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自然循环锅炉和强制循环锅炉有哪些不同之处?

       一、工作原理不同

       自然循环原理:工质依靠上升管受热所产生的密度差沿着闭合的路线运动。

自然循环锅炉原理

       强制循环原理:在给水泵压头作用下,工质顺次通过预热、蒸发、过热各受热面,而被预热、蒸发、过热到所需的温度。

强制循环锅炉原理

       二、锅炉启动操作不同

       1、自然循环锅炉

       自然循环锅炉的一个重要特征是其汽水系统中的厚壁金属汽包。汽包内蓄水、蓄热能力大,内、外和上、下壁的温度差是制约整台机组启动速度的主要因素。在启动过程中,要保证汽包等部件逐渐、均匀加热,不致产生过大的热应力而危害设备的安全。

       1)启动前的检查。启动前的常规检查内容包括:热工仪表的检查和校验,所有辅机传动机构正常,热力系统已处于完整备用状态。

       2)锅炉上水。在完成启动前的检查与准备工作后,即可进行锅炉上水操作。冷态启动时,汽包的金属温度接近室温,上水的温度应不高于90摄氏度;热态启动时的上水温度与汽包的金属温度差应不大于40摄氏度。上水至汽包水位计的最低可见水位。

       3)锅炉的升温升压。由于水和蒸汽在饱和状态下温度和压力存在一定的对应关系,所以汽包和水冷壁的升压过程就是升温过程。通常以控制升压的速度来控制升温的速度。

       在锅炉升压的过程中,工况变动频繁,都会对汽包的水位长生不同程度的影响。一方面是锅水升温、汽化,体积膨胀,会使汽包水位逐渐升高;同时为了使水冷壁受热均匀,通常还要进行锅炉下部放水,会使汽包的水位下降,需要根据汽包水位调整给水量。随着锅炉汽温汽压逐渐加速升高、产汽量增加,需要及时增加给水量,以防止水位下降。当锅炉负荷上升到一定的数值而且水位比较稳定后,即可投入给水自动调节。

       2、强制循环锅炉

       和自然循环锅炉相比,由于可以利用水的强制流动,而可使各承压部件得到均匀的加热或冷却,因而可以提高升降负荷的速度,缩短锅炉的启停时间。

       三、两种类型锅炉优劣比较

       1、自然循环锅炉

       1)汽包是锅炉中省煤器、过热器和蒸发受热面的分隔容器。有了汽包,给水的加热、蒸发和过热等相应的各个受热面有明显的分界,因而汽水流动特性相应的比较简单,较容易掌握。

       2)由于自然循环的推动力主要依靠水汽的密度差,因而自然循环锅炉的蒸发受热面就是由许多垂直管子组成的水冷壁,并且尽量减少弯头,以减少流动阻力,保证水循环的安全。

       3)汽包中的汽水分离器,从水冷壁上升管进入汽包的水汽混合物,可以在汽包中的汽空间,也可以在汽水分离装置中进行汽水分离,以减少饱和蒸汽的带水。

       4)锅炉的水容量及其相应的蓄热能力较大,因此当负荷变化时,汽包水位及蒸汽压力的变化速度较慢,对机组的调节要求低一些;但由于水容量大,加上大直径的汽包壁较厚,因此加热、冷却不易均匀,使锅炉的启动停止速度受到限制。

       5)由于汽包直径及壁厚都较大,所以自然循环锅炉的金属消耗量较大。

       6)汽包极易短时间水位过低,容易引起水冷壁总循环流量不足,甚至发生更为严重的“干锅”。

       7)由于蒸发受热面内工质的流速较低,易造成水冷壁的受热不均匀,水冷壁受热偏差或管内阻力的影响,导致个别或部分管子出现循环流动的停滞或倒流。

       2、强制循环锅炉

       1)由于装有锅水循环泵,其循环推力比自然循环锅炉大好几倍。因此,一方面可用直径较小的管子做水冷壁,减少锅炉的金属消耗量;另一方面可以任意布置锅炉的蒸发受热面,管子直立、平放都可以,使锅炉的形状和受热面都可以采用比较好的布置方案。

       2)蒸发受热面内工质可以采用较高的质量流速。强制循环锅炉的循环倍率可以比自然循环锅炉小一些,循环水流量减小,流动阻力减小。因而可用锅水循环泵来充分克服汽水分离设备的阻力,可以选用蒸汽负荷较高、阻力较大的旋风分离装置,充分利用离心分离的效果,可以减少汽水分离器的数量和尺寸。因而可以采用较小的汽包直径,汽包壁厚也相应减小。

       3)由于蒸发受热面内工质保持较高的质量流速,可使循环稳定,蒸发受热面内受热较弱的管子不易发生循环停滞或倒流循环故障,特别是控制循环锅炉的水冷壁管子进口处有节流圈,更是避免出现循环故障和受热偏差的有效措施。

       4)在锅炉启停期间,由于可以利用水的强制流动,而可使各承压部件得到均匀的加热或冷却,因而可以提高升降负荷的速度,缩短锅炉的启停时间。

       5)与自然循环锅炉相比,由于要增加锅水循环泵,不但增加了锅炉的投资和运行费用,而且锅水循环泵长期在高温和高压下运行,需采取特殊的结构和材料,才能保证锅炉运行的安全性。

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