蒸发受热面

受热面蒸发率受热面蒸发率是指在一定条件下，受热面上液体蒸发的速率。

液体蒸发是指液体表面的分子以气体形式逸出的过程，液体分子在表面获得足够的能量后，会克服表面张力，从液体中脱离，形成气体分子。

蒸发过程中，液体分子会不断从液体表面逸出，而被蒸发的液体分子会不断地从液体内部补充上来，因此蒸发是一个动态平衡的过程。

受热面蒸发率受到多种因素的影响，其中最主要的因素是温度和液体性质。

温度的提高会导致分子动能的增加，使液体分子更容易获得足够的能量逸出液体表面，从而增加蒸发率。

液体性质的不同也会影响蒸发率，例如，挥发性较大的液体蒸发率较高，而挥发性较小的液体蒸发率较低。

受热面的面积和形状也会对蒸发率产生影响。

受热面积越大，液体分子从液体内部进入受热面的速率就越快，从而增加蒸发率。

受热面的形状也会影响蒸发率，例如，凹凸不平的受热面会增加液体分子从液体内部进入受热面的路径长度，从而降低蒸发率。

环境条件也会对受热面蒸发率产生影响。

环境中的湿度越大，蒸发率就越低。

因为湿度越大，环境中的水分子浓度越高，液体表面的水分子就越容易吸附到液体表面，从而降低蒸发速率。

在实际应用中，受热面蒸发率的准确测量对于研究和工程设计具有重要意义。

例如，在食品加工过程中，蒸发率的测量可以用于确定食品的干燥时间和烘干效果。

在能源领域，蒸发率的测量可以用于优化太阳能集热器的设计和改进热交换器的效率。

受热面蒸发率是一个与温度、液体性质、受热面积和形状、环境条件等因素相关的物理量。

了解和控制受热面蒸发率对于许多领域的研究和应用具有重要意义。

通过合理调节温度、液体性质和环境条件，可以有效地提高受热面蒸发率，实现更高效的热传递和能量利用。

锅炉各受热面的结构及布置形式一、省煤器省煤器在锅炉中的主要作用是：①吸收低温烟气的热负以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。

②由于给水在进入蒸发受热而之前先在省煤器内加热，这样就减少了水在蒸发受热面内的吸热量，因此可用省煤器替代部分造价较高的蒸发受热面。

也就是以管径较小、管壁较薄、传热温差较大、价格较低的省煤器来代替部分造价较高的蒸发受热面。

③提高了进入汽包的给水温度，减少于给水与汽包壁之间的温差，从而使汽包热应力降低。

基于这些原因，省煤器已成为现代锅炉必不可少的部件。

按照省煤器出口工质的状态省煤器可分为沸腾式和非沸腾式两种。

如出口水温低于饱和温度，叫做非沸腾式省煤器，如果水被加热到饱和温度并产生部分蒸汽，就叫做沸腾式省煤器。

省煤器按所用材质又可分为铸铁式和钢管式，铸铁式耐磨损和耐腐蚀但不能承受高压。

钢管省煤器应用于大型锅炉，它是由许多并列（平行)的管径为28～42mm 的蛇形管组成。

蛇形管可以顺列也可错列。

为使省煤器受热面结构紧凑，一般总是力求减小管间节距。

管子多数为错列布置。

错列布置省煤器的结构如图6—3所示。

蛇形管的两端分别与进口联箱和出口联箱相连，联箱一般布置在烟道外。

省煤器的管子固定在支架上，支架支承在横梁上而横粱则与锅炉钢架相连接。

省煤器管子一般为光管，为了强化烟气侧热交换和使省煤器结构更紧凑可采用鳍片管、肋片管和膜式受热面，它们的结构如图6—4所示。

焊接鳍片管省煤器所占据的空间比光管式大约少20％～25％，轧制鳍片管省煤器可使外形尺寸减少40％一50％。

鳍片管和膜式省煤器还能减轻磨损。

这主要是因为它比光管省煤器占有空间小，因此在烟道截面不变的情况下，可采用较大的横向节距。

从而使烟气流通截面增大，烟气流速下降磨损减轻。

肋片式省煤器主要特点是热交换面积明显增大，这对缩小省煤器的体积、减少材料消耗很有意义。

主要缺点是积灰比较严重。

省煤器蛇形管通常均取水平放置，以利于停炉时排水。

而且尽可能保持管内的水自下而上流动以利于强制流动的水动力特性和便于排除水被加热后所释放的空气，避免引起管内空气停滞产生内壁局部的氧腐蚀。

一．名词解释1.自然循环锅炉：蒸发受热面内的工质，依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物之间的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。

2.直流锅炉：给水靠给水泵的压头，一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉。

3.强制循环锅炉：蒸发受热面内的工质，除了依靠水与汽水混合物的密度差以外，主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。

