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锅炉的水动力特性分析与介绍 直流.ppt

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锅炉的水动力特性分析与介绍 直流.ppt


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NCEPU 直流锅炉的水动力特性 NCEPU 一、超临界参数的基本特性 ? 超临界压力水蒸气的比容 比容 v 与温度 t 的关系 NCEPU ? 超临界压力水蒸气的比热 ? 在超临界压力下,水冷壁内工质存 在大比热特性。在相变点附近温度 稍有变化时,比热变化很大,且都 有一个最大比热区,随着压力的提 高在最大比热区比热的变化稍有减 缓。 ? 对应定压比热最大位置处的工质温 度称为 拟临界温度 。 ? 拟临界温度左侧为水,右侧为汽。 NCEPU ? 超临界压力水蒸气的焓 ? 临界压力和超临界压力 在相变点附近,同样当 温度稍有变化时,焓值 变化很大,但是超过一 定压力以后,焓值变化 减缓。 NCEPU 二、亚临界和超临界压力下的流动稳定性 ? 水动力特性: 荷下,强制流动受热面管屏 是指一定热负 中工质流量 之间的关系,也可用函数形 G 与流动压降 Δp 式表示 : Δ p = f ( G ) ? 直流锅炉水动力不稳定的表 现为:流量与压差的关系不 是单值性的,而是多值性的, 即对应一个压差,出现一个 或两个以上的流量。 NCEPU ? 水平管忽略重位压差和加速压降,压差表示为: 1 G ? p lz ? ? p mc ? ? p jb ? ( ? ? qs ? ) 2 d 2 A ? qs ? qs l 2 1 2 ? ( ? ? qs ? ) 2 G ? qs d 2 A ? 当流量增加时,热水断长度 增加,蒸发段长度 L 减 L rs zf qs , 小,出口蒸汽量 D 减小,质量含汽率 x 减小, ? 减小 平均密度增大; x 减小的影响比流量增加的影响大时, 出现随流量增加压差下降的过程。 ? qs l NCEPU 第二节 直流锅炉的水动力多值性 ? p ? A ( ? w ) ? B ( ? w ) ? C ( ? w ), Pa ? 1 ? ? ? i ? ? ? ? ? 1 ? ? ? 1 ? ? ? ? 2 r ? ? ? ? ? ? ? ? ? L ? ? ? i ? ? ? ? ? B ? ? 1 ? ? 1 ? ? ? ? 2 d ? ? ? r ? ? ? ? ? ? ? ? L 2 q ? ? ? ? ? ? C ? 2 ? 1 ? ? d ? ? r ? ? ? ? ? ? 3 2 特性方程式 ? ? i ? A ? 8 q ? ? 其中 ? 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 ? 受热面平均热负荷 进口处工质欠焓 NCEPU ? 对特性方程式求导得 d ? p 2 ? 3 A ( ? w ) ? 2 B ( ? w ) ? C ? 0 d ( ? w ) ? 单值条件 B ? 3 AC ? 0 2 ? 强制流动水冷壁水动力多值性出现得 根本原因 是:由 于热水段和蒸发段共存,且由于蒸发段中由于扰动使 工质比容变化较大引起的。 ? 压力越高,其水动力特 性 Δ P = f (G) 越趋于稳定。 NCEPU NCEPU ? 直流锅炉蒸发受热面出现不稳定流动的根本原因 是汽和水的比容差以及水冷壁进口有热水段存在, 在一定条件下实际运行的直流锅炉蒸发受热面就 会发生这种流动不稳定的工况。 ? 具体表现: ? 对于一根管子,流量时大时小; ? 对于并联运行的一组管子,有的管子流量大,有的管 子流量小。 NCEPU ? 热负荷大小、运行工况及水冷壁入口水的欠焓对 流动稳定性都有影响。 ? 超临界压力直流锅炉在启动和低负荷时,其压力 低,因此仍有流动稳定性的问题。 ? 即使是超临界压力下,当水平布置的蒸发受热面 沿管圈长度方向热焓变化时,工质的比容也随之 发生变化,尤其在最大比热区,其变化更大,因 此仍有流动多值性的问题。 NCEPU 三、直流锅炉蒸发受热面的脉动性流动 ? 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。 ? 脉动种类 ? 管间脉动 ? 屏间 ( 屏带或管屏间 ) 脉动 ? 整体脉动 ( 全炉脉动 ) ? 管间脉动 ? 并联工作的管子之间,某些管 子的进口水流量时大时小。 ? 对于一根管子,进口的水量最 大时,出口蒸汽量最小; ? 一部分管子的水流量增大时, 另一部分水流量却在减小;与 此同时,出口蒸汽量也在进行 周期性变化。 ? 整个管组的进水量和蒸汽量变 化不大。 NCEPU NCEPU ? 管屏脉动 ? 与管间脉动相似,指的是各个管屏之间的脉动现象。 ? 整体脉动 ? 全部并联管屏中流量同时发生的周期性波动。 ? 使用特性比较平缓的离心式给水泵造成的。 ? 当给水量、燃料量、压力剧烈变化时,会引起整体脉 动。 ? 特点:振幅是变化的,没有严格的周期,逐步衰减。 NCEPU ? 脉动的危害 脉动→工质压力、温度的周期性变化,引起: ? 管壁温度周期性变化,引起管子疲劳破坏; ? 过热段长度周期性变化 → 出口气温周期性变化 → 气温难于控制,引起管壁超温; ? 脉动严重时,引起管屏的机械振动,造成管屏 机械应力破坏。 NCEPU ? 防止脉动的措施 1. 增大质量流速 气泡不易变大,管内不会形成较高的局部压力,保持稳定的进口水量。 2. 提高进口压力。 p 高,汽水密度差小,局部压力升高的现象不易发生。 3. 降低蒸发点热负荷和热偏差 将蒸发点移到热负荷低的区域,蒸发点热负荷低,局部压力大幅度变 化可以避免;减小热偏差,防止个别管子流量降低导致的比容剧烈变 化引起的压力变化。 4. 防止脉动性燃烧 蓄热少,热惯性小,热水段长度、蒸发段长度不断变化,引起流动阻 力变化、重位压头变化,导致脉动发生。 5. 加装节流圈

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