[科普中国]-辅助循环锅炉

介绍

在循环回路的下降管与上升管之间设置循环泵用以辅助水循环并作强制流动的锅炉，又称控制循环锅炉。它包括三种类型：①从自然循环锅炉基础上发展起来的控制循环锅筒锅炉（循环倍率为2.4～3.5）。②从带汽水分离器的直流锅炉基础上发展起来的低循环倍率锅炉（循环倍率为1.2～2）。这两种类型的水循环原理相同，即依靠下降管与上升管内工质密度差以及串接在回路中的循环泵压头所提供的总推动力而建立工质循环。③高负荷下按纯直流工况运行，低负荷下投入循环泵按低循环倍率运行的复合循环锅炉。

控制循环锅筒锅炉控制循环锅筒锅炉带有锅筒并常用于亚临界压力。由于工质作强制流动，锅水循环更有保障。它与自然循环锅炉相比，可以采用直径较小的锅筒和上升管、下降管，循环回路的布置较为自由，锅炉起动速度较快，负荷调节范围增大，更适合于变压运行。又由于循环倍率较小，含汽率较高，为了减小热偏差以保证受热管的可靠冷却，在上升管的入口处须加装节流圈，以便有效控制流量。

较之自然循环锅炉，控制循环锅筒锅炉增添了循环泵，约消耗自身功率的0.3%；循环泵属转动机械，也就增加了事故率和运行费用； 运行中锅炉适应非设计工况的自补偿能力不及自然循环锅炉。此外，锅炉容量的发展，也同样受到锅筒制造与运输条件的限制。

已运行的最大容量的控制循环锅筒锅炉为2950t/h，最高工作压力为18.3 MPa。

低循环倍率锅炉低循环倍率锅炉同辅助循环锅筒锅炉一样，它也有固定的蒸发段终点，水冷壁出口均为汽水混合物，但由直径较小 （Φ800～1000 mm） 的汽水分离器替代了大直径的锅筒；另外低倍率下的循环泵能耗较低，但分离器水位调节较之锅筒水位调节复杂得多。由于立式分离器比较高（≥30 m），为了防止汽蚀，混合器至循环泵入口之间也须保持足够的高度（≥20m），所以低循环倍率锅炉通常采用塔式布置，锅炉成本较之常见的Ⅱ型锅炉约增大10%～15%。此类锅炉常用于亚临界压力 300～600 MW机组，见图1。

复合循环锅炉复合循环锅炉是在直流锅炉和控制循环锅筒锅炉基础上发展起来的，适用于亚临界和超临界压力。其特点是在省煤器与炉膛水冷壁间增设循环泵，在水冷壁出口与循环泵入口间设有再循环管。低负荷时循环泵投入，保证在低循环倍率下，工质具有足够高的质量流速；高负荷时水冷壁阻力损失增大，超过循环泵的压头时，循环泵不再起作用，改为 100%直流方式运行。

与直流锅炉比较，复合循环锅炉的主要特点为：①蒸发受热面的质量流速可按循环泵解列时的负荷选用，这样全负荷下的流动阻力显著减少。②由于有循环泵，锅炉的起动流量与最低负荷可降至10%额定值左右。这样，起动旁路系统也可简化。③水冷壁结构简单，通常采用一次上升管屏型式，不需放置中间混合联箱，可采用≥Φ32 mm的管子并且不必采用内螺纹管。④循环回路中增添了循环泵，增加能耗及事故率，调节和控制也较复杂。

亚临界压力复合循环锅炉亚临界压力复合循环锅炉按再循环负荷大小分为全负荷复合循环（即为低循环倍率）锅炉和部分负荷复合循环锅炉。其主要区别在于控制阀的装设位置与功能不同。对于前者，控制阀只起节流作用，在整个负荷范围内循环泵均投入运行，因而循环倍率大于1；而后者则在锅炉达到某一负荷 （一般为65%～80%额定值），即关闭控制阀，锅炉按纯直流方式运行。以全负荷复合循环 （即前述低循环倍率） 锅炉较为常见。

超临界压力复合循环锅炉超临界压力复合循环锅炉按循环泵与给水泵的连接位置分为串联式和并联式两种，以串联式为常见，见图2。按再循环负荷大小分，它们均属部分负荷复合循环锅炉。美国和前苏联的超临界压力复合循环锅炉均属部分负荷复合循环锅炉。它们不需再设置立式汽水分离器。

特点辅助循环锅炉主要特点：

(1) 先循环后点火，停炉后5～6h可以进入炉膛检修；

(2)循环压头大，汽包采用“内夹套”结构，使汽包上下壁温度在任何工况下都能保持 一致，缩短了启停时间，提高了变负荷速率，有利于调峰带中间负荷和两班制运行；

(3) 循环系统设计自由，可以满足最适合的燃烧要求；

(4)循环泵压差变化显示了汽包水位变化和管内洁净程度；

(5) 相对于自然循环锅炉，水循环安全性更高；

(6)循环系统质量较轻，金属耗量较少。2