锅炉的动态特性

汽包锅炉与直流锅炉结构、运行性能特点的分析与比较

直流锅炉的特点其实也就是相比汽包锅炉而言的。。。应该算是改进型吧。。。所以直流锅炉这里的优点。。其实就是汽包锅炉的缺点。。。

直流锅炉简介：

直流锅炉没有汽包，工质一次通过蒸发部分，即循环倍率为1。直流锅炉的另一特点是在省煤器、

蒸发部分和过热器之间没有固定不变的分界点，水在受热蒸发面中全部转变为蒸汽，沿工质整个行程

的流动阻力均由给水泵来克服。如果在直流锅炉的启动回路中加入循环泵，则可以形成复合循环锅炉。

即在低负荷或者本生负荷以下运行时，由于经过蒸发面的工质不能全部转变为蒸汽，所以在锅炉的汽

水分离器中会有饱和水分离出来，分离出来的水经过循环泵再输送至省煤器的入口，这时流经蒸发部

分的工质流量超过流出的蒸汽量，即循环倍率大于1。当锅炉负荷超过本生点以上或在高负荷运行时，

由蒸发部分出来的是微过热蒸汽，这时循环泵停运，锅炉按照纯直流方式工作。

直流锅炉的技术特点

（1） 取消汽包，能快速启停。与自然循环锅炉相比，直流炉从冷态启动到满负荷运行，变负荷

速度可提高一倍左右。

（2） 适用于亚临界和超临界以及超超临界压力锅炉。

（3） 锅炉本体金属消耗量最少，锅炉重量轻。一台300MW 自然循环锅炉的金属重量约为5500t～

7200t，相同等级的直流炉的金属重量仅有4500t～5680t，一台直流锅炉大约可节省金属

2000t。加上省去了汽包的制造工艺，使锅炉制造成本降低。

（4） 水冷壁的流动阻力全部要靠给水泵来克服，这部分阻力约占全部阻力的25％～30％。所需

的给水泵压头高，既提高了制造成本，又增加了运行耗电量。

（5） 直流锅炉启动时约有30％额定流量的工质经过水冷壁并被加热，为了回收启动过程的工质

和热量并保证低负荷运行时水冷壁管内有足够的重量流速，直流锅炉需要设置专门的启动

系统，而且需要设置过热器的高压旁路系统和再热器的低压旁路系统。加上直流锅炉的参

数比较高，需要的金属材料档次相应要提高，其总成本不低于自然循环锅炉。

（6） 系统中的汽水分离器在低负荷时起汽水分离作用并维持一定的水位，在高负荷时切换为纯

直流运行，汽水分离器起到一个蒸汽联箱的作用。

（7） 为了达到较高的重量流速，必须采用小管径水冷壁。这样，不但提高了传热能力而且节省

了金属，减轻了炉墙重量，同时减小了锅炉的热惯性。

（8） 水冷壁的金属储热量和工质储热量最小，即热惯性最小，使快速启停的能力进一步提高，

适用机组调峰的要求。但热惯性小也会带来问题，它使水冷壁对热偏差的敏感性增强。当

煤质变化或炉内火焰偏斜时，各管屏的热偏差增大，由此引起各管屏出口工质参数产生较

大偏差，进而导致工质流动不稳定或管子超温。

（9） 为保证足够的冷却能力和防止低负荷下发生水动力多值性以及脉动，水冷壁管内工质的重

量流速在MCR 负荷时提高到2000 ㎏/（㎡*s）以上。加上管径减小的影响，使直流锅炉的

流动阻力显著提高。600MW 以上的直流锅炉的流动阻力一般为5.4MPa～6.0MPa。

（10）汽温调节的主要方式是调节燃料量与给水量之比，辅助手段是喷水减温或烟气侧调节。由

于没有固定的汽水分界面，随着给水流量和燃料量的变化，受热面的省煤段、蒸发段和过热段长度发生变化，汽温随着发生变化，汽温调节比较困难。

（11）低负荷运行时，给水流量和压力降低，受热面入口的工质欠焓增大，容易发生水动力不稳定。由于给水流量降低，水冷壁流量分配不均匀性增大；压力降低，汽水比容变化增大；

