wěn)定燃燒鍋爐受熱面：爐膛受熱面和對(duì)流受熱面。爐膛受熱面

爐膛受熱面又稱水冷壁，傳熱方式主要以輻射換熱為主。對(duì)流受熱面

電站鍋爐的對(duì)流受熱面包括過(guò)熱器、再熱器、尾部對(duì)流受熱面（省煤器、空氣預(yù)熱器）第二節(jié)鍋爐受熱面概述鍋爐整體布置圖冷灰斗燃燒器省煤器屏式過(guò)熱器一級(jí)過(guò)熱器末級(jí)過(guò)熱器低溫再熱器高溫再熱器空預(yù)器爐膛及水冷壁這意味著省煤器和過(guò)熱器的受熱面應(yīng)當(dāng)相應(yīng)加大，水冷壁受熱面則可相對(duì)減少。為此，在高壓、超高壓和亞臨界壓力的電廠鍋爐中，爐膛內(nèi)除布置水冷壁外，往往還要布置另一部分輻射式或屏式過(guò)熱器受熱面。隨著蒸汽參數(shù)的提高，給水加熱到飽和溫度所需要的液體熱將增多，過(guò)熱階段所需要的過(guò)熱熱量一般也將增大；汽化潛熱隨著壓力的提高而明顯減小。上節(jié)課重要內(nèi)容回顧1、煤粉鍋爐燃燒設(shè)備包括哪些？2、爐膛的作用？爐膛熱負(fù)荷包括哪些？3、煤粉燃燒器分類(lèi)？4、鍋爐受熱面包括哪些？一、汽包鍋爐汽水系統(tǒng)及流程預(yù)熱蒸發(fā)過(guò)熱再熱第三節(jié)鍋爐汽水系統(tǒng)及流程１、給水系統(tǒng)性給水系統(tǒng)主要是通過(guò)給水泵給鍋爐汽包提供一定壓力、溫度的合格的給水。給水系統(tǒng)的源頭布置有除氧器（高位），除氧器相當(dāng)于一個(gè)儲(chǔ)水箱，凝結(jié)水在除氧器內(nèi)被加熱、進(jìn)行物理除氧，除氧后的水分三路，一路經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)后進(jìn)入電泵、另兩路經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)、前置泵至A、B汽泵，各臺(tái)給水泵都設(shè)置了給水再循環(huán)回路；經(jīng)過(guò)給水泵加壓后依次流經(jīng)#3、#2、#1高壓加熱器，為鍋爐提供合格的給水。２、主汽水系統(tǒng)性主汽水系統(tǒng)是指自給水進(jìn)入鍋爐至產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽的整個(gè)汽水流程。包括鍋爐的汽水循環(huán)系統(tǒng)和過(guò)熱蒸汽系統(tǒng)。二、直流鍋爐汽水系統(tǒng)及流程直流鍋爐：工質(zhì)依靠給水泵的壓頭一次通過(guò)加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱各受熱面而加熱成為具有一定溫度及壓力的過(guò)熱蒸汽。

給水流量G＝蒸發(fā)量D給水泵省煤器水冷壁過(guò)熱器

超臨界直流爐的特點(diǎn)

取消汽包，能快速啟停

與自然循環(huán)鍋爐相比，直流爐從冷態(tài)啟動(dòng)到滿負(fù)荷運(yùn)行，變負(fù)荷速度可提高一倍左右。水泵壓頭高

水冷壁的流動(dòng)阻力全部要靠給水泵來(lái)克服，這部分阻力約占全部阻力的25％～30％。所需的給水泵壓頭高，既提高了制造成本，又增加了運(yùn)行耗電量金屬耗量少

