直流锅炉的特点

直流锅炉的特点1．直流锅炉的结构特点直流锅炉无汽包，工质一次通过各受热面，各受热面之间无固定的界限，随着锅炉负荷和工况的变动而变动。直流锅炉的结构特点主要表现在蒸发受热面和汽水系统上。直流锅炉的省煤器、过热器、再热器、空气预热器及燃烧器等与自然循环锅炉相似。2．直流锅炉适用于压力等级较高的锅炉3．直流锅炉可采用布置自由的小直径蒸发管4．直流锅炉的给水品质要求高5．直流锅炉的自动控制系统要求高直流锅炉无汽包且蒸发受热面管径小，金属耗量小，使得直流锅炉的蓄热能力较低。当负荷变化时，依靠自身炉水和金属蓄热或放热来减缓汽压波动的能力较低。当负荷发生变化时，直流锅炉必须同时调节给水量和燃料量，以保证物质平衡和能量平衡，才能稳定汽压和汽温。所以直流锅炉对燃料量和给水量的自动控制系统要求高。6．直流锅炉的启停速度及变负荷速度快直流锅炉由于没有汽包，在启停过程及变负荷运行过程中的升、降温速度可快些，锅炉启停时间可大大缩短，锅炉变负荷速度提高。三、直流锅炉的基本型式1．早期直流锅炉的型式直流锅炉的结构特点主要表现在蒸发受热面和汽水系统两方面上，根据蒸发受热面的结构不同，早期直流锅炉有三种基本型式，即水平围绕上升管圈式（拉姆辛）式、多次串联垂直上升管屏式（本生式）及回带管圈式（苏尔寿式）及。（1）拉姆辛式拉姆辛式直流锅炉的蒸发受热面由多根并联的水平或微倾斜管子沿炉膛周界盘旋而上构成。拉姆辛式直流锅炉在所有蒸发受热面管的进口处设有节流孔板，且此种锅炉无下降管和中间联箱，因此具有水动力较稳定、热偏差较小、金属耗量较少、疏水排气方便、适宜滑压运行等优点。但由于各水冷壁管的结构不同，难以将其预先组合，且由于水冷壁管多方向膨胀，不能采用简便的敷管炉墙，因此具有现场组装工作量大、膨胀问题不易解决、支吊困难等缺点。（2）本生式本生式直流锅炉的蒸发受热面由多组垂直布置的管屏构成，管屏又由几十根并联的上升管和两端的联箱组成，每个管屏宽1.2~2米，各管屏间用2~3根不受热的下降管连接，相互串联。本生式直流锅炉的管系简单，且较多的中间联箱可起到平衡各管因吸热不均造成的热偏差，因此具有安装组合率高、制造方便、热偏差不大等优点。但由于此种锅炉需炉外下降管，且联箱数量较多，所以其金属耗量较大。另外，此种锅炉对滑压运行的适应性较差。（3）苏尔寿式苏尔寿式直流锅炉的蒸发受热面由多行程回带管屏构成。依据回带迂回方式的不同，可分为水平回带和垂直回带，通常在单相区采用水平回带，在两相区采用垂直回带。苏尔寿式锅炉无炉外下降管，且很少采用中间混合联箱，因此具有布置方便、金属耗量较少优点。但由于锅炉两联箱间的管子很长，管子间及管屏间的热偏差很大；另外还具有制造困难、垂直升降回带不易疏水排气、水动力稳定性较差等缺点。2．现代直流锅炉的型式随着锅炉技术的发展，现代直流锅炉在型式上逐渐趋于一致。现代直流锅炉有三种主要型式：一次垂直上升管屏式（UP型）；炉膛下部多次上升、炉膛上部一次上升管屏式（FW型）；螺旋围绕上升管屏式。（1）一次垂直上升管屏式直流锅炉（通用压力锅炉）图1-6为上海锅炉厂生产的第二代300MW锅炉。该锅炉容量为1025t/h，额定压力为16.66MPa。水冷壁为一次上升型，平均质量流速为2020kg/(m2·s)。冷灰斗采用Φ22×5.5光管，下中辐射区采用Φ25×6光管、下辐射的四个切角管屏采用Φ25×7内螺纹管。各级间混合充分，两相流动在混合器及分配箱中汽液分配较均匀。图1-61025t/h亚临界压力直流锅炉1-前屏过热器；2-后屏过热器；3-高温过热器；4-第二级再热器；5-第一级过热器；6-低温再热器引出管；7-低温过热器；8-省煤器；9-调节挡板；10-空气预热器（2）螺旋式水冷壁直流锅炉此种锅炉是西德、瑞士等国为适应变压运行的需要发展起来的一种型式。水冷壁采用螺旋围绕管圈，由于管圈间吸热较均匀，在蒸汽生成途中可不设混合联箱，因此锅炉滑压运行时不存在汽水混合物分配不均问题。图1-7为265MW的苏尔寿螺旋式水冷壁直流锅炉布置图。图1-7265MW机组的苏尔寿螺旋式水冷壁直流锅炉1-空气预热器；2-大梁；3-省煤器进口联箱；4-空气及烟气挡板；5-省煤器；6-环形风道；7-第一级再热器；8-末级过热器；9-第二级再热器；10-屏式过热器；11-中间混合联箱；12-测流量管；13-螺旋式水冷壁；14-启动热交换器；15-燃烧器；16-烟气再循环风机（3）炉膛下部多次上升、上部一次上升管屏式直流锅炉（FW型）炉膛下部多次上升、上部一次上升管屏式直流锅炉是美国福斯特•蕙勒（FW）公司以本生型锅炉为基础发展起来的一种型式。该类型锅炉的蒸发受热面采用较大管径，由于炉膛下部热负荷较高，通常下部采用2~3次垂直上升管屏，使每个流程的焓增量减少，且各流程出口的充分混合可使减少管子间的热偏差；而炉膛上部热负荷低，且工质比容大，故采用一次上升管屏。炉膛上、下部间由于采用了中间混合，故不适合滑压运行。图1-8为一台600MW机组FW型燃油超临界压力直流锅炉结构简图，该锅炉炉膛受热面布置见图1-10。该炉额定蒸发量为1950t/h，过热蒸汽压力为25.5MPa，再热蒸汽压力（进口/出口）为4.7/4.6MPa，过热蒸汽温度为541℃，再热蒸汽温度为568℃，再热蒸汽流量为1600t/h，锅炉给水温度为283℃，锅炉效率为87.12%。图1-8FW型直流锅炉炉膛受热面布置图1-回路1，炉膛底部；2-回路2，炉膛下部前墙和两侧墙（前部）；3-回路3，炉膛下部两侧墙（中间）；4-回路4，炉膛下部后墙和两侧墙（后部）；5-回路5，炉膛上部四侧；6-对流烟道各侧；7-顶棚