鍋爐-陳高飛-鍋爐蒸發(fā)設(shè)備與自然水循環(huán)

鍋爐蒸發(fā)設(shè)備與自然水循環(huán)

主講：陳高飛技術(shù)部副經(jīng)理1.蒸發(fā)設(shè)備的組成

主要由汽包、下降管、聯(lián)箱、水冷壁、汽包導管組成閉合回路。1.1汽包是鍋爐構(gòu)成的主要部件，又稱“鍋筒” （1）熱水鍋爐的汽包內(nèi)裝的全是熱水，蒸汽鍋爐的汽包內(nèi)裝的是熱水和蒸汽。單汽包蒸汽鍋爐中，汽包的上半部是汽，下半部是熱水。雙汽包蒸汽鍋爐里，上汽包的上半部是蒸汽，下半部是熱水，蒸汽與水的分界面位置稱水位線，下汽包則全是熱水。1.1汽包（2）汽包有一定的水容積，與下水管和水冷壁相連接，組成自然水循環(huán)系統(tǒng)。汽包又同時接受省煤器的給水，向過熱器輸送飽和蒸汽。汽包是加熱、蒸發(fā)和過熱三個過程的分界點。汽包中存有一定的水量，故有一定的儲熱能力，當工況變化時，可減緩汽壓變化的速度，有利于調(diào)節(jié)運行，以此提高鍋爐運行的安全性。汽包中裝有各種蒸汽凈化裝置，用以保證蒸汽的質(zhì)量3裝有各種表計，用以監(jiān)視汽包的運行。1.1汽包（3）汽包外面有許多管座，以連接各種管道，如給水管、下降管、汽水泥合物引入管、蒸汽引出管、連續(xù)排污管、事故放水管、加藥管以及連接儀表和自動裝置管道等。（4）汽包內(nèi)部裝有各種提高蒸汽質(zhì)量的裝置，如汽水分離裝置、蒸汽清洗裝置、連續(xù)排污裝置、分段蒸發(fā)裝置、加藥裝置以及給水分配裝置和事故故水管等。加熱、蒸發(fā)、過熱三個過程的連接樞紐和大致分界點。汽包中存有一定量的汽水，在負荷變化時，能起到儲熱器和儲水器的作用，可以緩解汽壓變化的速度，對鍋爐運行調(diào)節(jié)有利。汽包內(nèi)裝有汽水分離裝置，蒸汽清洗裝置，排污裝置，鍋內(nèi)加藥裝置等，可以提高蒸汽品質(zhì)。汽包上裝有壓力表、水位計和安全閥等附件，汽包內(nèi)還裝有事故放水裝置等，用來保證汽包安全運行。鍋筒內(nèi)徑為φ1500，壁厚為55mm，設(shè)計材料為20g。1.2下降管結(jié)構(gòu)與規(guī)格 （1）下降管的作用是將汽包中的水連續(xù)不斷地送入下聯(lián)箱以供水冷壁，使受熱面有足夠的水量循環(huán)，以保證運行可靠。下降管的一端與汽包相連，另一端與下聯(lián)箱連接。為保證水循環(huán)的可靠性，下降管自汽包引出后都布置在爐外，不受熱。 （2）下降管一般自汽包底部引出，在下降管入口上方裝有柵格板或十字板，有的人口段還用變徑管，以防形成旋渦和入口處爐水汽化。下降管的鋼材通常用20號鍋爐鋼，有小直徑分散下降管和大直徑集中下降管兩種?！?08*6￠133*6￠219*8￠159*6不同規(guī)格，左右各10根。1.3聯(lián)箱（1）聯(lián)箱又稱集箱，其直徑較大，且是兩端封閉的圓管，用以連接管子，起匯集、混合和分配汽水保證各受熱面可靠供水的作用，或起匯集各受熱面的水或汽水混合物的作用。聯(lián)箱通常不受熱，以免部分水產(chǎn)生氣包，破壞水循環(huán)。（2）聯(lián)箱常用20號鍋爐鋼作材料。按其布置可分為上聯(lián)箱、下聯(lián)箱、左聯(lián)箱和右聯(lián)箱等。除蒸發(fā)設(shè)備外，過熱器和省煤器上也有聯(lián)箱。