汽包

汽包

氣壓的變化
汽包的概念是指氣壓通過水循環導緻氣壓下降或上升,也可以理解為汽包是氣體和水分融合後形成的氣壓變化,極限壓力中的空氣與水分子會引起氣體的壓力上升,導緻高壓達到一定數值後産生的壓力集分子。工業中汽包罐是能夠承受汽包産生的空氣壓力和水位壓力的一種工業設備。汽包亦稱鍋筒,是自然循環鍋爐中最重要的受壓元件,主要用于電力生産中壓高壓亞臨界鍋爐中。[1]
  • 中文名:汽包
  • 外文名:
  • 适用領域:
  • 所屬學科:
  • 别名:鍋筒
  • 含義:指氣壓通過水循環導緻氣壓
  • 作用:是工質加熱、蒸發、過熱
  • 工作流程:從水冷壁來的汽水混合物經過汽

介紹

汽包是水管鍋爐中用以進行汽水分離和蒸汽淨化,組成水循環回路并蓄存鍋水的筒形壓力容器。主要作用為接納省煤器來水,進行汽水分離和向循環回路供水,向過熱器輸送飽和蒸汽。汽包中存有一定水量,具有一定的熱量及工質的儲蓄,在工況變動時可減緩汽壓變化速度,當給水與負荷短時間不協調時起一定的緩沖作用。汽包中裝有内部裝置,以進行汽水分離、蒸汽清洗、鍋内加藥、連續排污,藉以保證蒸汽品質,見圖。

汽包是鍋爐中最笨重且價格昂貴的厚壁承壓部件。汽包不但承受很高的内壓,而且由于運行工況變化,還會由于壁溫的波動産生熱應力,因而工作條件惡劣,需進行有效的運行工況監督。

結構和材料

汽包工作條件複雜,出現事故的後果嚴重,必須嚴格控制汽包所用材料的化學成分、機械性能和焊接與加工工藝質量,并經過一系列的嚴格檢驗。銅筒由筒體和封頭構成。

(1)筒體:指汽包的圓筒部分,它的内徑和長度與循環方式、鍋爐容量、蒸汽參數及内部設備結構形式有關。汽包筒體通常在多輥筒卷闆機上卷制而成。亞臨界壓力鍋爐汽包筒壁太厚,需在巨型壓力機上壓制。

(2)封頭:亞臨界壓力鍋爐常為半球形,高壓、超高壓鍋爐常為橢球形,中壓鍋爐為較扁的橢球形,封頭上設有人孔,以便安裝和檢修内部裝置。封頭在水壓機或油壓機上壓制成型。   

工作流程

汽包工作流程如下

1、從水冷壁來的汽水混合物經過汽包上部引入管進入汽包内部,沿着汽包内壁與弧形襯闆形成的狹窄的環形通道流下,使汽水混合物以适當的流速均勻的傳熱給汽包内壁,這樣克服了鍋爐啟停時汽包上下壁溫差過大的困難,可以較快的啟動。

2、進入汽包的汽水混合物分别進入汽水旋風分離器,利用改變流動方向時的慣性進行慣性分離,這是汽水混合物的第一次分離。

3、被分離出來的蒸汽仍帶有不少水分,從分離器頂部進入波形闆分離器,它裝在旋風分離器頂部,帶有部分水滴的蒸汽在波形闆間的縫隙中流動,利用使水黏附在金屬壁面上形成水膜往下流。

4、二次分離後的蒸汽最後經過蒸汽清洗,利用水的密度差進行重力分離,這是三次分離。

5、蒸汽經過三次分離後,達到了蒸汽質量标準,再由汽包頂部飽和蒸汽管引往屏式過熱器。

水循環

1、汽包中通常是屬于汽水共存的。在一定壓力的情況下,汽包内水汽的溫度也不同(可參解水的特性表,即額定壓力下的額定飽和溫度),如果是在飽和狀态,水的溫度與汽的溫度是相同的。

2、汽包中水的循環是一種對流熱循環(除卻汽包外壁的熱輻射及煙管或外壁直接熱傳遞外),熱的水由于質量輕往上走的過程中将熱量進行交換,達到一定的熱量後,部分水轉化為氣态。

作用

汽包的作用主要有:

1、是工質加熱、蒸發、過熱三過程的連接樞紐,保證鍋爐正常的水循環;

2、内部有汽水分離裝置和連續排污裝置,保證鍋爐蒸汽品質;

3、有一定水量,具有一定蓄熱能力,緩和汽壓的變化速度;

4、汽包上有壓力表、水位計、事故放水、安全閥等設備,保證鍋爐安全運行。

工況監督

在鍋爐起停過程中,汽包上下壁及内外壁之間均有一定溫差,産生熱應力,特别是高參數鍋爐汽包壁很厚,汽包往往成為限制起動速度的主要部件,因此必須對汽包内外壁及上下壁溫差進行測量并加強監督。

(1) 上下壁溫差: 自然循環鍋爐運行和起停過程中,由于汽包内汽和水對筒壁放熱的差異,起動時上半部壁溫低于下半部,停爐時則相反,一般規定上下壁溫差應≤50℃。現代大型鍋爐有的在汽包内周設置汽側夾層,使下半部筒壁與汽水混合物接觸,上下壁溫差将大為減小。

(2)内外壁溫差:鍋爐起動過程中,汽包内工質溫度不斷升高,因而内壁溫度高于外壁,産生熱應力σθ=0.245dt/dτS,MPa,式中dt/dτ為升溫速度,℃/h;S為汽包壁厚,mm。

通常限制鍋爐的汽包内工質升溫速度為1~2℃/min。

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