循環系統中各回路的流量是按循環壓頭和阻力之間的平衡來分配。總的循環流量的變化及其對出口蒸汽干度的影響將取決于循環壓頭的增加和阻力的增加孰大孰小。因此，循環系統的設計應具有低的流動阻力以保證所有回路具有“正向”流動特性，從而使循環倍率在所有運行工況下總是隨熱負荷的增加而增加，以形成系統的自穩定性。
熱負荷的增加不可避免地導致蒸發回路中蒸汽干度的增加。重要的一點是限制蒸汽的干度在一定水平而不致引起破壞核態沸騰。通過合理的布置回路和供水管以及引出管能保證足夠的質量流速和足夠低的蒸汽干度。在熱負荷較高區域采用了內螺紋管，這樣即使在最為不利的情況下，仍能保證在最大熱負荷與發生膜態沸騰(DNB)的臨界熱負荷(CHF)之間有足夠的裕量。
2、設計準則
設計成具有較大的流通截面以減小阻力。具有較高的質量流量和循環倍率，以避免循環停滯和倒流。
下爐膛水冷壁和大部分上爐膛水冷壁使用內螺紋管以避免膜態沸騰，較低熱負荷區域使用光管，臨界熱負荷和最大熱負荷的比值為1.25。
在燃燒強度最劇烈的下爐膛，采用較低的爐膛容積熱負荷90.7kW/m2，爐膛截面熱負荷2.46kW／m2，并在爐膛適當的位置敷設一定數量的衛燃帶，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒秸稈顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
3、循環系統描述
循環系統包括爐膛的水冷壁、下降管、供水管、引出管和汽包，水從汽包流到大口徑的下降管，然后通過各個供水管分配到位于爐膛前、后和側墻的下集箱再到爐膛水冷壁管。
在爐膛水冷壁中水被加熱成汽水混合物，被收集到水冷壁上集箱，通過引出管送到汽包中的分離器連通箱中，引出管沿著汽包均勻分布，保證汽水混合物均勻的進入旋風分離器中。
在旋風分離器中，蒸汽通過離心作用從汽水兩相中分離出來，蒸汽垂直向上流過位于旋風分離器頂部的百葉窗分離器，經過一次分離后再流過位于汽包上部的立式百葉窗分離器作二次分離，大量被離心作用分離出來的旋轉水流在分離器內流向下部。底部出口的形狀盡量設計成減少汽包水表面的擾動，并保證分離器的底部始終浸泡在爐水中。水位報警和停爐值的設定也滿足這一要求。引入的給水應均勻的分布在水位以下，與循環水充分混合。每根下降管設置了消旋裝置，阻止在較低的水位時蒸汽進入下降管。下降管中爐水不帶汽保證了最大水動力壓頭的存在，從而推動循環。
循環系統中不應有任何流量調節閥，因此循環流量和蒸汽干度完全取決于鍋爐的運行壓力、負荷和燃燒方式。水冷壁管和所連接管道的設計必須保證這一點，在所有的運行條件下，有足夠的循環流量以保持安全運行，避免管子蒸干和其它爆管的危險。
內螺紋管的應用保證了在高熱負荷區管子內表面始終有一層連續水膜，因此也保證了足夠的臨界熱負荷的裕量。
4、計算過程
4.1質量流量和蒸汽干度定義
循環分析計算的基本原理由下式描述
根據各管段的投影面積，有效系數、平均環帶熱負荷和爐膛水平熱負荷的分布曲線，可將循環介質總的吸熱量分配給不同平行管組的各受熱段。
通過計算機程序還能求出每一管組各區段在每一特定高度處的質量流量和入口速度以及蒸汽干度、壓力、溫度和焓值，并指明了具有最低流量的和最高蒸汽干度的管子。
4.2CHF(臨界熱負荷)裕度的評估
按上述4.1中所述的方法完成的水循環分析計算指出了最易發生膜態沸騰( DNB)的管組（即爐膛中具有最低流量的管子通過最高的熱負荷區域）。對這些管組作進一步的分析以建立在最惡劣工況下保證安全的最小裕量。
按照不同管組在不同高度的工況參數可確定臨界熱負荷的初值。CHF取決于流體的壓力、質量流速、蒸汽干度或焓，內表面條件（光管或內螺紋管）、受熱情況（側面或周界），管子傾斜度（垂直或傾斜）和管子直徑。
所采用的CHF數值是根據由原英國中央電力局CEGB（Marchwood工程實驗室）利用電加熱垂直管子受到不均勻輻射熱的試驗后所給出的熱負荷曲線所得到的，它類似于爐膛膜式壁單面受熱工況。對于光管，數據覆蓋了60 bar到205 bar絕對壓力，蒸汽干度從過冷到0.6，質量流速400到1500 kg/m2 s范圍。對內螺紋管，數據覆蓋了180bar到190 bar絕對壓力，質量流速為200到600kg/m2s，蒸汽干度從0.1到0.85和205 bar絕對壓力，質量流速400到1000 kg/m2 s，蒸汽干度為0到0.8的范圍，管子內徑50 mm，對其它內徑管則列出修正值。同樣，管子的傾斜度也可得到修正。
將不同標高下臨界熱負荷與可能產生的平均環帶熱負荷與最大局部熱負荷作比較，以決定DNB的裕度。平均環帶熱負荷是按各區最大環帶熱負荷，按設定的垂直方向的變化值繪出，而最大局部熱負荷系按水平環帶熱負荷乘上一個能反映在非正常工況，在爐膛內可能出現的瞬間影響的修正系數。
5、水循環和DNB分析結果
5.1水循環分析結果這里給出的鍋爐循環倍率定義為進入下降管的總的循環流體流量除以進入一級過熱器的蒸汽的質量流量。
5.2DNB分析結果
爐膛前墻、后墻和側墻最易于發生DNB的管子，這些管子質量流量低于平均值而通過了爐膛中最高熱負荷區域，這些管子位于爐膛前墻、后墻和側墻中心線。
6、結 論
①在所有鍋爐的運行工況下，水循環分析結果表明了系統設計可以保證可靠的循環。
②根據這個結果的水循環校核和DNB分析，對自然循環鍋爐所作的循環系統的設計，可以說是可靠成功的。
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