位于爐排兩側(cè)的下聯(lián)箱又稱防焦箱。水冷壁的下聯(lián)箱一般都裝有定期排污裝置和膨脹指示器，有的還裝有加強水循環(huán)用的循環(huán)推動器。1.4水冷壁蒸發(fā)設(shè)備中唯一的受熱面水冷壁布置在燃燒室內(nèi)壁四周，或部分布置在燃燒室中間。它由許多根上升管組成，以接受輻射傳熱為主受熱面。與對流受熱面相比，其輻射受熱面的熱負荷大，說明傳遞同樣的熱量可以用較少的受熱面。（1）依靠爐膛的高溫火焰和煙氣對水冷壁輻射傳熱，使未飽和水或飽和水加熱蒸發(fā)成飽和蒸汽。（2）由于爐墻內(nèi)表面被水冷壁管遮蓋，故能較快降低爐墻溫度，能防止燒壞爐墻，還能防止結(jié)渣侵蝕爐墻o（3）可以簡化爐墻的結(jié)構(gòu)，減輕爐墻的重量。（4）如采用敷管式爐墻，水冷壁還可起懸吊爐墻的作用。中壓鍋爐的水冷壁多用￠60×3mm的管子，高壓鍋爐多用壩￠60*5和￠76×6mm的管子。承受同樣壓力時，如果管子直徑小一些，則管壁厚度也可減小一些；管徑越小，遮蓋同樣面積的爐墻所需金屬也越少。由于鍋爐的形式和參數(shù)也不同，所采用的水冷壁形式也不同。水冷壁的類型有光管式、膜式和刺管式三種。由普通元縫鋼管彎制組合而成，它通常是貼近燃燒室爐墻內(nèi)壁互相平行而垂直布置，上端與汽包或上聯(lián)箱連接。水冷壁管兩側(cè)焊有或帶有的翼片稱為紹片，將各紹片管的紹片頂部焊接以后，整個水冷壁受熱面則連成一體，爐膛周圍被一層整塊的水冷壁膜嚴密包圍，因此稱其為膜式水冷壁?？梢暂^多地接受爐膛輻射熱量，提高鍋爐的產(chǎn)汽量。使爐胎有良好的氣密性，較大地減少爐膛漏風。便于采用敷管式爐墻，簡化爐墻結(jié)構(gòu)，減輕了鍋爐的重量。可在制造廠內(nèi)焊接成整片出廠，減少了安裝工作量，便于降低爐膛內(nèi)壁的溫度，保護爐墻，防止爐墻結(jié)渣。在刺管水冷壁上敷設(shè)一層耐火材料，即構(gòu)成燃燒帶。敷設(shè)燃燒帶的區(qū)域因水冷壁吸熱量減少，故溫度較高。因此，用來敷設(shè)燃燒帶的刺管水冷壁常用于液態(tài)排渣爐的下部(熔渣段)；或燃用不易著火的煤時，用于爐膛的噴燃區(qū)；或用于其他需要提高溫度的部位，如用于旋風爐的旋風筒內(nèi)。1.5過熱器過熱器是蒸汽鍋爐的輔助受熱面，它的作用是在壓力不變的情況下，從汽包中引出飽和蒸汽，經(jīng)過加熱，使飽和蒸汽成為一定溫度的過熱蒸汽。過熱器是鍋爐所有受熱面中工作溫度員高的受熱面。過熱器內(nèi)流過的是高溫蒸汽，傳熱性能較差，但管外又是高溫煙氣，決定了過熱器的管壁溫度較高。過熱器按結(jié)構(gòu)和裝置形式，可分為立式和臥式兩種3按傳熱方式，可分為對流式、輻射式和半輻射式等幾種。它布置在煙道中，主要依靠對流傳熱方式吸收煙氣的熱量，故稱為對流過熱器。它是由許多并列的蛇形管和聯(lián)箱構(gòu)成的，蛇形管與聯(lián)箱以焊接連接，聯(lián)箱布置在爐墻外面。蒸汽在蛇形管內(nèi)流動，蛇形管外則受煙氣的橫向沖刷。由此，煙氣將熱量傳給蛇形管，蒸汽則從管壁上將熱量帶走，而使蒸汽加熱，提高了溫度。它布置在煙道中，主要依靠對流傳熱方式吸收煙氣的熱量，故稱為對流過熱器。它是由許多并列的蛇形管和聯(lián)箱構(gòu)成的，蛇形管與聯(lián)箱以焊接連接，聯(lián)箱布置在爐墻外面。