直流鍋爐

簡介

直流鍋爐直流鍋爐是指靠給水泵壓力，使給水順序通過省煤器、蒸發受熱面(水冷壁)、過熱器并全部變為過熱水蒸氣的鍋爐。由于給水在進入鍋爐后，水的加熱、蒸發和水蒸氣的過熱，都是在受熱面中連續進行的，不需要在加熱中途進行汽水分離。因此，它沒有自然循環鍋爐的汽包。在省煤器受熱面、蒸發受熱面和過熱器受熱面之間沒有固定的分界點，隨鍋爐負荷變動而變動。

 沒有汽包(鍋筒)，由給水泵的壓力使給水經預熱、蒸發到過熱，一次流經各級受熱面而產生額定參數和容量蒸汽的電廠鍋爐。其蒸發區的循環倍率為1。

發明

直流鍋爐在20世紀20年代初即已發明，30年代開始應用。雖然它具有一系列優點：不用汽包;壓力參數范圍寬，既可用于亞臨界壓力鍋爐，又可用于超臨界壓力鍋爐;制造方便、節省鋼材;啟、停爐快速等。但由于它對水處理和自動控制的要求高，并且，在蒸汽參數和鍋爐容量不大時其優點并不顯著，因而發展不快。直到50年代末、60年代初，由于電廠鍋爐向大容量、高參數方向發展，水處理技術和自動控制技術也有了長足的進步，直流鍋爐才獲得迅速發展。除英、法等國外，很多國家都把直流鍋爐作為大型電廠鍋爐的主要型式。80年代，世界上最大容量的直流鍋爐是美國4400噸/時超臨界壓力直流鍋爐(配1300兆瓦機組)。中國于1968年建成第一臺220噸/時高壓直流鍋爐，以后又陸續制成400噸/時超高壓直流鍋爐和1000噸/時亞臨界參數中間再熱式的直流鍋爐。

水冷壁布置

直流鍋爐水冷壁布置比較自由，形式很多,其基本形式有3種：水平圍繞管圈式、回帶管圈式和垂直管屏式。此外還有這 3種形式的派生型。基本形式中的前兩種又稱蘇爾策式鍋爐。它沒有中間聯箱，鋼材較省，但水動力特性較差，安裝、制造也較復雜，其原始形式已遭淘汰，派生型是蘇聯拉姆金教授的水平圍繞上升管圈式鍋爐。這種鍋爐鋼材最省，水阻力和熱偏差較小，管圈中沒有兩相流體的分配問題，但其安裝、支吊最復雜。70年代以來出現了UP一次上升式和FW兩次上升垂直管屏式，水冷壁管都采用全焊氣密膜式，這樣便于制造、安裝，簡化了爐墻結構，可采用微正壓燃燒，但只適用超大容量鍋爐。

運行特點

直流鍋爐由于蒸發和過熱受熱面沒有明顯的界限，故在其蒸發受熱面中有時會出現流動不穩定和脈動等問題,需要在管組入口加裝節流孔板,在進、出口聯箱間加裝呼吸聯箱等措施來改善。另外，在蒸發受熱面中會出現膜態沸騰(即受熱面上生成的汽泡因來不及脫離而連成汽膜)現象，不利于熱傳導，以致造成管壁超溫，影響鍋爐運行安全。對此，可在高熱負荷區的水冷壁中加裝擾流子或采用內螺紋管等，以推遲膜態沸騰的出現。也可采用煙氣再循環或調整燃燒器布置方式等措施以降低爐內最高熱負荷。

直流鍋爐中工質的流動無自平衡性，即吸熱量多的管子因工質的比容增加，阻力加大，反而使通過的流量減少，產生了熱偏差。因此，UP型直流鍋爐多采用中間混合器，將水冷壁管中的流體在中途引出爐外進入混合器，使各管中流體的熱焓、溫度和壓力充分混合均勻后再流回水冷壁以消除各管間的熱偏差。混合的次數、位置和方法取決于鍋爐的容量和特性。

由于運行條件對鍋爐的調峰特性要求越來越高，直流鍋爐對負荷變動的適應能力得到了重視。而具有螺旋上升管圈的直流鍋爐對爐內熱偏差的敏感性最小，管子間不存在兩相流體分配問題，也不需要在管口裝設孔板，因而具有良好的低負荷運行特性。

主要優點

它可用于一切壓力，特別是在臨界壓力及以上壓力范圍內廣泛應用。由于它沒有汽包，因此，加工制造方便，金屬消耗量小;水冷壁布置比較自由，不受水循環限制;調節反應快，負荷變化靈活;啟、停迅速;最低負荷通常低于汽包鍋爐。

局限性

但對給水品質和自動調節要求高，汽水系統阻力大，給水泵的耗電量較大。