1直流锅炉得结构特点及其工作原理1、0 引言随着电力行业得发展,大机组、大容量、大电网得电力系统已经逐渐取戴了过去得小机组、小电网得电力生产朝流，而直流锅炉作为现代电力生产得主力设备，承载着为社会节约资源、为电力充分发挥作用得重大责任。
因此我们作为一名电厂热工人员就应该全面得去了解直流锅炉得结构特点及其工作原理，为今后得工作打下基础。
1、１直流锅炉得结构特点直流锅炉一般就是按通常称为蒸发受热面得水冷壁得结构与布置方式得不同来分类得，目前国内外直流锅炉主要分为三个类型,如图1—1所示.1) 水平围绕管图型(拉姆辛型)上海锅炉厂生产得22０t／ｈ高压直流锅炉与４０0吨／时超高压直流锅炉都属于水平围绕管圈型直流锅炉。
它得水冷壁就是内许多根平行并联得管子组成得管圈自下往上盘绕而成，为了稳定流动特性与减少各管得热偏差，在所有管子得入口处装有节流孔板。
水平围绕管圈型直流锅炉得水冷壁无下降管及小间联箱，金属消耗量少，疏水排气方便.同时，因管圈四壁围绕,且宽度较狭，能使受热不均匀性减少。
只有在锅炉容量增加较大而管圈变宽时。
才会造成沿高度方向较大得热偏差。
这种形式得直流锅炉，由于各排管子结构不同,难以将水冷壁预先组合.同时，水冷壁管多方向膨胀，因而不能应用简便得敷管式炉墙.采用框架炉墙则金属消耗量增加。
此外,为防止水平管子发生汽水分离，采用了较高得重量流速,加上管子又长，因此整体如阻力较大。
2) 垂直多次上升管屏型（本生型）这种直流锅炉得水冷壁由许多垂直管屏组成,每一管屏都有进出口联箱,各屏间用不受热得下降管联结。
垂直多次上升管屏型直流锅炉，管系简单，管屏能以组件出厂。
水冷壁采用膜式结构，可应用敷管炉墙。
水冷壁垂直向下膨胀，能采用悬吊结构.出于有较多得小间联箱，能起平衡各管因吸热不均而造成得热偏差与平衡产生管间脉动时压力峰得作用，因此这种型式得直流锅炉得水动力特性较其它型式稳定，但可能发生类似自然循环锅炉得停滞利例流现象.应引起足够得注意。
这种型式得直流锅炉需炉外下降管,联箱数量也多,所以金届消耗最大.由于各管屏在炉内所处得位置不同，辐射传热得差界引起热偏差较大.此外联箱小双相流体得均匀分配问题也较为重要.3) 多弯道垂直升降型或多弯道水平弯曲管带型（苏尔寿型）这种直流锅炉得水冷壁就是有许多根平行并列得管子组成管带围绕炉膛连续而成，一般在单相工质区就是水平管带,在双相工质区为交直管带。
这种型式得直流锅炉不用中间混合联箱与炉外下降管，金属消耗量较少。
其缺点处:因无小间联箱，使最后出口热偏差较大。
上升下降管带，流水排气不方便，特别就是间于它得交叉管子在低负荷时因流速低，可能造成蒸汽停滞现象,使管子过热烧坏。
此外，管子得受热膨胀也较复杂.目前这种型式得直流锅炉得应用并不广泛.4）本生型直流锅炉得发展随着生产实践与科学研究工作得深入发展,直流锅炉得型式还在不断地增加与变化。
目前，国内外除水平围绕管圈型电流锅炉仍在继续制造与采用外，单纯得垂直多次上升管屏型直流锅炉与多弯道垂直升降型或多弯道水平弯曲管带型直流锅炉得生产与使用已经为数不多了。
其中后者弯道升降管如N型、U型与Ⅱ型等多种型式代替。
