电站锅炉“四管”爆漏是影响电厂安全经济运行的研究课题之一。据资料统计,我国火力发电机组中停运事故的50%以上发生在锅炉侧,并且这些事故中的绝大多数是由于蒸发受热面超温爆管所引起的;另外,从现场运行记录表明:在锅炉低负荷运行或启动阶段,锅炉水冷壁超温造成水冷壁管爆漏是主要矛盾。分析、解决和预防电厂事故对于电厂运行至关重要。因此,近年来,人们对锅炉水冷壁超温问题给予了很多关注,不断的深入研究和解决超温爆管问题。本文通过建立水动力计算数学模型,对自然循环锅炉水动力特性,管内换热及壁温特性进行了分析研究。 论文首先采用分段的方法对炉膛进行了热力计算,确定了炉膛热负荷的分布形式,然后在分析自然循环锅炉以及本研究对象的基础上建立了循环回路的水动力计算数学模型,并使用近似解析法对其进行求解。文中对不同负荷、不同影响因素下自然循环锅炉的水动力特性及管内参数进行了详细的计算分析,并作了安全性校核。结果表明:50%负荷以上水循环可靠,传热特性良好;40%负荷循环流速有波动,但水循环可靠;30%负荷下循环流速低,再加上流量有脉动,水循环自补偿能力不足,管内没有足够的流量冷却水冷壁管,短时间内很容易使管壁超温,若运行操作不当,易引起短期过热爆管,因此该工况不宜长期运行;20%负荷下循环流速低于极限值不宜运行。 最后,本文用数值方法对低负荷下锅炉水冷壁爆管管内换热进行计算,通过计算结果对爆管原因作了分析,在20%计算热负荷下,管壁温度为1100K,超过金属Ac₃,水冷壁短期过热,造成爆管。