供热锅炉压力不高，压力小于0.8Mpa，要求循环回 路高度不低于2-3m；压力大于等于0.8Mpa，要求回路高 度为4-6m。
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2、上升管的布置
上升管或水冷壁上集箱的汽水引出管应尽可能接入锅筒水空间，且 注意与下降管入口保持距离，也可装设隔板隔离。如在锅筒蒸汽空 间接入，应尽量减低此管段最高点与水位间的距离。
w0
=
G
3600ρ ′f ss
m/s
式中 G—进入上升管的水流量，即循环水质量流量，kg/h；
ρ′—水进入上升管时的密度，近似取锅炉压力下的饱和
3
水密度，kg/m ；
2
fss—循环回路的上升管总截面积，m 。
循环流速的大小直接反映管内流动的水将管外传入的 热量和管内产生的蒸汽泡带走的能力，是判断锅炉水循环 可靠性的主要指标之一。
当上升管引入锅筒水空间时，气泡逸出水面，破裂溅起水滴； 当上升管引入锅筒汽空间时，汽水流冲击水面或气水流互相撞击 ； 锅筒水位波动激起水滴。
三、影响蒸汽带水的因素
蒸汽负荷：D大，w大，水位增加，汽空间高度降低，蒸发面负荷 蒸汽压力：P大，汽水密度差小，重力分离减弱；P小，蒸汽速度大 汽空间高度：水位=中心线-（100-200）mm 锅水含盐量：水位，蒸汽空间。汽水共腾，排污
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4、下降管带汽 如果下降管入口阻力过大，产生压降，水则可能汽
化造成下降管带汽，从而使其平均体积流量增大，阻力 增加，对水循环不利。
另一个原因：下降管管口距离锅筒水位面太近，上 方水面形成漩涡斗而将蒸汽吸入下降管。 措施： 1、下降管避免受热 2、下降管入口避免抽空 3、下降管入口处避免产生漩涡斗 4、避免把从上升管出来的气泡带进下降管
分称为循环回路的有效压头 。
Pyx = H q (ρ′ − ρq )g − ∆Pss = ∆Pxj
自然循环回路的有效压头越大，可用于克服下降管系 统阻力的压头就越大，即工质循环的流速和水量越大，水 循环越强烈和安全。
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二、几个可靠性指标：
1、循环流速—循环回路中水进入上升管时的速度
下降管不宜受热，应包扎绝热材料，减少散热损失。
下降管管径一般选用80-140mm，截面积不应小于上升管截面积的2530%。
对于自然循环热水锅炉，不宜采用集中下降管，以免水力偏差引起 水量分配不均。下降管与上升管截面比根据表6-1选取。
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4、供热锅炉对流管束的水循环分析（对流管束的布置） 供热锅炉对流管束部分，同一回路的并联上升管的吸
对于热水锅炉，水冷壁宜采用垂直上升结构，尽量采用简单的循环 回路；水冷壁与对流换热面不宜共用一个下集箱；上升管内径应不 小于44mm。采用上集箱结构时，管径应尽量取大，长度尽量短，弯 头数应少；上集箱的连接管与上升管截面比应大于0.8。
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3、下降管的布置
下降管应采用较大管径，形状力求简单，每一独立回路的下降管数 目要少，但又不宜少于两根。
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2、循环倍率
为了保证在上升管中有足够的水来冷却管壁，在每
一个循环回路中由下降管进入上升管的水流量常常远远
大于同一时间在上升管中产生的蒸汽量。两者之比，即
为循环回路的循环倍率，其倒数为上升管的含汽率。
K=G D
x= 1 = D KG
物理意义：单位质量的水在此循环回路中全部变为 蒸汽，需经循环流动的次数。循环倍率越大，干度越 小，表示上升管出口处汽水混合物中水的份额越大，冷 却条件越好，水循环越安全。
上升管和上集箱汽水引出管不宜有过多或急剧转弯的弯头，汽水引 出管内径为80-150mm，对于供热锅炉，其截面积为上升管截面积的 35%左右。
各上升管一般都不宜有水平布置的管段，上升管受热段的倾斜部分 倾角不宜小于15°。
上升管管径需根据水质、水循环可靠性、管子强度、金属耗量等多 种因素选择。水冷壁管径有推荐值。
增大循环倍率的结构措施：加大该回路的下降管总 截面积；使上升管受热长度与直径之比不宜过大。
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3、循环回路的特征曲线
表示在一定的热负荷下，有效压头Pyx、下降管系统
阻力△Pxj和流量（或相应的循环流速）之间的关系。
Pyx = H q (ρ′ − ρq )g − ∆Pss = ∆Pxj
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四、循环回路合理布置 设计原则：改善各上升管受热均匀性；提高循环回路运 动压力；降低上升管、下降管和汽水引出管阻力以及防 止汽水分层。
