1、影響水循環(huán)系統(tǒng)安全性的因素
    除了與質(zhì)量流速、熱負荷等直接影響DNB裕度的這些因素有關(guān)外，還和給水質(zhì)、酸洗的及時性和下降管入口過冷度等有關(guān)。由于水處理系統(tǒng)的原因?qū)е聽t水中含氫或其它雜質(zhì)將造成和子的氫腐蝕或嚴重的結(jié)垢，甚至誘發(fā)垢下腐蝕而使水冷壁管泄漏。此外，管子內(nèi)壁的垢層也將導致傳熱系數(shù)的降低，運行的因素也不可忽視，最常見的是由于炕內(nèi)空氣動力場不良導致火焰貼壁甚至直接沖刷水冷壁造成該處過高的局部熱負荷而爆管。
2、各公司對亞臨界鍋爐水循環(huán)安全性的設(shè)計準則
    2,1CE公司：只規(guī)定設(shè)計時應根據(jù)鍋爐壓力、水冷壁最大局部熱負荷和最大口干度由曲線查取允許最小質(zhì)量流速，在此基礎(chǔ)上加適當?shù)脑Ａ孔鳛椴捎玫淖钚≠|(zhì)量流速，至于整臺鍋爐的平均質(zhì)量流速應再加1090 ~20%的裕量，由此平均質(zhì)量流速可獲得鍋爐的總循環(huán)水量和循環(huán)倍率，對采用內(nèi)螺紋管的改進型控制循環(huán)的30~60萬機組鍋爐來說，循環(huán)倍率—般為2—2,5，30萬機組鍋爐的循環(huán)倍率略大于60萬機組鍋爐。CE公司對DNB的校驗有較為完整的準則。
    2.2B&W公司：根據(jù)該公司長期的運行經(jīng)驗，認為對彩用內(nèi)螺紋管的亞臨界自然循環(huán)鍋爐的循環(huán)倍率不應低于2.8，但實際采用的最低循環(huán)倍率為3，對50一60萬機組鍋爐水冷壁的平均質(zhì)量流速為1050~1100kg/m2.s0目前對30~ 60萬機組鍋爐采用的循環(huán)倍率范圍為950—1200kg/m2.s。
    對于DNB校驗，則采用DNB比值．DNB比值=>1.25B&W公司認為，最小的DNB比值是位于熱負荷最高的上排燃燒器中心標高處。
    3、對控制循環(huán)鍋爐：為保證泵入口不產(chǎn)生汽化，應使泵入口有一定的過冷度，它為泵入口壓力下的飽和溫度與泵入口混合水溫度之差，對自然循環(huán)鍋爐：為保證下降管中不帶汽，應使下降管入口有一定的過冷度，它為鍋筒工作壓力下的飽和溫度與一降管入口混合溫度之差，富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒秸稈顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    3.1自然循環(huán)運動壓頭、下降管有效壓力與阻力之間的關(guān)系：運動壓頭與上升管系統(tǒng)的的比重差是產(chǎn)生循環(huán)的動力，它應等于下降管系統(tǒng)與上升管系統(tǒng)的阻力之和，下降管系統(tǒng)的有效壓頭，為下降管靜壓頭與其阻力之差。對控制循環(huán)來說，在運動壓頭中增加了循環(huán)泵的壓頭，而在阻力項中則增加了節(jié)流孔圈的阻力，泵壓頭和降管靜壓頭二者之和減去上升管系統(tǒng)的靜壓頭為運動壓頭，它應等于下降管系統(tǒng)和上升管系統(tǒng)阻力。經(jīng)分析與比較，60萬機組控制循環(huán)的設(shè)計數(shù)據(jù)完全符合CE公司設(shè)計導則。無論從整個水冷壁的平均數(shù)據(jù)或者DNB裕度最小的回路數(shù)據(jù)來看，其質(zhì)量流速、光管出口干度裕量和最大出品干度的數(shù)值均完全滿足CE公司對控制循環(huán)的設(shè)計三準則，即使在熱負荷最高的部位對出口裕度最小的回路或目前發(fā)生超溫爆管的側(cè)墻中回路來說，在MCR工況下的DNM干度裕呈均大于30%，其質(zhì)量流速也遠高于最小質(zhì)量流速。
4．控制循環(huán)30萬與60萬機組鍋爐水循環(huán)特性比較
    4.1最小質(zhì)量流速的裕量．60萬機組鍋爐采用lOoxo，流速為761kg/mm2.s，而用的最小質(zhì)量流速為815kg/mm2.s，雖然60萬機組水冷壁的平均質(zhì)量流速高于30萬機組鍋爐，但對于一些工作條件較惡劣的回路來說，60萬機組鍋爐水冷壁的安全裕度略低于30萬機組鍋爐。．
