汽包鍋爐與直流鍋爐結(jié)構(gòu)、運行性能特點的分析與比較

【專家解說】：">直流鍋爐的特點其實也就是相比汽包鍋爐而言的。。。應(yīng)該算是改進(jìn)型吧。。。所以直流鍋爐這里的優(yōu)點。。其實就是汽包鍋爐的缺點。。。
直流鍋爐簡介： 直流鍋爐沒有汽包，工質(zhì)一次通過蒸發(fā)部分，即循環(huán)倍率為1。直流鍋爐的另一特點是在省煤器、蒸發(fā)部分和過熱器之間沒有固定不變的分界點，水在受熱蒸發(fā)面中全部轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝毓べ|(zhì)整個行程的流動阻力均由給水泵來克服。如果在直流鍋爐的啟動回路中加入循環(huán)泵，則可以形成復(fù)合循環(huán)鍋爐。即在低負(fù)荷或者本生負(fù)荷以下運行時，由于經(jīng)過蒸發(fā)面的工質(zhì)不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝?，所以在鍋爐的汽水分離器中會有飽和水分離出來，分離出來的水經(jīng)過循環(huán)泵再輸送至省煤器的入口，這時流經(jīng)蒸發(fā)部分的工質(zhì)流量超過流出的蒸汽量，即循環(huán)倍率大于1。當(dāng)鍋爐負(fù)荷超過本生點以上或在高負(fù)荷運行時，由蒸發(fā)部分出來的是微過熱蒸汽，這時循環(huán)泵停運，鍋爐按照純直流方式工作。直流鍋爐的技術(shù)特點（1） 取消汽包，能快速啟停。與自然循環(huán)鍋爐相比，直流爐從冷態(tài)啟動到滿負(fù)荷運行，變負(fù)荷速度可提高一倍左右。（2） 適用于亞臨界和超臨界以及超超臨界壓力鍋爐。（3） 鍋爐本體金屬消耗量最少，鍋爐重量輕。一臺300MW 自然循環(huán)鍋爐的金屬重量約為5500t～7200t，相同等級的直流爐的金屬重量僅有4500t～5680t，一臺直流鍋爐大約可節(jié)省金屬2000t。加上省去了汽包的制造工藝，使鍋爐制造成本降低。（4） 水冷壁的流動阻力全部要靠給水泵來克服，這部分阻力約占全部阻力的25％～30％。所需的給水泵壓頭高，既提高了制造成本，又增加了運行耗電量。（5） 直流鍋爐啟動時約有30％額定流量的工質(zhì)經(jīng)過水冷壁并被加熱，為了回收啟動過程的工質(zhì)和熱量并保證低負(fù)荷運行時水冷壁管內(nèi)有足夠的重量流速，直流鍋爐需要設(shè)置專門的啟動系統(tǒng)，而且需要設(shè)置過熱器的高壓旁路系統(tǒng)和再熱器的低壓旁路系統(tǒng)。加上直流鍋爐的參數(shù)比較高，需要的金屬材料檔次相應(yīng)要提高，其總成本不低于自然循環(huán)鍋爐。（6） 系統(tǒng)中的汽水分離器在低負(fù)荷時起汽水分離作用并維持一定的水位，在高負(fù)荷時切換為純直流運行，汽水分離器起到一個蒸汽聯(lián)箱的作用。（7） 為了達(dá)到較高的重量流速，必須采用小管徑水冷壁。這樣，不但提高了傳熱能力而且節(jié)省了金屬，減輕了爐墻重量，同時減小了鍋爐的熱慣性。（8） 水冷壁的金屬儲熱量和工質(zhì)儲熱量最小，即熱慣性最小，使快速啟停的能力進(jìn)一步提高，適用機(jī)組調(diào)峰的要求。但熱慣性小也會帶來問題，它使水冷壁對熱偏差的敏感性增強(qiáng)。當(dāng)煤質(zhì)變化或爐內(nèi)火焰偏斜時，各管屏的熱偏差增大，由此引起各管屏出口工質(zhì)參數(shù)產(chǎn)生較大偏差，進(jìn)而導(dǎo)致工質(zhì)流動不穩(wěn)定或管子超溫。（9） 為保證足夠的冷卻能力和防止低負(fù)荷下發(fā)生水動力多值性以及脈動，水冷壁管內(nèi)工質(zhì)的重量流速在MCR 負(fù)荷時提高到2000 ㎏/（㎡*s）以上。加上管徑減小的影響，使直流鍋爐的流動阻力顯著提高。600MW 以上的直流鍋爐的流動阻力一般為5.4MPa～6.0MPa。（10）汽溫調(diào)節(jié)的主要方式是調(diào)節(jié)燃料量與給水量之比，輔助手段是噴水減溫或煙氣側(cè)調(diào)節(jié)。由于沒有固定的汽水分界面，隨著給水流量和燃料量的變化，受熱面的省煤段、蒸發(fā)段和過熱段長度發(fā)生變化，汽溫隨著發(fā)生變化，汽溫調(diào)節(jié)比較困難。（11）低負(fù)荷運行時，給水流量和壓力降低，受熱面入口的工質(zhì)欠焓增大，容易發(fā)生水動力不穩(wěn)定。由于給水流量降低，水冷壁流量分配不均勻性增大；壓力降低，汽水比容變化增大；工質(zhì)欠焓增大，會使蒸發(fā)段和省煤段的阻力比值發(fā)生變化。（12）水冷壁可靈活布置，可采用螺旋管圈或垂直管屏水冷壁。采用螺旋管圈水冷壁有利于實現(xiàn)變壓運行。（13）超臨界壓力直流鍋爐水冷壁管內(nèi)工質(zhì)溫度隨吸熱量而變，即管壁溫度隨吸熱量而變。因此，熱偏差對水冷壁管壁溫度的影響作用顯著增大。（14）變壓運行的超臨界參數(shù)直流爐，在亞臨界壓力范圍和超臨界壓力范圍內(nèi)工作時，都存在工質(zhì)的熱膨脹現(xiàn)象。并且在亞臨界壓力范圍內(nèi)可能出現(xiàn)膜態(tài)沸騰；在超臨界壓力范圍內(nèi)可能出現(xiàn)類膜態(tài)沸騰。（15）啟停速度和變負(fù)荷速度受過熱器出口集箱的熱應(yīng)力限制，但主要限制因素是汽輪機(jī)的熱應(yīng)力和脹差。（16）直流鍋爐要求的給水品質(zhì)高，要求凝結(jié)水進(jìn)行100％的除鹽處理。（17）控制系統(tǒng)復(fù)雜，調(diào)節(jié)裝置的費用較高