鍋爐本體金屬消耗量最少，鍋爐重量輕。一臺(tái)300MW自然循環(huán)鍋爐的金屬重量約為5500t～7200t，相同等級(jí)的直流爐的金屬重量?jī)H有4500t～5680t，一臺(tái)直流鍋爐大約可節(jié)省金屬2000t。加上省去了汽包的制造工藝，使鍋爐制造成本降低超臨界直流鍋爐的典型結(jié)構(gòu)①省煤器①去高壓缸去中壓缸來(lái)自高加來(lái)自高壓缸⑦⑤④⑨⑧⑥③②爐膛③低過(guò)④屏過(guò)⑤末過(guò)⑥低再⑦高再⑧分離器⑨貯水罐過(guò)熱器一級(jí)減溫再熱器事故減溫過(guò)熱器二級(jí)減溫②①省煤器①去高壓缸去中壓缸來(lái)自高加來(lái)自高壓缸⑦⑤④⑨⑧⑥③②爐膛③低過(guò)④屏過(guò)⑥低再⑦高再⑧汽水分離器⑨貯水罐過(guò)熱器一級(jí)減溫再熱器事故減溫過(guò)熱器二級(jí)減溫②來(lái)自高壓缸第四節(jié)水冷壁水冷壁的作用吸收爐內(nèi)的輻射熱,使水部分蒸發(fā)形成飽和蒸汽；保護(hù)爐墻，簡(jiǎn)化爐墻結(jié)構(gòu)；節(jié)省金屬，降低造價(jià)。水冷壁布置于爐膛四周，單排管子排列，一般用鰭片將管子焊接成一片整體，形成所謂的膜式水冷壁。膜式水冷壁優(yōu)點(diǎn)：爐膛的密封性好，減少漏風(fēng)；爐墻冷卻效果好，溫度低，有利于防止?fàn)t膛結(jié)渣；爐墻不需要耐火材料，只需要絕熱材料層，爐墻重量大大減輕。水冷壁的制造鍋爐廠水冷壁的吊裝一、水冷壁特點(diǎn)水冷壁處于鍋爐燃燒室的四周，燃燒溫度最高的區(qū)域，且爐膛空間很大，以輻射換熱為主，輻射換熱強(qiáng)烈，熱負(fù)荷很高。

直流鍋爐水冷壁工質(zhì)來(lái)自非沸騰式省煤器，欠焓較大。超臨界壓力時(shí)，由于不存在飽和區(qū)，只有預(yù)熱和過(guò)熱，水冷壁部分相當(dāng)于省煤器，部分相當(dāng)于低溫過(guò)熱器。二、水冷壁安全現(xiàn)代電廠鍋爐水冷壁均采用膜式水冷壁，保證水冷壁的安全，要求水冷壁在任何工況條件下管壁溫度不超溫，并且管子之間（特別是相鄰管子之間）的管壁溫度相差不能太大，以避免產(chǎn)生太大的熱應(yīng)力而造成破壞。

汽包鍋爐壓力低于臨界壓力，水冷壁工質(zhì)處于飽和溫度，管內(nèi)由水對(duì)管子進(jìn)行冷卻，只要不出現(xiàn)傳熱惡化管壁溫度就很低。

直流鍋爐水冷壁中工質(zhì)全部蒸發(fā)，必須經(jīng)歷由水冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝鋮s管子的過(guò)程，即蒸干過(guò)程，工質(zhì)溫度也不再保持恒定，其安全保障是控制蒸干過(guò)程中管壁溫度仍在一定的范圍，且相鄰管子的管壁溫度相差不大。二、水冷壁安全三、兩相傳熱的傳熱惡化

膜態(tài)沸騰（傳熱惡化）：在一定條件下，亞臨界壓力鍋爐的蒸發(fā)受熱面中，水或汽水混合物與管壁間被一層汽膜隔開(kāi)，導(dǎo)致傳熱系數(shù)急劇下降，管壁溫度急劇升高，甚至出現(xiàn)過(guò)燒的現(xiàn)象。膜態(tài)沸騰又稱傳熱惡化

按機(jī)理分為第一類(lèi)傳熱惡化和第二類(lèi)傳熱惡化兩種。

第一類(lèi)傳熱惡化：發(fā)生在欠熱區(qū)（欠焓區(qū)）和低含汽率區(qū)。熱負(fù)荷很高時(shí)，蒸發(fā)管內(nèi)壁的汽泡核數(shù)劇增，汽泡生成速度超過(guò)脫離速度而形成汽膜，也稱偏離核態(tài)沸騰。發(fā)生此類(lèi)傳熱惡化時(shí)，傳熱系數(shù)急劇下降，壁溫飛升，往往出現(xiàn)過(guò)熱。受熱面熱負(fù)荷是引起傳熱惡化的決定性因素，判定轉(zhuǎn)入傳熱惡化的熱負(fù)荷稱臨界熱負(fù)荷，其他影響因素有質(zhì)量流速、含汽率（或欠熱率）、壓力、管徑及受熱面狀態(tài)等。三、兩相傳熱的傳熱惡化第二類(lèi)傳熱惡化：發(fā)生在含汽率較高的環(huán)狀流動(dòng)區(qū)。很薄的水膜被撕破或蒸發(fā)，管壁僅受蒸汽冷卻，也稱蒸干，此時(shí)傳熱系數(shù)下降，壁溫飛升（均小于第一類(lèi)傳熱惡化），經(jīng)常伴有壁溫波動(dòng)（幅度為60~125℃），導(dǎo)致管壁發(fā)生熱疲勞破壞。引起第二類(lèi)傳熱惡化的決定性因素為含汽率，判定轉(zhuǎn)入傳熱惡化的含汽率為臨界含汽率，其他影響因素有質(zhì)量流速、熱負(fù)荷、管徑及壓力等。三、兩相傳熱的傳熱惡化四、自然循環(huán)鍋爐水冷壁１、自然循環(huán)原理自然循環(huán)的推動(dòng)力是由下降管中的工質(zhì)密度和上升管中工質(zhì)密度之差而產(chǎn)生的。推動(dòng)力（運(yùn)動(dòng)壓頭）Syd:

Syd=Hρxjg－∑Hiρig式中：H——循環(huán)回路高度；

Hi——上升管各區(qū)段高度；

ρxj——下降管中工質(zhì)的平均密度；

ρi——上升管各區(qū)段內(nèi)工質(zhì)平均密度。自然循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)：對(duì)給水品質(zhì)要求不太高；水容積和蓄熱能力較大，對(duì)自動(dòng)化控制水平要求低；給水泵的耗電量較少不足:自然循環(huán)鍋爐中，為了降低循環(huán)回路的阻力，水冷壁管和下降管的直徑較大，管壁較厚，并需要汽包，使得鋼材的使用量較大；鍋爐的起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，大型鍋爐需要6-7h２、自然循環(huán)鍋爐水冷壁水冷壁的安全要求：水冷壁管內(nèi)有足夠的工質(zhì)流速，不發(fā)生工質(zhì)流動(dòng)的停滯和倒流；水冷壁出口含汽量比較低，保證水冷壁管內(nèi)不發(fā)生傳熱惡化。為保證水冷壁的安全，需要提高自然循環(huán)的推動(dòng)力，減少流動(dòng)阻力。水冷壁管徑較粗，并盡可能垂直布置，以提高循環(huán)回路的高度。汽包的作用（１）連接作用。連接上升管和下降管組成循環(huán)回路，接收省煤器來(lái)的給水。汽包是加熱、蒸發(fā)、過(guò)熱三個(gè)過(guò)程的連接樞紐。（２）儲(chǔ)水和儲(chǔ)汽。汽包里的水和蒸汽起到了緩沖壓力波動(dòng)的作用。（３）蒸汽凈化。汽包中各種內(nèi)部裝置可進(jìn)行蒸汽凈化。（４）汽水分離。從水冷壁、沸騰式省煤器或?qū)α鞴苁鴣?lái)的汽水混合物，經(jīng)汽包內(nèi)的汽水分離裝置分離出蒸汽送入過(guò)熱器。３、汽包（1）內(nèi)部汽水分離裝置（2）下降管將水連續(xù)不斷地送往下聯(lián)箱供給水冷壁（3）聯(lián)箱匯集、混合、分配工質(zhì)３、汽包３、汽包汽水內(nèi)部裝置

汽包內(nèi)部裝置的作用：凈化蒸汽、分配給水、排污和加藥等。在鍋爐運(yùn)行中由于水的不斷蒸發(fā)而濃縮，水中雜質(zhì)絕大部分被留在爐水中，使?fàn)t水的含鹽濃度不斷增大。為保證合格的蒸汽品質(zhì)，必須將部分含鹽較濃的爐水排出，并補(bǔ)充一些較清潔的給水，這就是所謂的鍋爐排污。

３、汽包汽包的吊裝五、直流鍋爐水冷壁直流鍋爐沒(méi)有循環(huán)，水冷壁中工質(zhì)要全部變成蒸汽，即所謂的蒸干。在蒸干點(diǎn)前，水冷壁管內(nèi)仍由水冷卻管壁，蒸干后由蒸汽冷卻管壁。在臨界壓力以下工作時(shí)，工質(zhì)存在汽液共存的飽和溫度區(qū)，即蒸發(fā)過(guò)程。在超臨界壓力工作時(shí)，只有預(yù)熱和過(guò)熱區(qū)，沒(méi)有飽和溫度區(qū)。蒸干后的管壁溫度特性與過(guò)熱器相同，所以直流鍋爐水冷壁部分具有低溫過(guò)熱器的特點(diǎn)和功能五、直流鍋爐水冷壁因工質(zhì)不循環(huán)，水冷壁工質(zhì)的流量相對(duì)循環(huán)鍋爐要小很多，工質(zhì)對(duì)水冷壁管子的冷卻效果可能變差，水冷壁管子的安全性可能下降；現(xiàn)代大型直流鍋爐水冷壁主要形式有垂直水冷壁和螺旋水冷壁兩種；直流鍋爐水冷壁部分取代過(guò)熱器作用，即在直流運(yùn)行時(shí)，管子內(nèi)流動(dòng)的是低溫過(guò)熱蒸汽，所以對(duì)過(guò)熱器系統(tǒng)影響很大的熱偏差問(wèn)題也對(duì)直流鍋爐水冷壁的安全造成威脅，需要得到一定的控制。水動(dòng)力特性：是指一定熱負(fù)荷下，強(qiáng)制流動(dòng)受熱面管屏中工質(zhì)流量G與流動(dòng)壓降Δp之間的關(guān)系，也可用函數(shù)形式表示:Δp=