4.控制循环锅炉：在水冷壁上升管的入口处加装了节流圈的强制循环锅炉。

5.层燃炉：燃料在锅炉中的三种燃烧方式为层状燃烧、沸腾式燃烧、悬浮式燃烧。

层状燃烧就是将燃料置于固定或移动的炉排上，形成均匀的、有一定厚度的燃料层，空气从炉排底部通入，通过燃料层进行燃烧反应，采用层状燃烧的锅炉叫层燃炉。

6.流化床锅炉：流化床燃烧方式就是燃料颗粒在大于临界风速（由固定床转化为流化床的风速）的空气流速作用下，在流化床上呈流化状态的燃烧方式。

采用流化床燃烧方式的锅炉称为流化床锅炉。

7.煤粉炉：将煤磨制成煤粉，然后送入锅炉炉膛中燃烧，这种锅炉便是煤粉炉。

8.锅炉效率：锅炉效率是指锅炉有效利用热与单位时间内所消耗燃料的输入热量的百分比。

9.锅炉净效率：指扣除了锅炉机组运行时的自用能耗（热耗和电耗）以后的锅炉效率。

10.余热锅炉：指利用各种工业过程中的废气、废料或废液中的余热及其可燃物质燃烧后产生的热量把水加热到一定工质的锅炉。

11.火管锅炉：火管锅炉就是燃料燃烧后产生的烟气在火筒或烟管中流过，对火筒或烟管外水、汽或汽水混合物加热。

火管锅炉又称锅壳式锅炉。

12.水管锅炉：所谓水管锅炉就是水、汽或汽水混合物在管内流动，而火焰或烟气在管外燃烧和流动的锅炉。

13.温室气体：温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。

它们的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气。

14.省煤器：是为了是给水在进入汽包先在尾部烟道吸收烟气热量，以降低排烟温度，提高锅炉效率，节约燃煤量，所以称为省煤器。

火电站锅炉工作原理与基本构成知识问答题库31、蒸汽机械式雾化器是如何工作的?有何特点?蒸汽机械式雾化器,也称Y型喷嘴,蒸汽从内管分流至喷嘴端部的汽孔,油经外管分流至喷嘴端部的油孔。

