鍋爐水循環(huán)指水和汽水混臺(tái)物在鍋爐蒸發(fā)受熱面中的循環(huán)流動(dòng),常分為自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)兩種。依靠水和汽水混臺(tái)物的重度差維持的循環(huán)叫自然循環(huán)。依靠回路中水泵的壓頭所維持的循環(huán)叫強(qiáng)制循環(huán)。目前鍋爐一般都采用自然循環(huán)的方式。
鍋爐的水循環(huán)一般在鍋爐設(shè)計(jì)制造時(shí)已作過(guò)校正計(jì)算,因此鍋爐在正常工作情況下,水循環(huán)是沒(méi)問(wèn)題的。但在鍋爐負(fù)荷有劇烈變化或有其他原因時(shí),水循環(huán)有時(shí)會(huì)出故障,如上升管產(chǎn)生水流停滯、倒流和汽、水分層,下降管帶汽,大容量超高參數(shù)自然循環(huán)鍋爐的脈動(dòng),膜態(tài)沸騰及循環(huán)倍率過(guò)小等。
常見(jiàn)的水循環(huán)故障有:循環(huán)停滯、循環(huán)倒流及汽水分層。產(chǎn)生停滯和倒流的根本原因是同一循環(huán)回路的各根上升管受熱不均勻。受熱強(qiáng)的管子抽力大,受熱弱的管子抽力小,這樣可能使下降管供的水都被受熱強(qiáng)的管子吸去,而受熱弱的上升管就會(huì)因循環(huán)壓力不足而發(fā)生汽水“停滯”,這種現(xiàn)象就叫循環(huán)停滯。循環(huán)倒流是由于在受熱最強(qiáng)的上升管中,工質(zhì)流速很大。往往產(chǎn)生抽吸作用,使受熱最弱的上升管中的工質(zhì)朝著與正常循環(huán)回路相反的方向流動(dòng)。一旦發(fā)生循環(huán)倒流,就會(huì)在受熱最弱的上升管中形成“汽塞”。停滯和倒流都會(huì)使管壁傳熱情況大火惡化而燒環(huán)。防止產(chǎn)生停滯和倒流的措施是:改進(jìn)燃燒工況,盡可能使?fàn)t膛中火焰分布均勻;防止受熱面結(jié)渣;把受熱情況相差較大的管組分成幾個(gè)互不相關(guān)的部分,每一部分組成一個(gè)獨(dú)立的循環(huán)回路;采取其他結(jié)構(gòu)上的措施來(lái)防止受熱不均勻。例如保證足夠的下降管截面積,取消不必要的彎曲管段,減少局部阻力,避免各管間的阻力有較大的差異等等。
在水平或傾斜度很小的上升管中,當(dāng)汽水混臺(tái)物的流速很低時(shí)(上升管進(jìn)口的速度低于0。3~0.5m/s),便可能產(chǎn)生汽水分層現(xiàn)象。由于蒸汽在管子的上部流動(dòng)而水在下部流動(dòng),管子的上部就會(huì)因得不到足夠的冷卻而燒環(huán)。因此,上升管不能水平布置,必須與水平線起碼有10度~15度的傾斜角。