蒸汽在蛇形管內(nèi)流動，蛇形管外則受煙氣的橫向沖刷。由此，煙氣將熱量傳給蛇形管，蒸汽則從管壁上將熱量帶走，而使蒸汽加熱，提高了溫度。對流過熱器并列連接的蛇形管根數(shù)，與蒸汽及煙氣的流速有關(guān)，但主要取決于管內(nèi)的蒸汽流速。蒸汽的流速是按管子的壁溫狀況與過熱器壓力降的大小而定。蒸汽流帶越高，則傳熱性能越好，管壁能較好的冷卻，但流動阻力則增加，壓力降增大。對流過熱器區(qū)的煙氣流速受傳熱性能、飛灰磨損和積灰三方面因素的制約。煙氣流速越高，則傳熱性能越好，可減少過熱器的受熱面積，但飛灰對管壁的磨損嚴重；煙氣流速過低，則容易積灰。煤灰粉爐，煙氣流速一般控制在6—14m／s。對流過熱器按煙氣與蒸汽的流動方面，可分為順流、逆流及混流等方式布置。通常用雙逆流方式布置，其優(yōu)點是傳熱性能好。如按管子的放置方向，又可分垂直布置和水平布置兩種方式。過熱器的工作特性，主要由它的氣溫變化特性表明。對流過熱器的氣溫變化特性，是其出口過熱氣溫隨鍋爐負荷的增加而升高。當鍋爐負荷增加時，燃料量增多，煙氣量增加，流過過熱器的煙氣量也增加。煙氣流速增加，煙氣對管壁的傳熱系數(shù)增大。由于爐膛出口煙氣溫度升高，即進入對流過熱器的煙溫升高，使傳熱溫差加大，從而使煙氣對過熱器的傳熱量增加。再則，鍋爐負荷增加，流過對流過熱器的蒸汽量也增多，使過熱器中單位數(shù)量蒸汽的吸熱量減少。但是，煙氣傳熱量增加的影響大于蒸汽量增加的影響，而使對流過熱器的汽溫升高。反之，負荷減少時，則對流過熱器的出口汽溫降低。它布置在爐膛中，主要依靠輻射熱方式直接吸收爐膛的輻射熱，這種過熱器稱為輻射過熱器。其種類有：前屏過熱器：在自然循環(huán)鍋爐中，按其輻射過熱器的布置方式，懸吊在爐膛上部靠近爐前做成掛屏形式，稱為前屏過熱器。這種過熱器做成一片一片“屏風”形式的受熱面，管屏沿爐寬相互平行懸掛在爐內(nèi)。每一片管屏由若干根并聯(lián)的管子彎制成“U”形緊密排列，管子吊在聯(lián)箱上，聯(lián)箱布置在爐外。頂棚過熱器：和前屏過熱器不同，管于布置在爐膛頂部成頂棚管，故稱為頂棚過熱器。這種過熱器由緊靠爐頂?shù)膯闻判軜?gòu)成，接受的輻射熱弱于屏式過熱器。爐膛墻式過熱器：管子布置在爐膛四周墻上，稱為爐膛墻式過熱器。這種過熱器的結(jié)構(gòu)與水冷壁相似，其受熱面管一般都緊貼爐膛墻面。單獨集中在某一區(qū)域。輻射過熱器的氣溫變化特性與對流過熱器相反，氣溫隨鍋爐負荷的增加而降低。鍋爐負荷增加時，爐腥溫度有所提高，輻射吸熱量增多，流過輻射過熱器的蒸汽量也增多。而且蒸汽量增多的影響大于輻射熱增多的影響，使輻射過熱器中單位數(shù)量蒸汽獲得的熱量相對減少，汽溫因而下降。反之，當鍋爐負荷減少時，則輻射過熱器出口鍋溫升高。它既利用與煙氣接觸吸收對流熱，又直接吸收爐脆輻射熱4，選種過熱器稱為屏式半輻射過熱器。為與屏式輻射過熱器(又稱為前屏過熱器)區(qū)別開，將屏式半輻射過熱器稱為后屏過熱器。 過熱器布置在第二煙氣通道內(nèi)，煙氣由下向上逆向流動。過熱器分三級布置（共五組），按煙氣流動方向分Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ級依次布置。為確保Ⅲ級過熱器的壁溫不出現(xiàn)超溫，采用順流布置，且部分使用15CrMo合金鋼管。Ⅱ、Ⅰ級過熱器均采用逆流布置。 