油与汽在混合孔中相遇,在相互撞击、加热膨胀、加速等作用下,油与汽充分混合,并使油初步破碎。

由喷孔喷出后形成的环锥形油膜,由于气流的冲撞及在炉内受热后的再次膨胀,将油膜破碎成微细油滴。

这种雾化器使用的油压一般为0.7—2.0MPa,汽压在1MPa左右,耗汽量仅有(0.01—0.03)kg/kg(油)。

比机械式雾化器的耗电量小,比单纯蒸汽式的耗汽量小。

油量调节可以是固定汽压改变油,也可以同时改变油压与汽压(等压差法)。

它的优点是,负荷调节范围大{1:(7—10)};雾化质量较好,且不受负荷变化的影响;单只喷嘴出力大(可达10t/h)。

2、油燃烧器稳焰器的作用是什么?一般油燃烧器出口中心安装带有叶片的导向叶轮或带有槽孔的扩流锥,称为稳焰器或稳燃器,也称一次风叶轮。

根据燃油的燃烧特点,油雾在着火前要有一部分空气与之混合,这部分空气称根部风。

根部风的作用是防止油燃烧初期因缺氧而出现炭黑。

安装稳焰器后,由于叶轮的导流作用,使空气有一定的扩散角,与油雾达到逐步混合。

这既为油雾提供了根部风,但又避免一次风直接吹至根部,即避免一次风穿过油雾进入中心区,不使热烟气回流区缩小并推远,减小了对油雾着火的影响。

故装设稳燃器后,对油雾的稳定着火和完全燃烧,都是有积极意义的。

3、油喷嘴为什么要进行吹扫和定期清洗?燃油喷嘴在投入运行前和退出运行后,都要进行蒸汽吹扫。

投运前的吹扫是要吹掉喷嘴通道中的杂质及油焦;停用后的吹扫是要吹掉通道中的残油及杂质。

这些都是维持通道畅通,保证雾化质量的重要措施。

油喷嘴运行一段时间后,要拆下来进行清洗,以清除通道中的杂质、油焦和更换损坏了的零件。

这也是改善雾化质量、提高燃烧效率的有效措施。

清洗油喷嘴时,要认真清洗雾化片和旋流片,使油孔、切向槽、旋流室畅通,无杂物。

一.自然水循环的工作原理自然水循环的蒸发系统由汽包、下降管、分配水管、下联箱、上升管、上联箱、汽水引出管和汽水分离器组成。

自然水循环回路中的下降管布置在炉外不受热，而回路中的上升管为受热管，两种管的上下端分别与汽包和下联箱相连，共同构成密闭回路，称为水循环回路。

锅炉汽包具有较大容积，上半部为蒸汽空间，下半部为水容积，两者间的分界面称为蒸发面，整个回路的水统称为锅炉水，锅炉水在水循环回路中循环流动的现象称为水循环。

蒸发系统的工作流程：从省煤器来的给水先进入汽包，经下降管、下联箱送入水冷壁，水在水冷壁内吸收热量，部分蒸发并形成汽水混合物，进入上联箱汇合后，经汽水引出管引入汽包，并经其内的汽水分离器进行汽水分离，分离出的饱和蒸气由蒸汽引出管引到过热器，分离出的水与省煤器来的给水混合后流进下降管，完成一个循环。

在水循环回路中，下降管的工质是饱和水或为欠热水，饱和水或欠热水在上升管中受热并产生部分饱和蒸汽。

由于下降管中水的密度大于水冷壁中汽水混合物的密度，因此在下联箱两侧产生压力差，此压力差将推动上升管中的汽水混合物向上流动，在下降管中向下流动，形成自然水循环。

回路中的循环推动力称为运动压头，由于工质流经上升管时为逐渐受热，沿上升管长度方向各处的含汽率（含汽率即为汽水混合物的干度）是变化的，因此上升管中汽水混合物密度不同。

二.蒸发受热面蒸发受热面是指水在其中吸热幷汽化的受热面，锅炉炉膛四周炉墙上铺设的受热面称为水冷壁。

在有些锅炉中为了增加蒸发受热面在炉膛中安装的翼型墙或分割屏也属于水冷壁。

水冷壁的作用：水冷壁是锅炉蒸发设备中唯一的受热面，它布置在炉膛内壁四周或部分布置在炉膛中间。

其主要作用有:⑴吸收炉膛辐射热量，使水部分蒸发成饱和蒸汽;⑵保护炉墙，简化炉墙结构，在炉墙向火表面铺设水冷壁，使炉墙温度大大降低，不会被烧坏，同时还防止了炉墙结渣；⑶节省金属，降低炉墙造价。

水冷壁是以辐射传热为主的受热面，辐射传热比对流传热强烈的多，故吸收相同的热量可节省金属的用量。

1.根据蒸发受热面内工质的流动方式的不同，锅炉分为哪几种？（1）自然循环锅炉蒸发受热面内的工质，依靠下降管中的水与上升管中的汽水混合物的密度差所产生的压力差进行循环的锅炉。

（2）强制循环锅炉蒸发受热面内的工质除了依靠水与汽水混合物的密度差以外，主要依靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。

（3）直流锅炉给水靠给水泵的压头，一次通过锅炉各受热面产生蒸汽的锅炉，成直流锅炉。

无汽包（4）复合循环锅炉复合循环锅炉是由直流锅炉和强制循环锅炉综合发展起来的，它是依靠锅水循环泵的压头将蒸发受热面出口的部分或全部工质进行再循环的锅炉。

2.按燃烧方式的不同，锅炉分为哪几种？根据炉内燃烧过程的气体动力学原理，锅炉有四种不同的燃烧方式，对应于四种不同的锅炉（1）火床燃烧方式和火床炉固体燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的方式称为火床燃烧方式，用火床燃烧方式组织燃烧的锅炉称为火床炉。

（2）火室燃烧方式和室燃炉燃料以粉状、雾状或气态随同空气喷入炉膛中进行燃烧的方式称为火势燃烧。

（3）旋风燃烧方式和旋风炉燃料和空气在高温的旋风筒内高速旋转，细小的燃料颗粒在旋风筒内悬浮燃烧，而较大的燃料颗粒被甩向筒壁液态渣膜上进行燃烧的方式称为旋风燃烧。

（4）流化床燃烧方式和流化床锅炉流化床燃烧方式就是燃料颗粒在大于临界风速的空气流速作用下，在流化床上呈流化状态的燃烧方式。

3.简述DG-2030/26.15/605/603-YM型锅炉的含义。

DG-东方锅炉厂2030 最大连续蒸发量26.15过热蒸汽压力605过热蒸汽温度603再热蒸汽温度YM使用燃料为烟煤4.锅炉效率、锅炉可用率、锅炉连续运行小时数、锅炉事故率的定义。

（1）锅炉效率：是指锅炉有效利用热Q1与单位时间内所消耗燃料的输入热量Qr的百分比。

（2）锅炉的可用率：是指在统计期间内，锅炉总运行小时数及总备用小时数之和，与该统计期间总小时数的百分比。

（3）锅炉连续运行小时数：是指锅炉两次被迫停炉进行检修之间的运行小时数。

锅炉蒸发受热面的结构介绍进入锅炉的工质（如给水）在锅炉中吸热汽化的受热面称为锅炉蒸发受热面。

在热水锅炉和超临界压力锅炉中不存在蒸发受热面,水冷壁用作加热工质的辐射受热面。

锅炉蒸发受热面以布置在炉膛中的吸收辐射热的水冷壁为主,称为辐射蒸发受热面.在低压锅炉中,由于水冷壁吸热不能满足全部工质汽化热的需要,因而在对流烟道中还需布置吸收对流传热量的锅炉管束,称为对流蒸发受热面。