1、循环回路的设计布置 上升管的受热不均是造成水循环故障的基本原因。
在设计布置循环回路时，并联管子的总长度、受热管段 长度、受热负荷以及几何形状等应尽可能地相近似，应 按受热情况划分循环回路。
器、匀汽孔板
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二、汽水分离装置的分类
按照工作原理分类： 1、重力分离：汽水密度差 2、离心分离：气流旋转运动产生离心力 3、膜状分离：水粘附在金属壁面上形成水流下 4、撞击分离：气流改变方向时的惯性力
三、汽水分离装置
波形板分离器（水平式）、波形板分离器（竖立 式）、
挡板、钢丝网分离器、集气管、水下孔板、蜗壳式分离
热不均匀性一般都比较大。
布置循环回路时，要注意： （1）循环工况有变化的管子应与上锅筒的水空间相 接，并尽可能接近锅筒底部，以免倒流时带进蒸汽； （2）尽可能布置于烟温不高区域，尤其是管子的上 部宜置于烟气流程的末尾，以免在产生短时间的循环停滞 时烧损管子； （3）尽量减少这几排管子的弯头，以减少流动阻力。
4、蒸汽中杂质危害
蒸汽过热器积盐，传热恶化，过热器管壁烧坏；
管道、阀门积盐，流动阻力增加，影响水循环。
5、供热锅炉蒸汽品质指标
饱和蒸汽湿度w
有蒸汽过热器：w≦1%；
无蒸汽过热器：w≦3%；
无蒸汽过热器锅壳式锅炉：w≦5%。
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二、蒸汽带水的原因及其影响因素
1、蒸汽带水：蒸汽中含有水滴 2、蒸汽带水的原因：
循环倒流：
如果接入锅筒水空间的某根上升管受热极差，其运 动压头小于共同下降管阻力时，将会发生循环倒流现 象。
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2、自由水面（图例） 如果发生循环停滞的上升管接于锅筒的蒸汽空间，
水将停留在上升管的某一部位，水面以上全为蒸汽，形 成自由水面。
上升管或水冷壁上集箱的汽水引出管要尽可能接于 锅筒的水空间；如果必须在汽空间引入时，也应尽量使 超过最高水位的这段高度降低，以减少对水循环不利的 影响。
Байду номын сангаас
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3、汽水分层 在水平或微倾斜的上升管段，由于水、汽密度不
同，当流速低时会出现汽水分层现象。程度取决于流动 工况，是否会造成危害则要看这管段的受热情况。
发生汽水分层的可能性随着蒸汽压力的升高和蒸发 部分管子直径的增大而增加。供热锅炉压力不高，循环 流速不低于0.6-0.8m/s，就不会产生汽水分层。
固定筛、破碎机、贮煤斗、溜煤管
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上次课回顾
四、除灰渣系统设计
1、除灰系统的类型 （1）螺旋除渣机、（2）刮板式除渣机、（3）马丁除渣机、
（4）圆盘除渣机、（5）低压水力冲灰 2、除灰渣系统的选择 3、锅炉房除灰渣系统设计 （1）设计要求 *（2）锅炉房的灰渣量及储灰场面积计算
只有在Pyx和△Pxj 两者取得平衡时，即 两曲线的交点A才是水 循环的工作点。
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三、自然循环的故障 1、停滞和倒流（带上下集箱的水冷壁结构示意图）
循环停滞： 个别上升管的受热情况非常不良，则会因受热微弱
产生的有效运动压头不足以克服公共下降管的阻力，以 致可能该上升管的循环流速趋近于零，这种现象称为循 环停滞。
合物由于密度较小向上流动回到锅筒，形成水的自然循
环流动。
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H = Hs + Hq
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2、水循环的运动压头 下集箱中间界面处两侧作用力相等表达式：
Pg + (Hs + Hq )ρ′g − ∆Pxj = Pg + Hsρ′g + Hq ρq g + ∆Pss
Hq (ρ′ − ρq )g = ∆Pxj + ∆Pss
左边:下降管和上升管中工质密度差引起的压头差称 为水循环的运动压头 ，自然循环回路的推动力。
右边：循环回路的流动总阻力。
物理意义:当回路中水循环处于稳定流动时，水循环的
运动压头等于整个循环回路的流动阻力。
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3、水循环的有效压头 自然循环的运动压头扣除上升管系统阻力剩余的部
影响蒸汽带水的原因有很多，但锅水含盐量的影响是主
要的，是使蒸汽品质变化的主要根源。
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第三节 汽水分离装置
一、汽水分离装置的设计原则
1、任务：使饱和蒸汽中带有的水有效分离出来，提高蒸汽 干度，保证锅炉安全可靠运行，以满足用户的需求。