在給水泵的壓頭作用下，給水依次經過加熱、蒸發和過熱等受熱面而生成具有一定壓力和溫度的過熱蒸汽，這種鍋爐即為直流鍋爐。直流鍋爐運行時，給水中的雜質除部分隨蒸汽帶走外，其餘都沉積在受熱面上；機組停用時，內部還會由於腐蝕而生成氧化鐵。為了清除這些污垢，點火前要用一定溫度的除氧水進行循環清洗。
基本介紹
- 中文名：直流鍋爐
- 外文名：Once-through boiler
- 時間發明：20世紀20年代初
- 套用時間：30年代
- 類型：熱能鍋爐
- 優點：製造、安裝簡單
簡介,發明,直流鍋爐工作原理,運行特點,水冷壁布置,啟動壓力影響因素,
簡介
直流鍋爐是指靠給水泵壓力，使給水順序通過省煤器、蒸發受熱面（水冷壁）、過熱器並全部變為過熱水蒸氣的鍋爐。由於給水在進入鍋爐後，水的加熱、蒸發和水蒸氣的過熱，都是在受熱面中連續進行的，不需要在加熱中途進行汽水分離。因此，它沒有自然循環鍋爐的汽包。在省煤器受熱面、蒸發受熱面和過熱器受熱面之間沒有固定的分界點，隨鍋爐負荷變動而變動。
發明
直流鍋爐在20世紀20年代初即已發明，30年代開始套用。雖然它具有一系列優點：不用汽包；壓力參數範圍寬，既可用於亞臨界壓力鍋爐，又可用於超臨界壓力鍋爐；製造方便、節省鋼材；啟、停爐快速等。但由於它對水處理和自動控制的要求高，並且，在蒸汽參數和鍋爐容量不大時其優點並不顯著，因而發展不快。直到50年代末、60年代初，由於電廠鍋爐向大容量、高參數方向發展，水處理技術和自動控制技術也有了長足的進步，直流鍋爐才獲得迅速發展。除英、法等國外，很多國家都把直流鍋爐作為大型電廠鍋爐的主要型式。80年代，世界上最大容量的直流鍋爐是美國4400噸/時超臨界壓力直流鍋爐（配1300兆瓦機組）。中國於1968年建成第一台220噸/時高壓直流鍋爐，以後又陸續製成400噸/時超高壓直流鍋爐和1000噸/時亞臨界參數中間再熱式的直流鍋爐。
直流鍋爐工作原理
由於直流鍋爐沒有汽包，所以加熱、蒸發和過熱等部分之間無固定的分界線。其工作過程如下：給水經給水泵送入鍋爐，先經過加熱區，將水加熱至飽和溫度，再經過蒸發區。將已達到飽和溫度的水蒸發成飽和蒸汽，最後經過過熱區，把飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽，最後送入汽輪機做功。
與自然循環鍋爐比較。直流鍋爐優點如下：
1、節省鋼材。直流鍋爐不需要汽包，受熱面管徑又小，承壓部件總質量輕，可節省鋼材20%～30%。
2、製造、安裝簡單。
3、啟、停爐速度快。因不存在汽包上、下壁溫差制約，一般從點火到達到額定參數時間，直流鍋爐為45min左右，自然循環鍋爐則需要4～5h；直流鍋爐停爐只需10～30min。
4、受熱面布置靈活。直流鍋爐可採用小直徑的受熱面管子；而自然循環鍋爐為了保證水循環安全，管徑不能太小。
運行特點
直流鍋爐中工質的流動無自平衡性，即吸熱量多的管子因工質的比容增加，阻力加大，反而使通過的流量減少，產生了熱偏差。因此，UP型直流鍋爐多採用中間混合器，將水冷壁管中的流體在中途引出爐外進入混合器，使各管中流體的熱焓、溫度和壓力充分混合均勻後再流回水冷壁以消除各管間的熱偏差。混合的次數、位置和方法取決於鍋爐的容量和特性。
由於運行條件對鍋爐的調峰特性要求越來越高，直流鍋爐對負荷變動的適應能力得到了重視。而具有螺旋上升管圈的直流鍋爐對爐內熱偏差的敏感性最小，管子間不存在兩相流體分配問題，也不需要在管口裝設孔板，因而具有良好的低負荷運行特性。
水冷壁布置
直流鍋爐水冷壁布置比較自由，形式很多，其基本形式有3種：水平圍繞管圈式、回帶管圈式和垂直管屏式。此外還有這 3種形式的派生型。基本形式中的前兩種又稱蘇爾策式鍋爐。它沒有中間聯箱，鋼材較省，但水動力特性較差，安裝、製造也較複雜，其原始形式已遭淘汰，派生型是蘇聯拉姆金教授的水平圍繞上升管圈式鍋爐。這種鍋爐鋼材最省，水阻力和熱偏差較小，管圈中沒有兩相流體的分配問題，但其安裝、支吊最複雜。70年代以來出現了UP一次上升式和FW兩次上升垂直管屏式，水冷壁管都採用全焊氣密膜式，這樣便於製造、安裝，簡化了爐牆結構，可採用微正壓燃燒，但只適用超大容量鍋爐。
啟動壓力影響因素
1、水動力穩定性。直流鍋爐蒸發受熱面內的水動力特性與其工作壓力有關。為改善或避免水動力不穩定性，減輕或消除管間脈動，啟動壓力不宜太低。
2、工質的膨脹量。啟動壓力的高低對工質的膨脹量有很大影響。如啟動壓力高，汽、水比體積差小，因而可使膨脹減輕；啟動壓力越低．工質膨脹量越大。
3、“分調”閥的磨損。“分調”閥前為啟動壓力，閥後為分離器壓力。若啟動壓力越高，則閥前、後的壓差越大，越易磨損。另外，啟動壓力高，還會增加給水泵的電耗和汽動給水泵的汽耗。
