October19,20241受热面之水冷壁受热面之水冷壁1.1水冷壁作用1.2水冷壁的流程(flash动画)1.3水冷壁本体(flash动画)1.4水冷壁分类(flash动画)1.5水冷壁局部结构(flash动画)1.6水冷壁的布置October19,20242水冷壁概况水冷壁概况一般敷设在炉膛四周后墙拉稀管超高压以下参数锅炉炉膛四周＝水冷壁＝蒸发受热面有些亚临界锅炉炉膛四周＝水冷壁（缩短或者遮盖）＋辐射过（再）热器直流锅炉在直流工况下水冷壁＝预热＋蒸发＋过热October19,202431.11.1水冷壁作用水冷壁作用1.吸收高温火焰的辐射传热,使水蒸发汽化；2.保护炉墙，减少融渣和高温对炉墙的破坏作用；3.将炉膛出口烟气温度冷却到要求的允许值，避免对流受热面结渣；4.强化传热，减少锅炉受热面面积，节省金属消耗量；5.悬吊炉墙。October19,20244水冷壁材料水冷壁材料45~60mm的无缝钢管或内螺纹管(高热负荷区域,防止传热恶化)亚临界：20号钢（便宜）超临界：铁素体钢：T23(HCM2S)和T24(7CrMoVTiB10-10)October19,20245水冷壁45~60mm的无缝钢管或内螺纹管，20号优质锅炉钢炉内火焰与水冷壁为辐射传热悬吊结构，向下膨胀October19,202461.21.2水冷壁类型水冷壁类型1．光管水冷壁:由不带鳍片光管组成。小型锅炉广泛应用需要炉墙密封不易October19,20247图(a)采用敷管护墙，受热时炉墙和水冷壁管一起向下膨胀。水冷壁节距较小，s/d约为1．1以下。因此炉墙表面温度低、炉墙薄。单位面积炉墙重量仅有图(b)轻型炉墙的一半。图（b)为轻型炉墙的老式结构，在现代大型锅炉中已不采用，炉墙由钢架支承。水冷壁节距大，s/d约为1．25，炉墙内表面温度高，炉墙厚。October19,2024822、膜式水冷壁、膜式水冷壁带鳍片管焊接而成密封性好漏风少吸热好不需炉墙,只需保温材料轻、易悬吊降低金属耗量蓄热少快速启停October19,20249结构参数结构参数s/d:鳍片宽减小管数，但鳍片温度增高(s/d<1.3-1.35)鳍片厚热应力大(~6mm)总流通截面积（管数）保证质量流速>1000kg/（m2.s）October19,202410膜式水冷壁的优点膜式水冷壁的优点炉膛气密性好降低金属耗量不用耐火材料，只需轻型绝热材料，减少炉墙重量。便于采用悬吊结构锅炉蓄热能力减小，炉膛升温快，缩短启动和停炉时间。October19,2024113、内螺纹管大容量锅炉水冷壁高热负荷区域应用广泛抵抗膜态沸腾、推迟传热恶化的作用October19,202412内螺纹管抵抗膜态沸腾的机理螺纹作用产生旋转内壁面扰动内壁面上产生的汽泡可以被旋转向上运动的液体及时带走水旋转力贴壁避免形成"汽膜“保证了管子内壁击上有连续的水流冷却October19,202413光管在x=0.3左右，壁温开始飞升;到x=0.6左右时，壁温达到第一个高峰点;此后壁温略有下降(由于汽水混合物的流速增大)。大约在x=0.8左右，由于出现蒸干，管壁温度再次出现飞升。内螺纹管:在x=0.8时，壁温才开始飞升。充分说明了内螺纹管具有显著的抵抗膜态沸腾、推迟传热恶化的作用。October19,2024144、销钉式水冷壁无烟煤锅炉减小换热强化着火液态排渣、旋风炉渣顺利流出方法：敷设卫燃带（销钉＋耐火材料）October19,2024151、水冷壁的回路的划分将热负荷接近的水冷壁组成一个水循环回路，减小热偏差。将水冷壁划分成多个水循环回路1.6水冷壁布置October19,20241622、水冷壁的布置、水冷壁的布置a）垂直管屏自然循环强制循环某些直流锅炉October19,202417b)b)螺旋管圈水冷壁螺旋管圈水冷壁超临界直流锅炉中经常采用优点：不受水冷壁沿横向的热负荷分布不均匀性的影响管间热偏差小质量流速大增安全可靠
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