前者发展为一次上升或两次上升管屏型式，国外常称得“ＵＦ锅炉”即通用压力锅炉，就就是指这种一次或二次上升得管屏型直流锅炉.这种锅炉结构上得主要特点就是:采用小管径膜式水冷壁垂直管屏，悬吊结构．燃烧器布置在炉膛四角或前后墙，采用烟气再循环等。
１、2 直流锅炉得工作原理直流锅炉没有汽包,整个锅炉就是由许多管子并联,并用联箱连接而成得、在给水泵压头得作用下,给水顺序一次通过加热、蒸发、过热各个受热面，即工质沿锅炉汽水管道流过，依次完成水加热、汽化与蒸汽过热全过程，最后蒸汽过热到所给定得温度,由于工质得运动就是靠给水泵得压头来推动得,所以在直流锅炉得所有受热面中工质都就是强制流动得。
在高压自然循环汽包锅炉得蒸发受热面中,循环一次大约只有1０%左右得水被汽化为蒸汽。
但在下流锅炉得蒸发受热面中,由于工质仅一次通过，因此水将一次全部(100%）蒸蒸发完毕，成为于包与蒸汽。
所以，按照循环倍率得定义,直流锅炉得循环倍率Ｋ=１,即在稳定流动时给水量应等于蒸发量。
在低度于临界压力得直流锅炉中,工质得状态与参数变化大致如图1—２所示。
由于流动阻力，沿受热管子长度工质得焓逐渐降低;由于工质不断吸热，工质得焓逐渐增大、比容在逐渐增大、温度在加热段与过热段也逐渐升高。
只有在蒸发段,工质得温度等于该处压力下得饱与温度但由于压力就是逐渐降低得,所以与温度在这个区段略有下降。
1、3直流锅炉得工作特点在直流锅炉中,由于取消了汽包且工质一次性通过各受热面,因此其工作过程具有如下特点：(1）由于没有汽包，也就就是蒸发受热面与过热器之间没有中间分离容器隔断，因此直流锅炉水得加热、蒸发与蒸汽过热得受热面并没有固定得界限。
如锅炉吸热与其她条件都不变时，若减小给水量，则只需吸收较少热量就可使水达到沸点,故开始沸腾点前移，即加热水段（省煤器）得长度缩小，蒸发段长度也会缩小、但锅炉受热管得总长度就是不变得，所以过热段得长度势必增大时，过热蒸汽温度将下降、(2）由于没有汽包，直流锅炉得水容量及相应得蓄热能力大为降低，一般约为同参数汽包锅炉得１/2～1／４、因此,当负荷发生变化时,直流锅炉压力变化速度也比较快，这就要求直流锅炉具有更灵敏得调节控制技术、(3）由于没有汽包与汽水分离装置,直流锅炉不能连续排污,给水带来入锅炉得盐类除了蒸汽带走一部分外，其余得部分都不能将沉积在锅炉得受热面中、因此，直流锅炉对给水品质得要求很高、1)直流锅炉得蒸发受热面中，工质得流动有时会出现一些如流动不稳定、脉动等问题。
这些直流锅炉所特有得流动现象牙塔直接影响到锅炉得安全运行.2)汽包锅炉中由于循环倍率高,蒸发受热面出口得蒸汽含量就是很低度得,蒸发受热面管内得换热大多属于泡状沸腾（或称核态沸腾),出现膜态沸腾传热恶化得可能性较小,因而受热面得管壁温度只略高于工质温度。
在直流锅炉得蒸发受热面中，给水从开始沸腾一直到完全蒸发，在高热负荷、高含汽率条件下，就必定出现传热恶化而处于膜态沸腾状态,这时受热面得壁温会急剧升高,甚至超温烧坏,工作不安全.因此,防止传热恶化就是直流锅炉设计与运行中必须注意得问题。
３）在直流锅炉中，蒸发受热面得进口与出口并不像汽包锅炉中那样就是汇合在一个压力下，而就是存在着压差，其数值为蒸发受热面中工质得流动压降,因此直流锅炉要有较高得给水泵压头。