按燃燒圖對過熱器受熱面設(shè)計的要求，以及受熱面在沾污和清潔狀態(tài)的不同，過熱器設(shè)置二級給水噴水減溫裝置，以使在燃燒圖規(guī)定的工況范圍內(nèi)，過熱汽溫達到設(shè)計值。為防止過熱器的磨損和結(jié)渣，過熱器管全部采用順列布置，煙速一般控制在5m/s左右。為保證過熱器管內(nèi)有足夠的蒸汽流速，三級過熱器均采用單管圈結(jié)構(gòu)，管子規(guī)格均為φ42×4。三級（共五組）過熱器均采用管吊管的懸吊結(jié)構(gòu)，將整個過熱器的重量，通過吊桿懸吊在頂部梁格上。1.6省煤器 省煤器布置在鍛爐尾都的煙道內(nèi)，利用煙氣的余熱加熱鍋爐的給水設(shè)備。它的作用是：提高給水溫度，降低排煙溫度，減少排煙損失，提高鍋爐熱效率。通常省煤器出口水溫每升高1cC，鍋爐罰陽溫度平均降低2于3Y3給水溫度每升高6。7宅，省煤1％。一般加裝省煤器的鍛爐可節(jié)約煤5％—10％。按水在其中被加熱的程度，省煤器可分為沸騰式和非沸騰式兩種。如省煤器出口水溫達到其出口壓力下的飽和溫度，即水加熱到沸騰狀態(tài)，并有一部分水蒸發(fā)成蒸汽，這種．省煤器稱為沸騰式省煤器。如省煤器出口水溫低于其出口壓力下的飽和溫度，這種省煤器稱為非沸騰式省煤器。沸騰式省煤器和非沸騰式省煤器在結(jié)構(gòu)上是相同的。其結(jié)構(gòu)和工作原理比較簡單，受熱面是由許多并列的蛇形鋼管組成，水的進口與出口處都裝有聯(lián)箱。蛇形管的兩端分別焊在進、出口聯(lián)箱上，聯(lián)箱布置在煙道外面。煙氣在省煤器管外流過，水在管內(nèi)流動，水流過省煤器時，吸收了煙氣的熱量，以此提高自己的溫度。省煤器的蛇形管外徑通常是25—42mm，常用的蛇形管有425刪、公32mm、少38mm和442mm四種規(guī)格。管壁厚度一般為3~5mm，管式材料用10號或20號碳鋼。蛇形管一般都呈錯列排列，其目的是增強傳熱效果，減少積灰并使結(jié)構(gòu)緊湊。在尾部煙道中，省煤器的蛇形管都是水平置放，這樣力“便停爐期間排水，減輕停爐期間的腐蝕。省煤器中的水總是自下而上流動，這就便于排除空氣，避免引起局部氧腐蝕。煙氣則是自上而下流動，這樣既有助于吹灰，還可使煙氣與水呈逆向流動，增大傳熱溫差，有利于對流傳熱。 省煤器的蛇形管在煙道中的置放，有縱向和橫向兩種方式。蛇形管的方向垂直于前后墻稱縱向置放，平行于前后墻的稱橫向置放。蛇形管在煙道中的布置方向，對省煤器管中的流速有較大的影響。煙道的尺寸和管子節(jié)距一定時，縱向置放的并列蛇形管數(shù)最多，管排的流通截面最大，故水速最低；橫向置放的并列蛇形管數(shù)最少，管排的流通截面最小，故水速最高。省煤器管中的水速要保持在一定范圍內(nèi)。水速過高，會使流動阻力過大；水速過低，會引起管內(nèi)空氣包的阻塞與管子的局部腐蝕，在沸騰式省煤器中還會產(chǎn)生汽水分層。不同形式的鍋爐，水流速度也不同。1.7減溫裝置 蒸汽鍋爐在運行中，由于多種因素的影響，會使過熱汽溫發(fā)生變化，故必須安裝汽溫調(diào)節(jié)裝置，以保證汽溫在規(guī)定的范圍內(nèi)。 調(diào)節(jié)過熱的汽溫，可從蒸汽側(cè)和煙氣側(cè)兩方面著手。從蒸汽側(cè)調(diào)節(jié)時，可采用減溫器從煙氣側(cè)調(diào)節(jié)時，可采用擺動式噴燃器等。 