強制循環鍋爐 VS 自然循環鍋爐
一:工作原理不同:
強制循環鍋爐:在給水泵壓頭作用下,工質流量可以人為控制,工質依次通過預熱、蒸發、過熱各受熱面,而被預熱、蒸發、過熱到所需的溫度。
自然循環鍋爐:工質依靠上升管受熱所產生的密度差沿著閉合的路線運動。
二:鍋爐啟動操作不同:
1、自然循環鍋爐
自然循環鍋爐的一個重要特征是其汽水系統中的厚壁金屬汽包。汽包內蓄水、蓄熱能力大,內、外和上、下壁的溫度差是制約整臺機組啟動速度的主要因素。在啟動過程中,要保證汽包等部件逐漸、均勻加熱,不致產生過大的熱應力而危害設備的安全。
1)啟動前的檢查。檢查內容包括:熱工儀表的檢查和校驗,所有輔機傳動機構正常,熱力系統已處于完整備用狀態。
2)鍋爐上水。在完成啟動前的檢查與準備工作后,即可進行鍋爐上水操作。冷態鍋爐的進水溫度一般不大于90℃,以使進入汽包的給水溫度與汽包壁溫度的差值不大于40℃。未完成冷卻的鍋爐,進水溫度可比照汽包壁溫,一般差值應控制在40℃以內,否則應減慢進水速度,上水至汽包水位計的最低可見水位。
3)鍋爐的升溫升壓。由于水和蒸汽在飽和狀態下溫度和壓力存在一定的對應關系,所以汽包和水冷壁的升壓過程就是升溫過程。通常以控制升壓的速度來控制升溫的速度。
在鍋爐升壓的過程中,工況變動頻繁,都會對汽包的水位長生不同程度的影響。一方面是鍋水升溫、汽化,體積膨脹,會使汽包水位逐漸升高;同時為了使水冷壁受熱均勻,通常還要進行鍋爐下部放水,會使汽包的水位下降,需要根據汽包水位調整給水量。隨著鍋爐汽溫汽壓逐漸加速升高、產汽量增加,需要及時增加給水量,以防止水位下降。當鍋爐負荷上升到一定的數值而且水位比較穩定后,即可投入給水自動調節。
2.強制循環鍋爐:
和自然循環鍋爐相比,由于可以利用水的強制流動,而使各承壓部件得到均勻的加熱和冷卻,因而可以提高降負荷的速度,縮短鍋爐的啟停時間。
三:兩種鍋爐的優劣勢比較:
強制循環鍋爐:
1)由于裝有鍋水循環泵,其循環推力比自然循環鍋爐大好幾倍。因此可以采用小直徑冷水壁,減少鍋爐的金屬消耗量;另一方面可以任意布置鍋爐的蒸發受熱面,管子直立、平放都可以,使鍋爐的形狀和受熱面都可以采用比較好的布置方案。
2)蒸發受熱面內工質可以采用較高的質量流速。強制循環鍋爐的循環倍率可以比自然循環鍋爐小一些,循環水流量減小,流動阻力減小。因而可用鍋水循環泵來充分克服汽水分離設備的阻力,可采用小直徑旋風分離器充分利用離心分離的效果,可以減少汽水分離器的數量和尺寸。因而可以采用較小的汽包直徑,汽包壁厚也相應減小。
(3)由于蒸發受熱面內工質保持較高的質量流速,可使循環穩定,蒸發受熱面內受熱較弱的管子不易發生循環停滯或倒流循環故障,特別是控制循環鍋爐的水冷壁管子進口處有節流圈,更是避免出現循環故障和受熱偏差的有效措施。
(4)在鍋爐啟停期間,由于可以利用水的強制流動,而可使各承壓部件得到均勻的加熱或冷卻,因而可以提高升降負荷的速度,縮短鍋爐的啟停時間。
(5)與自然循環鍋爐相比,由于要增加鍋水循環泵,不但增加了鍋爐的投資(鍋爐管的材質及管壁要求較高)和運行費用耗電多,而且鍋水循環泵長期在高溫和高壓下運行,需采取特殊的結構和材料,才能保證鍋爐運行的安全性。
自然循環鍋爐:
1)汽水流動特性相應的比較簡單,較容易掌握。因為有了氣包,給水的加熱、蒸發、和過熱等相應的各個受熱面有明顯的分界。
2)由于自然循環的推動力主要依靠水汽的密度差,因而自然循環鍋爐的蒸發受熱面就是由許多垂直管子組成的水冷壁,并且盡量減少彎頭,以減少流動阻力,保證水循環的安全。
3)汽包中的汽水分離器,從水冷壁上升管進入汽包的水汽混合物,可以在汽包中的汽空間,也可以在汽水分離裝置中進行汽水分離,以減少飽和蒸汽的帶水。
4)鍋爐的水容量及其相應的蓄熱能力較大,因此當負荷變化時,汽包水位及蒸汽壓力的變化速度較慢,對機組的調節要求低一些;但由于水容量大,鍋筒為厚壁件,且存在上下及內外壁溫差問題,因此加熱、冷卻不易均勻容易造成變形,使鍋爐的啟動停止時間較長。
5)自然循環鍋爐的運動壓頭很小,給冷水壁的布置帶來一定困難,所以安裝汽包直徑及壁厚都較大,所以自然循環鍋爐的金屬消耗量較大。
6)汽包極易短時間水位過低,容易引起水冷壁總循環流量不足,甚至發生更為嚴重的“干鍋”。
7)由于蒸發受熱面內工質的流速較低,易造成水冷壁的受熱不均勻,水冷壁受熱偏差或管內阻力的影響,導致個別或部分管子出現循環流動的停滯或倒流。
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