另一种对流蒸发受热面为中、高压锅炉中的凝渣管束。

凝渣管束由炉膛后水冷壁出口烟窗处“拉稀”形成,其作用为保护炉膛出口处的对流过热器不结渣堵塞。

一、对流式过热器结构对流式过热器由一系列蛇形钢管和两个或更多的集箱构成。

蛇形管由无缝钢管弯制而成。

过热器管束常作顺列布置。

过热器管一般为光管，这种管子具有积灰少，易制造和价廉的特点，但如烟速低时，则光管的传热效果差。

为了强化烟气的传热，可采用带纵肋的鳍片管或带环状圆肋的肋片管作为过热器，这样可减小过热器的受热面和尺寸。

二、辐射式过热器结构辐射式过热器主要布置在炉膛壁面上，吸收炉膛中辐射热量加热蒸汽，所以也称墙式过热器。

如与对流式过热器一起采用，有利于改善汽温调节特性。

这种过热器金属耗量少但因炉膛热负荷高和管内蒸汽冷却性能差，应注意运行安全性。

在起动时应采用给水冷却或用其他锅炉的蒸汽冷却等方法来保证辐射式过热器管得到冷却。

辐射式过热器管的我么范围与对流过热器的相同。

三、锅炉管束与凝渣管束结构凝渣管束布置在炉膛出口处，由后墙水冷壁管拉稀成为*列的几排对流管束。

凝渣管束管子外直径与后水冷壁管管径相同。

其纵向节距和横向节距与管子外直径的比值一般为3~5。

凝渣管束用于中、低压锅炉和旧式高压锅炉。

在现代高压和超高压锅炉中常采用屏式过热器降低炉膛出口烟气温度以防止后置的密集过热器受热面管束结焦堵塞。

四、自然循环锅炉的水冷壁结构一般锅炉水冷壁回路均由不受热的下降管和作为上升管的受热水冷壁管构成。

下降管从上锅筒将炉水经集箱引入水冷壁。

脉动分析脉动是指蒸发受热面中质量流量随时间周期性变化的现象，分为全炉脉动、屏间脉动和管间脉动等３种形式，经常发生的是管问脉动。

发生管间脉动时，管屏进、出口联箱之间的压力差和总质量流量都没有变化，而各管的质量流量却在波动，并且各管进口水质量流量与出口蒸汽质量流量作相反的变化。

脉动会引起管子出口工质温度周期性变化，从而引起金属壁温波动，使管子产生疲劳破坏；脉动还使各并联管出现较大的热偏差，可能造成部分管子超温。

产生脉动的根本原因是蒸发受热面中蒸汽与水的质量体积存在差异，引发脉动的外因主要是炉内热负荷突变，特别是蒸发开始区段热负荷的突变，造成局部压力突增，从而引发脉动。

在锅炉启动过程中，由于压力低，炉内热负荷不稳定，因而脉动在该阶段最易出现。

提高工作压力，减小蒸汽与水的质量体积差，可降低脉动出现的可能性。

提高质量流量对消除脉动是十分有利的，这是由于质量流量高，可以将由于热负荷突增而产生的蒸汽很快地带走，防止因局部压力突增而引起脉动。

对螺旋管圈，在启动初期提高启动压力和建立足够的启动质量流量是消除脉动的有效措施。

提高加热区段与蒸发区段的阻力比也可防止脉动，这是由于提高加热区段阻力后，当蒸发开始区段出现局部压力突升时，对进口工质的质量流量影响较小，一般采取在加热区段进口加装节流圈或在加热区段使用小管径管子的方法来提高加热区段阻力。

另外，为防止脉动，应使各并联管的长度、直径、弯曲程度尽量相同，以减小各管质量流量和结构的差异。

直流锅炉水冷壁工作时，还可能发生水动力的动态不稳定现象，即脉动性流动现象。

其主要表现是：进入蒸发管的水流量和流出蒸发管的蒸汽流量发生周期性的波动。

直流锅炉的脉动有三种类型，即管间脉动、管屏脉动、整体直流锅炉水冷壁工作时，还可能发生水动力的动态不稳定现象，即脉动性流动现象。

其主要表现是：进入蒸发管的水流量和流出蒸发管的蒸汽流量发生周期性的波动。

直流锅炉的脉动有三种类型，即管间脉动、管屏脉动、整体脉动。