表面式減溫器是利用冷卻水吸收過熱蒸汽熱量的熱交換器。它由進水聯(lián)箱、U形冷卻管、減溫器簡體、出水聯(lián)箱、蒸汽進口管、蒸汽出口管和空氣門等組成。冷卻水從進水聯(lián)箱引人，在U形管內(nèi)流過，從出水聯(lián)箱流出。蒸汽從進口管進入簡體，橫向通過U形管外的空間，將熱量傳給冷卻水，由出口管流出離開減溫器。改變冷卻水量，即可調(diào)節(jié)蒸汽的溫度。 表面式減溫器通常用鍋爐的給水作為冷卻水。它在給水系統(tǒng)中與省煤器的連接，可用并聯(lián)或串聯(lián)的方式，使用中用串聯(lián)連接的方式較多。 表面減溫器的冷卻水與蒸汽之間有金屬管壁相隔離，水中雜質(zhì)不會混入蒸汽，故對冷卻水的質(zhì)量要求不高。但這種減溫器的體積較大，結(jié)構(gòu)復雜，調(diào)節(jié)不靈敏，調(diào)節(jié)范圍小，一般為40。50Y。同時蒸汽被冷卻后生成的凝結(jié)水不易均勻分配至各過熱器中，會使過熱器因蒸汽流量不均勻而產(chǎn)生熱偏差。噴水式減溫器的工作原理 噴水式減溫器又稱混合式減溫器，其工作原理是：將冷卻水直接噴人過熱蒸汽中，冷卻水吸收蒸汽的熱量而蒸發(fā)，蒸汽因熱量減少而降低溫度。調(diào)節(jié)噴人的冷卻水量，即可達到調(diào)節(jié)蒸汽溫度的目的。噴水式減溫器的減溫效果與汽水混合的均勻性有關(guān)，噴出的水與蒸汽混合越均勻，減溫效果越好。為達到良好的汽水混合效果，噴水的霧化質(zhì)量要高，噴水點后的管道要有足夠的長度，一般要求5。8nJs。 噴水式減溫器中的冷卻水是直接與蒸汽混合，因此要求水質(zhì)較高，一般都采用給水作噴水減溫器的冷卻水。 減溫器一般安裝在過熱器系統(tǒng)的中間部位，這樣，蒸汽進入減溫器前只經(jīng)過初步過熱，汽溫不太高。因此，減溫器前的過熱器受熱面超溫的可能性小，而減溫器后的過熱器受熱面雖是高溫段，但卻能得到有效的保護，故減溫器安裝在過熱器中間，既能保護過熱器，又能保證一定的汽溫調(diào)節(jié)的靈敏性。噴水減溫器按結(jié)構(gòu)形式有噴管式和噴頭式兩種。噴管式減溫器，主要由減溫器聯(lián)箱、文丘里噴管、隔板和保護套管等組成。隔板在聯(lián)箱中間，把聯(lián)箱分成前后兩段，前段接蒸汽引入管，后段接蒸汽引出管。文丘里縮放噴管裝在前段聯(lián)箱中，噴管的喉部沿圓周方向均勻地開有許多少3mm的噴水小孔。蒸汽引入聯(lián)箱后，流至端部進入噴管，在噴管喉部與噴入的水接觸混合，利用高速氣流將水霧化成霧狀微細水滴并加熱蒸發(fā)，而蒸汽本身的溫度則降低。減溫后的蒸汽由蒸汽引出管引出。保護套管與噴管相連接裝在聯(lián)箱中，用以避免低溫水與高溫聯(lián)箱壁接觸引起局部熱應力。噴頭式減溫器噴頭式減溫器，主要由噴頭、保護套管、支撐環(huán)和減溫器外殼(又稱聯(lián)箱)等組成。噴頭裝在聯(lián)箱中，水從噴頭上幾個令3mm的小孔噴出。與管式相同，由于保護套管的隔離作用，噴出的水不會與聯(lián)箱壁直接接觸。蒸汽從聯(lián)箱的右面引入，減溫后從聯(lián)箱的左面引出。這種噴水減溫器的原理是：利用高速水流通過噴孔霧化后與蒸汽混合，使溫度降低。這種減溫器結(jié)構(gòu)較簡單，運行可靠，故應用較廣。