工质欠焓增大，会使蒸发段和省煤段的阻力比值发生变化。

（12）水冷壁可灵活布置，可采用螺旋管圈或垂直管屏水冷壁。采用螺旋管圈水冷壁有利于实现

变压运行。

（13）超临界压力直流锅炉水冷壁管内工质温度随吸热量而变，即管壁温度随吸热量而变。因此，

热偏差对水冷壁管壁温度的影响作用显著增大。

（14）变压运行的超临界参数直流炉，在亚临界压力范围和超临界压力范围内工作时，都存在工

质的热膨胀现象。并且在亚临界压力范围内可能出现膜态沸腾；在超临界压力范围内可能

出现类膜态沸腾。

（15）启停速度和变负荷速度受过热器出口集箱的热应力限制，但主要限制因素是汽轮机的热应

力和胀差。

（16）直流锅炉要求的给水品质高，要求凝结水进行100％的除盐处理。

（17）控制系统复杂，调节装置的费用较高

锅炉按照结构分成几类,各自在结构上有何特点?

按结构分为立式锅炉和卧式锅炉，快装锅炉与组装锅炉。

立式锅炉、快装锅炉适应用蒸发量小于10吨的炉型。

组装式锅炉适应于大于6吨的锅炉。锅炉炉墙结构，一般分为重型炉墙，轻型炉墙和管承式炉墙三种。一、重型炉墙的结构特点炉墙直接砌筑在锅炉地基上，即炉墙重量是由锅炉墙基直接承受。炉墙一般由耐火砖与红砖两层组成。炉墙较厚，一般为500mm厚，质量也较重。重型炉墙由于直接砌筑在锅炉基础上，且因重量较大，因此，高度受到限制。过高时，一方面使炉墙不稳定，另一方面也由于在高温下强度有限，故一般不超过10m，超过10m以上必须采取结构措施，如可采用简单的金属框架来加强其稳定性。因工业锅炉一般低于10~12m，故都采用重型炉墙。重型炉墙外层用标准红砖240mm×115mm× 53mm砌筑，内层用标准耐火砖T—3砌筑，其尺寸为230mm×113mm×65mm。耐火砖与红砖之间留有20~30mm之间的缝隙，并填充绝热石棉板或石棉粉。为了不使耐火砖与红砖分开，沿高度方向每增高5~7层耐火砖，要求从耐火砖向红砖层内插入半砖，使红砖啮合。为了保证炉墙自由膨胀，在四角和较宽的炉墙中间位置，沿整个炉墙高度留有垂直的温度膨胀缝；在与钢架、锅筒、过墙管接触部分也应留出膨胀空隙。一般膨胀缝的宽度为10～25mm，每隔5m炉墙宽度布设一道。膨胀缝中间嵌入石棉绳，以防炉渣进入和漏风，膨胀缝只在炉墙内侧(耐火砖层)布置。重型炉墙的耐火砖筑体，根据所要求的砌筑精度可为五类：特类砌体：砖缝厚度不大于0.5mm；I类砌体：砖缝厚度不大于lmm；Ⅱ类砌体：砖缝厚度不大于2mm；Ⅲ类砌体：砖缝厚度不大于3mm；Ⅳ类砌体：砖缝厚度大于3mm。各类砌体用的泥浆(耐火泥)为：特类、 I类和Ⅱ类砌体用稀泥浆； Ⅲ类砌体用半浓泥浆；Ⅳ类砌体用浓泥浆。工业锅炉高温区一般为I类或Ⅱ类砌体；省煤器和烟道等部分为Ⅲ类或Ⅳ类砌体。二、轻型炉墙的结构和特点轻型炉墙适用于中小容量的电站锅炉以及快装锅炉、移动锅炉。它可分为砖砌式和混凝土板式两种。砖砌式轻型炉墙由耐火砖层．绝热层和金属密封皮组成。绝热材料采用硅藻土砖、石棉白云石板等轻质材料。因而炉墙的重量可以通过托砖架由锅炉钢架或受热面管子予以支承或悬吊。铸铁拉钩的作用是防止炉墙向炉膛中凸出。混凝土板式轻型炉墙则用耐火混凝土板代替耐火砖，较之砖砌式轻型炉墙有制作简单、安装快、造价低等优点。三、管承式炉墙(敷管炉墙)的结构特点炉墙重量由锅炉水冷壁承受，而不与锅炉钢架直接发生关系。它是由数层敷在水冷壁管上的耐火材料和绝热材料所组成。它主要用于大型锅炉。