第五章 蒸发受热面汇总

锅炉蒸发设备的任务是利用炉膛高温火焰的辐射热加热经省煤器预热后的给水，使水在水冷壁中汽化，从而产生一定数量和品质的饱和蒸汽，送入过热器系统继续加热。

锅炉蒸发设备主要由汽包、下降管、水冷壁、联箱及其连接管道组成。

工质在由这些蒸发设备组成的闭合回路中流动，叫做水循环。

Rankine cycleBrayton cycle在近代动力锅炉中，炉墙上均敷设了水冷壁。

¾中压锅炉的水冷壁是蒸发受热面。

¾高压和超高压锅炉的水冷壁主要是蒸发受热面，但炉膛顶部常布置辐射过热器。

¾直流锅炉中，一部分水冷壁用作加热受热面和过热受热面，但水冷壁仍然主要是蒸发受热面。

¾在超临界压力直流锅炉中，水冷壁是加热水和过热蒸汽。

因此在低于临界压力的各种动力锅炉中，蒸发受热面一般指炉膛水冷壁，传热方式主要是辐射传热。

蒸发受热面炉膛水冷壁——辐射传热 凝渣管束——对流传热 锅炉管束——对流传热12水在回路中循环流动时，下降管侧压差Y xj 等于上升管侧压差Y ssxj xj xj p hg p p Y Δ−=−=ρ12下降管侧ss ss ss p hg p p Y Δ+=−=ρ12上升管侧ss xj ss xj p p hg hg Δ+Δ=−ρρ自然循环的实质：由重位压差造成的循环推动力克服上升系统和下降系统的流动阻力，推动工质在循环回路中改变成为汽流动。

即由于水冷壁管吸热，使水的密度ρxj，并在高度为h的回路中形成了重位压水混合物的密度ρss差。

回路高度越高，且工质密度差越大，形成的循环推动力越大。

工质密度差不仅与压力有关，而且与水冷壁管吸热强度有关。

在正常循环情况下，吸热越多，密度差越大，工质循环流动速度越高；而压力越高，汽、水的密度差降低，工质循环流动速度越低。

ρF构水冷壁的三种类型：光管水冷壁销钉式水冷壁膜式水冷壁焊接的膜式水冷壁、轧制的膜式水冷壁在中小容量锅炉上用得比较广泛的是光管水冷壁。

第五章汽化与液化地球上的水循环姓名：知识点一：汽化：液态→气态1．蒸发（1）汽化有两种方式：蒸发和沸腾（2）蒸发的特点：①蒸发是一种平和的汽化现象；②在任何温度下都能发生蒸发现象，即：蒸发不受温度的限制；③蒸发是只发生在液体表面的汽化现象；（3）影响蒸发快慢的因素：①液体的温度，温度越高，蒸发得越快；②液体的表面积，液面面积越大，蒸发得越快；③液体表面的空气流速，流速越快，蒸发得越快。

（4）汽化吸热，蒸发有制冷作用。

液体蒸发时，从周围吸收热量，导致液体及其周围温度下降。

如：用电风扇对人吹风会有凉爽的感觉、夏天，狗常会伸出长长的舌头、树荫下凉爽2．沸腾前气泡在上升过程中不断变小；③水的温度到达一定值时才会沸腾；④水在沸腾后吸收热量，温度不变；④水沸腾后气泡在上升过程中不断变大；⑥水在沸腾前响声较大，沸腾后响声较小（响水不开，开水不响）；⑦水在沸腾后，若撤去酒精灯则水的沸腾停止，说明水沸腾过程中需要吸收热量。

（3）沸腾的特点及规律①沸腾是一种剧烈的汽化现象；②沸腾在液体内部和表面同时发生；③液体达到一定的温度才会沸腾，液体开始沸腾时的温度叫做该液体的沸点；④沸腾需要吸热；⑤液体沸腾时吸收热量，温度保持不变（沸腾规律）。

（4）沸腾需要的条件：①温度达到沸点；②继续吸热。

（5）沸点随气压的变化而变化：气压越高，液体沸点越高；气压越低，液体沸点越低。

1个标准大气压下，水的沸点是100℃。

海拔越高，气压越低，水的沸点越低。

所以在山顶做饭要用高压锅，以提高水的沸点。

（6）在标准大气压下，不同液体的沸点一般不同。

常利用液体的沸点不同分离物质，如：从酒中提纯出酒精（加热到78℃）。

3．蒸发与沸腾的比较 知识点二：液化：气态→液态1．常见的液化现象：雾、露的形成、烧水壶口形成的“白气”、天冷时呼出气体形成的“白气”2．使气体液化的两种方式：（1）降低温度；（2）压缩体积。