2自然水循環(huán)原理2.1自然水循環(huán)原理鍋爐能不斷產(chǎn)生蒸汽，一是由于爐內(nèi)不斷加熱所致，二是由于有蒸汽設(shè)備因而構(gòu)成鍋爐的汽水循環(huán)。鍋爐的本體是由汽包、下降管、水冷壁管、聯(lián)箱和省煤器等受壓部件組成的封閉回路。鍋爐中的水或汽水混合物，在這個回路中按一定的路線不斷地流動，流動的路線構(gòu)成了周而復始的回路，這個回路稱為循環(huán)回路。鍋爐中的水在循環(huán)回路中流動，形成了鍋爐水循環(huán)。鍋爐因結(jié)構(gòu)不同，循環(huán)回路的數(shù)量也不相等。鍋爐水循環(huán)分強制循環(huán)與自然循環(huán)兩類。在同一循環(huán)回路中，當各根上升管的熱負荷不均衡時，由于同一回路有共同的下降管，壓差相同，故受熱強的管子中蒸汽含量多，其重位壓頭減少，流速增加，一般情況下循環(huán)流速也相應增加。相反，受熱弱的管子循環(huán)流速下降。這種受熱強流速增加、受熱弱流速降低的特性，稱為自然循環(huán)的自補償特性。這個特性有利于保障自然鍋爐的安全。2.2自然循環(huán) 在冷態(tài)時，下降管和上升管中的水溫度相同，管中的水則不流動。在熱態(tài)時，上升管受熱逐漸產(chǎn)生蒸汽，而下降管不受熱，管中仍是水，由于蒸汽的密度小于水的密度，故上升管中汽水混合物的平均密度小于下降管中水的密度，這個密度差使上升管中的汽水泥合物向上流動，下降管中的水向下流動，形成水的循環(huán)，這就是自然循環(huán)的基本原理。由此原理可知，自然循環(huán)是靠汽水密度差進行的。一般蒸汽鍋爐的水循環(huán)即為自然循環(huán)。循環(huán)流速和循環(huán)倍率是表示自然循環(huán)鍋爐可靠性的重要參數(shù)。循環(huán)流速自然循環(huán)回路中各處工質(zhì)的流速不一樣，通常規(guī)定，上升管入口處的水流速度稱為循環(huán)流速，單位是m／s。一般而言，循環(huán)流速大，管內(nèi)工質(zhì)從管壁帶走的熱量多，管壁的冷卻條件較好，管子不會超溫。循環(huán)流速過于小時，管壁得不到較好的冷卻，容易造成管子金屬過熱而燒壞。故在水循環(huán)回路中，必須保持足夠的循環(huán)流速，才能保證循環(huán)回路安全可靠工作。循環(huán)倍率循環(huán)倍率也是表示自然循環(huán)可靠性的一個重要參數(shù)。自然循環(huán)鍋爐的循環(huán)回路中，從下降管進入上升管的水流量總是大于在上升管中所產(chǎn)生的蒸汽量。即進入上升管的水，在流過上升管時沒有全部變成蒸汽，只是一部分變成蒸汽，其余的水回到汽包后再次參加循環(huán)。循環(huán)回路中的水流量與回路中產(chǎn)生的蒸汽量之比，稱為循環(huán)倍率。循環(huán)倍率說明1t水在循環(huán)回路中必須循環(huán)多少次才能全部變成蒸汽。循環(huán)倍率的意義是：每產(chǎn)生1t蒸汽，必須多少循環(huán)水量在回路中流動，或者說在上升管出口獲得1，蒸汽，需要在上升管口送進多少噸水。循環(huán)倍率越大、上升管出口段汽水混合物中水所占的份額就越大，則水循環(huán)越安全。