f(G)直流鍋爐水動(dòng)力不穩(wěn)定的表現(xiàn)為：流量與壓差的關(guān)系不是單值性的，而是多值性的，即對(duì)應(yīng)一個(gè)壓差，出現(xiàn)一個(gè)或兩個(gè)以上的流量。1、直流鍋爐水動(dòng)力特性的不穩(wěn)定性壓力越高，其水動(dòng)力特性ΔP=f(G)越趨于穩(wěn)定。強(qiáng)制流動(dòng)水冷壁水動(dòng)力多值性出現(xiàn)的根本原因是：由于熱水段和蒸發(fā)段共存，且由于蒸發(fā)段中因擾動(dòng)使工質(zhì)比容變化較大引起的。1、直流鍋爐水動(dòng)力特性的不穩(wěn)定性直流鍋爐蒸發(fā)受熱面出現(xiàn)不穩(wěn)定流動(dòng)的根本原因是汽和水的比容差以及水冷壁進(jìn)口有熱水段存在，在一定條件下實(shí)際運(yùn)行的直流鍋爐蒸發(fā)受熱面就會(huì)發(fā)生這種流動(dòng)不穩(wěn)定的工況。具體表現(xiàn)：對(duì)于一根管子，流量時(shí)大時(shí)??；對(duì)于并聯(lián)運(yùn)行的一組管子，有的管子流量大，有的管子流量小。1、直流鍋爐水動(dòng)力特性的不穩(wěn)定性熱負(fù)荷大小、運(yùn)行工況及水冷壁入口水的欠焓對(duì)流動(dòng)穩(wěn)定性都有影響。超臨界壓力直流鍋爐在啟動(dòng)和低負(fù)荷時(shí)，其壓力低，因此仍有流動(dòng)穩(wěn)定性的問(wèn)題。即使是超臨界壓力下，當(dāng)水平布置的蒸發(fā)受熱面沿管圈長(zhǎng)度方向熱焓變化時(shí)，工質(zhì)的比容也隨之發(fā)生變化，尤其在最大比熱區(qū)，其變化更大，因此仍有流動(dòng)多值性的問(wèn)題。

1、直流鍋爐水動(dòng)力特性的不穩(wěn)定性2、直流鍋爐蒸發(fā)受熱面中流體的脈動(dòng)定義：在管屏兩端壓差相同，當(dāng)給水量和流出量基本不變的情況下，管屏里管子流量隨時(shí)間作周期性波動(dòng)的現(xiàn)象，叫脈動(dòng)現(xiàn)象。脈動(dòng)種類(lèi)管間脈動(dòng)屏間(屏帶或管屏間)脈動(dòng)整體脈動(dòng)(全爐脈動(dòng))管間脈動(dòng)1)并聯(lián)工作的管子之間，某些管子的進(jìn)口水流量時(shí)大時(shí)小。2)對(duì)于一根管子，進(jìn)口的水量最大時(shí)，出口蒸汽量最小；3)一部分管子的水流量增大時(shí)，另一部分水流量卻在減??；與此同時(shí)，出口蒸汽量也在進(jìn)行周期性變化。4)整個(gè)管組的進(jìn)水量和蒸汽量變化不大。2、直流鍋爐蒸發(fā)受熱面中流體的脈動(dòng)管屏脈動(dòng)與管間脈動(dòng)相似，指的是各個(gè)管屏之間的脈動(dòng)現(xiàn)象。

整體脈動(dòng):

指整個(gè)鍋爐或個(gè)別部件受熱面中工質(zhì)流量的波動(dòng)。全部并聯(lián)管屏中流量同時(shí)發(fā)生的周期性波動(dòng)。