3．液化的应用：将气体液化后，容器中能储存的物质的质量更多，便于储存、使用。

第五章锅炉蒸发受热面概述•锅炉内工质状态变化过程1、水的加热：给水温度→饱和温度（压力不变）2、水的蒸发：饱和水→饱和蒸汽（温度不变）3、蒸汽过热：饱和蒸汽→额定参数下过热蒸汽•受热面类型1、省煤器2、蒸发受热面3、过热器概述概述自然循环锅炉蒸发受热面系统概述1-省煤器2-前墙水冷壁3-右墙水冷壁4-后墙水冷壁5-汽包6-供水管分配器7-左墙水冷壁8-省煤器再循环管9-后墙悬吊管10-集中下降管11-供水管12-汽水混合物引出管概述•省煤器再循环管的作用?•循环倍率1、自然循环锅炉：K=4~102、控制循环锅炉：K=2~5概述直流锅炉蒸发受热面系统1-给水泵2-省煤器3-水冷壁4-分离器5-再循环泵6-过热器概述•锅炉受热面由两大部分组成：炉膛受热面、对流受热面。

•炉膛受热面又称水冷壁，传热方式主要以辐射换热为主。

对于小型工业锅炉，还有部分锅筒表面参与换热。

•炉膛内，进入炉膛的燃料与空气混合后着火燃烧产生的高温火焰和烟气，通过辐射把热量传递给四周的水冷壁管，水在水冷壁管内受热蒸发产生饱和蒸汽。

概述•电站锅炉的对流受热面包括过热器、再热器、省煤器、空气预热器，通过烟气的对流换热（兼有辐射换热），将饱和蒸汽进一步加热为过热蒸汽或再热蒸汽。

•尾部对流受热面有两部分：¾省煤器：将给水在进入锅筒前预先加热到某一温度(通常低于饱和温度或达到饱和温度)。

¾空气预热器：空气在进入炉膛之前被加热到一定温度，以改善炉内的燃烧过程，同时降低排烟温度，提高锅炉的热效率。

一、锅筒•锅筒又称汽包，是用一定厚度的锅炉钢板焊接而成，两端焊有两个封头，形成的一个压力容器。

采用吊箍方式悬吊在炉顶大梁上，横置布置。

•长25~28m，直径1700~1800mm，厚130~200mm。

125t/h干熄焦（中日联/水钢11B50）一、锅筒•工作原理¾锅筒对于一般锅炉来说是必不可少的，它是锅炉中蒸汽与水的汇集场所。

第五章蒸发（1）第五章蒸发第一节概述蒸发：将稀溶液在沸腾状态下进行浓缩的单元操作。

1、蒸发的目的：溶液中溶剂的汽化，获得溶剂产品或不挥发溶质产品。

2、蒸发的必要条件：不断供给热能，不断排除蒸汽，溶剂易挥发。

3、蒸发分类:常压蒸发加压蒸发减压蒸发单效蒸发多效蒸发4 、加热蒸汽二次蒸汽蒸发需要不断的供给热能。

工业上采用的热源通常为水蒸气，而蒸发的物料大多是水溶液，蒸发时产生的蒸汽也是水蒸气。

为了区别，将加热的蒸汽称为加热蒸汽，而由溶液蒸发出来的蒸汽称之为二次蒸汽。

5、蒸发流程：6、蒸发过程的特点：(1)沸点升高：溶液中含有不挥发性溶质，故溶液的蒸汽压较纯溶剂的蒸汽压为低(沸点高)，当加热蒸汽温度一定，蒸发溶液的传热温差就比蒸发纯溶剂的传热温差小；且浓度越高，沸点越高，温差越小。

(2)能耗大：工业蒸发规模很大，需要耗用大量的加热蒸汽，应充分利用二次蒸汽(多效蒸发)，降低过程的能量消耗；(3)溶液的特性决定蒸发器的结构特性：易结垢或析出结晶的溶液，设计上应设法防止或减少垢层的生成，使加热面易于清洗。

对热敏性、高粘度或强腐蚀性的物料，应设计或选择适当结构的蒸发器。

真空蒸发：减压（真空）下蒸发。

目的：降低溶液沸点。

优点：真空下溶液的沸点低，加热蒸汽与沸腾液体间温差大，减小蒸发器的传热面积；利用低压蒸汽或废气作热源；适于热敏性物料；沸点低，蒸发器热损失小。

缺点：耗能大；低压沸点低，粘度大，给热系数减小。

单效蒸发：1kg水/1kg多生蒸汽多效蒸发：加热蒸汽通入蒸发器，液体受热沸腾产生的蒸汽作为二次蒸汽加以利用引入下一级蒸发器，多个蒸发器依次连接形成多效蒸发。

意义:提高蒸汽的利用率（或经济程度）。

蒸发同样数量的水W，多效时蒸汽量D远小于单效时。

213W,T,HFx0t0h0c0蒸发室加热室D,Ts,HsL,x,t,c,hD,Ts,hs第二节单效蒸发一、单效蒸发的计算1、水分蒸发量W的计算总物料衡算：F=D＋W溶质不变：水分蒸发量：完成液浓度：W,T,HFx0t0h0c0蒸发室加热室D,Ts,HsL,x,t,c,hD,Ts,hs2、加热蒸汽消耗量D的计算若为沸点进料(t=t0)，忽略热损失：D/W—单位蒸汽消耗量，表示蒸汽利用的经济程度。