    4.2．最高熱負荷：在水平截面相似的位置和同樣的相對高度處，60萬機組鍋爐的最高熱負荷要比30萬機組高出20%，因此即使在質(zhì)量流速相近的情況下，60萬機組鍋爐最高熱負荷處的干度要比30萬機組鍋爐高出13%，干度裕量減少11%，這種熱負荷的差別是由于鍋爐容量翻番時，爐膛周界面積的增加遠低于容量的增加。
    4.3、循環(huán)倍率和平均出口干度：盡管60萬機組鍋爐水冷壁的平均質(zhì)量流速略高于30萬機組鍋爐，但由于30萬機組爐膛比周界長度高于60萬機組鍋爐，因此30萬機組鍋爐的循環(huán)倍率要高于60萬機組，其平均出口干度為54.3%，而60萬機組鍋爐的平均出口干度為59.7%，低的干度對水冷壁的安全性是有利的。
  4.4、控制循環(huán)與自然循環(huán)數(shù)據(jù)比較
  4.4.1、下降管總有效壓頭+是隨著負荷的降低而降低，而自然循環(huán)鍋爐隨著負荷的降低其下降管有效壓頭反而增大，其原因是滑壓運行的鍋爐在負荷降低時其使自然循環(huán)的有壓增大，而對控制循環(huán)鍋爐來說，因下降管的有效壓頭中循環(huán)泵的壓頭要占1/2左右，而泵的壓頭在低負荷運行時加單泵運行流量增大，根據(jù)泵的特性曲線反呈下降趨勢。
    4.4.2、DNB裕度：對30萬機組來說，MCR工況下兩種循環(huán)方式的鍋爐熱負荷雖基本相同，但自然循環(huán)鍋爐的循環(huán)倍率比控制循環(huán)鍋爐大，即使采用較大的管徑，無論對回路出口或熱負荷最高區(qū)段的干度來說，自然循環(huán)爐僅為控制循環(huán)爐的1/2左右，因此DNB裕度也比控制循環(huán)爐大。
    4.4.3、管徑對質(zhì)量流速的影響：根據(jù)CE、三菱、B&W公司研究，在相同的壓力和熱負荷下同，防止產(chǎn)生膜態(tài)沸騰的臨界質(zhì)量流速與管徑成正比，由于自然循環(huán)的水冷壁徑遠比控制循環(huán)大，也成為30萬機組自循環(huán)鍋爐的水冷壁質(zhì)量流速高于控制循環(huán)的原因之一，對60萬機組自然循環(huán)鍋爐來說，根據(jù)B&W公司的經(jīng)驗，水冷壁質(zhì)量流速1100kg/m2.s左右同，高于60萬機組控制循環(huán)鍋爐。
    4.4.4、30萬機組自然循環(huán)設(shè)計特點及其它優(yōu)點缺點：30萬機組自然循環(huán)爐的安全裕度大于控制循環(huán)，如引出管與上升和的截面比均接近或大于1，引入管、集中下降管與上管之間的截面比也遠比標準中的推薦值大得多，大量采用內(nèi)螺紋管以及基本按CE公司控制循環(huán)設(shè)計方法選取熱負荷和劃分回路等，導致30萬機組自然循環(huán)鍋爐的鍋筒——水冷壁系統(tǒng)的金屬總質(zhì)量比控制循環(huán)爐增加340t。
5、建議
    已投運的平圩60萬機組鍋爐，較為可行的辦法是進行爐內(nèi)空氣動力場的調(diào)整，使側(cè)墻中部不出現(xiàn)火焰貼壁：另一方面是改進水處理，控制水質(zhì)、定期酸洗以減少內(nèi)壁結(jié)垢。對新設(shè)計的60萬機組控制循環(huán)鍋爐，鑒于國內(nèi)目前的運行水平，控制循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計可采用下述措施，適當增加循環(huán)泵的容量，增加最小質(zhì)量流速的寢食工，適當提高質(zhì)量流速和循環(huán)倍率，像30萬機組鍋爐采用15—20%的最小質(zhì)量流速裕度代替原來的lO%．適當放大節(jié)流圈孔徑，增加汽水引出管的根數(shù)。
    5.1可根據(jù)用戶的要求，開發(fā)60萬機組亞臨界自然循環(huán)鍋爐以完善自然循環(huán)鍋爐系列，哈鍋目前正在進行60萬機組亞臨界自然循環(huán)鍋爐的開發(fā)工作，與30萬機組自然循環(huán)鍋爐相徑，由于容量翻番必然會導致較低的循環(huán)倍率和較高的熱負荷。循環(huán)倍率約為3.3，熱負荷峰值將增加15%～20%，因此其DNB裕度大于60萬機組控制循環(huán)鍋爐而低于30萬機組自然循環(huán)鍋爐—樣，設(shè)計時應采用一切必要的措施。


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