若循環(huán)倍率過大，則產(chǎn)生的蒸汽量少，不能滿足鍋爐蒸發(fā)量的需要，且會過分減弱循環(huán)；循環(huán)倍率過小，上升管出口段汽水泥合物中水所占的份額越小，蒸汽所占的份額則越大，會使管子的冷卻條件惡化，管壁金屬容易超溫，管內(nèi)容易積鹽，對水循環(huán)不利。上升管中汽水泥合物中蒸汽的份額，也可表明水循環(huán)的安全性。上升管中蒸汽含量的多少，可由管子出口的濕蒸汽的干度表示。干度即蒸汽質(zhì)量在汽水混合物中所占的份額。循環(huán)倍率與上升管中蒸汽的干度成倒數(shù)關(guān)系，上升管中的蒸汽量越多，循環(huán)倍數(shù)就越小。為了保證自然循環(huán)鍋爐的安全，除必須保證足夠的循環(huán)流速外，還要維持一定的循環(huán)倍率，并且循環(huán)回路中最低的循環(huán)倍率不得低于界限循環(huán)倍率。所謂界限循環(huán)倍串，即不致引起水循環(huán)失常的循環(huán)倍率的最小界限數(shù)值。管子出口干度的倒數(shù)稱為循環(huán)倍率尺，尺與z互為倒數(shù)關(guān)系。自然循環(huán)鍋爐常用循環(huán)倍率表示循環(huán)的安全性。循環(huán)倍率的意義．就在于表明每蒸發(fā)1kR的蒸汽需要的循環(huán)水量。2.4自然水循環(huán)的安全性 自然循環(huán)鍋爐中的主要故障有：（1）上升管中的工質(zhì)產(chǎn)生循環(huán)停滯；（2）循環(huán)倒流；（3）下降管中含汽；（4）汽水分層等。循環(huán)停滯在自然循環(huán)回路中，有許多根上升因受熱有強有弱，各管所產(chǎn)生的蒸汽量不一樣，使各管中汽水混合物的密度不相等，循環(huán)停滯發(fā)生在某根上升管受熱較弱，使其重位壓頭接近于回路的共同壓差。此時水在管中幾乎是不動，產(chǎn)生的少量氣包在水中緩慢浮動。通常認為，管中水的流動還沒有完全停止，而上升管的進水量與出汽旦相等時，即發(fā)生了循環(huán)停滯。發(fā)生循環(huán)停滯時，上升管中的水幾乎是不流動的，熱量的傳遞主要依靠熱傳導方式，故管子金屬的熱量不能及時被帶走，將會使管壁的冷卻情況惡化。循環(huán)倒流的發(fā)生，在某根上升管引入汽包水空間且受熱很弱，致使其重位壓頭超過回路的共同壓差時，就產(chǎn)生了循環(huán)倒流。因為倒流，所以循環(huán)流速為負值，流動與管屏中的其他管子相反。 (1)保護爐膛火焰中心位置的正確和穩(wěn)定。 (2)防止運行中汽壓突變。 (3)防止水冷壁受熱面結(jié)檀或及時清除焦渣。 (4)避免鍋爐長期低負荷運行，因為長期低負荷運行循環(huán)水流速很低，不安全。 (5)水冷壁下聯(lián)箱定期排污時間不能過長，排污量不能過大，否則會使下聯(lián)箱不能充分供給個別上升管的循環(huán)水量。2.5下降管含汽對水循環(huán)的影響 當下降管中含蒸汽時，因蒸汽密度較小，有向上流動的趨勢，故增加下降管的阻力。由于下降管與上升管中工質(zhì)的密度差減小，而使循環(huán)回路的運動壓頭降低，以致循環(huán)流速降低，可能導致個別含汽量小的上升管產(chǎn)生循環(huán)停滯?？梢姡陆倒苤泻麜茐恼５乃h(huán)。 下降管中的蒸汽包隨水向下流動時，因壓力逐漸升高會逐漸凝結(jié)。若在進