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自然循环锅炉

蒸汽锅炉按照水或水蒸气循环的动力的不同分为:自然循环锅炉,控制循环锅炉,直流锅炉和复合循环锅炉,后三种锅炉有统称为强制循环锅炉。

在自然循环锅炉中,汽包、下降管、下联箱、蒸发受热面(有的还包括上联箱和汽水导管)构成水循环回路。下降管布置在炉外,不受热。蒸发受热面由布置在炉内的水冷壁管组成,也称之为上升管。上升管内汽水混合物的密度比下降管内水的密度小得多,工质正是依靠这种密度差而产生的动力保持流动的,不需消耗任何外力,所以这种锅炉叫做自然循环锅炉。

汽水混合物进入汽包进行分离,未汽化的水与给水混合后继续参加水循环。自然循环锅炉除了给水泵的功率消耗较小之外,由于汽包使蒸发受热面和过热器之间有了固定的分界点,并且蓄热和蓄水能力大,故对自动调节的要求比直流锅炉低,给水带入的盐分可用排污方式除掉,对水处理的要求也比直流锅炉低,所以自然循环锅炉成为目前世界各国最为广泛应用的一种锅炉。

自然循环锅炉是指在锅炉蒸发系统中,利用降水管中的水与上升管中的汽水混合物的密度差作为推动力,建立起工质循环流动(又称水循环),使蒸发受热面受到冷却的锅炉。

随着锅炉容量的增大,自然循环锅炉的压力也相应提高。饱和水与饱和水蒸气之间的密度差也随压力增大而减小。由于降水管中的水温与饱和水温非常接近,故可以认为是饱和水。随着锅炉的工作压力升高,降水管中的水与上升管中的汽水混合物之间的密度差也同样减小。由于自然循环锅炉是靠降水管中的水与上升管中的汽水混合物的密度差形成的推动力,建立起工质循环流动的,当压力提高后,这个推动力也随之减小,工质在蒸发系统中的循环流动,也随压力提高而逐渐变得困难。当压力达到临界值22.12兆帕时,饱和汽、水之间的密度差为零,这时,工质循环停止。因此,自然循环锅炉的压力一般都在超高压(15.3兆帕)及以下。要向更高压力发展,就变得相当困难。

自然循环锅炉的优点是可以利用连续排污和定期排污来调整和保证炉水品质,因而对给水品质要求不太高。自然循环锅炉的水容积和蓄热能力较大,对自动化控制水平要求较低。由于蒸发受热面的流动阻力不需要给水泵来克服,因而给水泵的耗电量较少。与强制循环锅炉相比,不需要在高温条件下工作的循环水泵,因而工作较可靠。自然循环锅炉的流动压头很小,给水冷壁管的布置带来一定的困难。为了降低循环回路的阻力,水冷壁管和下降管的直径较大,管壁较厚,并需要汽包,使得钢材的使用量较大。自然循环锅炉因为有壁很厚的汽包,所以锅炉的启动时间很长,中压锅炉 需34h,高压锅炉需45h,超高压锅炉需6~7h。 [1]


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