随着人们的环保意识增强,角管式锅炉的应用市场逐渐增大,尤其是燃气角管式锅炉,近年倍受重视。燃气角管式蒸汽锅炉水循环可靠,结构强度高,钢材消耗少,组装方便,使其得到广泛研究和应用。但角管式蒸汽锅炉的水动力循环比一般锅炉更为复杂,其水动力系统的循环回路是相互嵌套关联,不是简单的串并联关系,因此,压差解法不能用于准确求解角管式蒸汽锅炉的水动力特性计算。本文重点研究角管式蒸汽锅炉的管道网络,基于图论分析方法,提出水动力系统的“有向图”,利用质量守恒和能量守恒定律建立描述“有向图”的数学模型,然后编写程序计算得到锅炉的水动力特性。以130t/h燃气角管式蒸汽锅炉作为研究对象,根据不同工况的数据,最终判断该角管式蒸汽锅炉的运行情况。1.不同类型锅炉的水动力系统是相似的,因此,锅炉的水动力系统都可以视为部分管道受热的供水管网系统。利用图论的知识,把锅筒、集箱等视为“节点”,各个管组视为“管段”,将锅炉的管网系统转化为“有向图”模型,并写出其相关特征矩阵。2.通过热力计算,确定锅炉各受热面的吸热量和其它热力参数。将管网水动力分析计算理论和锅炉水动力参数的计算方法结合起来。在锅炉系统“有向图”和锅炉各个受热面吸热量的基础上,利用质量守恒和能量守恒定律,分别建立节点流量方程和回路能量方程。3.锅炉系统的数学模型是由节点流量方程和回路能量方程组成的方程组,这是一组非线性方程组,只能数值计算求解。在MATLAB软件中编写程序求解这些非线性方程组,得到不同热负荷的循环流速、回路蒸发量、含汽率、管组流量、管组压降等锅炉水动力特性,然后进行循环停滞校验,确定锅炉在不同热负荷下能否正常地运行。结果表明:在100%至50%热负荷下,所研究的130t/h燃气角管式蒸汽锅炉的水动力循环可以安全可靠地运行。40%热负荷是锅炉的极限工况,此时的水动力循环已经变得不可靠。在30%热负荷以下运行,管组的循环流速和停滞校验系数都低于安全值,水动力循环已经不能提供足够水来冷却受热管道。