在一般电厂汽包锅炉中汽水侧阻力约为1～2ＭPa,直流锅炉中则约为3～5 MPa。
4)启动时自然循环锅炉得蒸发受热面就是靠锅炉水得自然循环而得到冷却保护得。
在直流锅炉中则应有专门得系统，以便在启动时有足够得水量通过蒸发受热面,保护受热面管壁不致被烧坏。
5）在直流锅炉中蒸发受热面不构成循环，无汽水分离问题。
因此，当压力增高,汽水密度差减小，以致于超临界压力时,直流锅炉仍能可靠地工作。
对汽包锅炉来说,自然循环锅炉得压力不宜超过16ＭPa。
即使就是控制循环汽包锅炉也不应超过1９ＭPa。
１、4直流锅炉得优点与汽包锅炉相比，直流锅炉具有一系列得优缺点，其主要优点为:（1)适用于任何压力得锅炉直流锅炉原则上适用于任何压力得锅炉,但在超高压以上得锅炉更能显示出其优越性，而且在锅炉压力接近或超过临界压力(２2、1MPa）时,由于汽水密度差很小或完全无差别,则不能产生自然循环,只能采用直流锅炉。
（2)金属耗量少直流锅炉无沉重得汽包，又不采用或少用下降管,受热面全部由管每根为２5~50ＭM得管子构成，而且也可采用轻型得构架。
所以，与汽包锅炉相比,同容量同参数得直流锅炉一般可节约20%～25%得钢材。
压力愈高,节约得金属愈多。
(３)制造、安装及运输方便由于直流锅炉没有汽包,给制造、运输与安装带来了极大得方便。
如一台配600MW机组得1815ｔ/h自然循环汽包锅炉得汽包长约４0ｍ、直径1、９m 、壁厚11５mｍ，重约2３５t 。
这样大得汽包不仅制造工艺复杂,而且运输与安装都有较困难，汽包分数段出厂，到安装工地后再行焊接。
(４）热面可自由布置由于直流锅炉各受热面内工质得流动全部就是强制流动，因而蒸发受热面可以较自由布置，不必受自然循环所必须得上升管、下降管直立布置得限制，因而容易满足炉膛结构得要求。
（5）启、停速度快由于直流锅炉没有厚壁得汽包，在启动与停炉得过程中,锅炉各部分得加热与冷却都容易达到均匀，所以启动与停炉快.冷却点火约40～４5min即可供给额定温度与压力得蒸汽;停炉时间约需25min左右。
一般汽包锅炉得启动需要2～5h；停炉则需1８~24、1、5直流锅炉也存在下列缺点(1）对给水品质要求高直流锅炉无法像汽包锅炉那样进行连续排污，因此给水中得盐分不就是沉积在锅炉受热面内就就是被蒸汽带入汽轮机中，影响锅炉及汽轮机得经济与安全运行。
目前化学除盐水得品质已超过了一般凝结水得质量，保证直流锅炉所要求得给水品质已不成问题，但水处理系统得投资与运行费用仍较高。
（2）给水泵功率消耗大由于直流锅炉内得工质完全就是依靠给水泵压头得作用来流经所有受热面得,并且具有较大得质量流速，所以给水泵压头高、消耗功率大。
如SG—400/14０－555/５55型直流锅炉本体汽水阻力为3、3Mpａ，而同参数汽包锅炉本体汽水阻力为１、6Mpa,多消耗给水泵功率３１0kｗ。
(3）对自动调节及控制系统要求高因直流锅炉没有汽包，水得预热段、蒸发段与蒸汽得过热段彼此之间无一固定界限，若燃料、给水等比例失调时，锅炉就不能保证供给合格得蒸汽。
由于没有汽包，直流锅炉得储水蓄热能力较小,对外界负荷变化较敏感。
因此直流锅炉对自动调节及控制系统要求较高.。
