輔助循環鍋爐

在循環迴路的下降管與上升管之間設置循環泵用以輔助水循環並作強制流動的鍋爐，又稱控制循環鍋爐。它包括三種類型：①從自然循環鍋爐基礎上發展起來的控制循環鍋筒鍋爐（循環倍率為2.4～3.5）。②從帶汽水分離器的直流鍋爐基礎上發展起來的低循環倍率鍋爐（循環倍率為1.2～2）。這兩種類型的水循環原理相同，即依靠下降管與上升管內工質密度差以及串接在迴路中的循環泵壓頭所提供的總推動力而建立工質循環。③高負荷下按純直流工況運行，低負荷下投入循環泵按低循環倍率運行的複合循環鍋爐。

控制循環鍋筒鍋爐帶有鍋筒並常用於亞臨界壓力。由於工質作強制流動，鍋水循環更有保障。它與自然循環鍋爐相比，可以採用直徑較小的鍋筒和上升管、下降管，循環迴路的佈置較為自由，鍋爐起動速度較快，負荷調節範圍增大，更適合於變壓運行。又由於循環倍率較小，含汽率較高，為了減小熱偏差以保證受熱管的可靠冷卻，在上升管的入口處須加裝節流圈，以便有效控制流量。

較之自然循環鍋爐，控制循環鍋筒鍋爐增添了循環泵，約消耗自身功率的0.3%；循環泵屬轉動機械，也就增加了事故率和運行費用； 運行中鍋爐適應非設計工況的自補償能力不及自然循環鍋爐。此外，鍋爐容量的發展，也同樣受到鍋筒製造與運輸條件的限制。

已運行的最大容量的控制循環鍋筒鍋爐為2950t/h，最高工作壓力為18.3 MPa。

低循環倍率鍋爐同輔助循環鍋筒鍋爐一樣，它也有固定的蒸發段終點，水冷壁出口均為汽水混合物，但由直徑較小 （Φ800～1000 mm） 的汽水分離器替代了大直徑的鍋筒；另外低倍率下的循環泵能耗較低，但分離器水位調節較之鍋筒水位調節複雜得多。由於立式分離器比較高（≥30 m），為了防止汽蝕，混合器至循環泵入口之間也須保持足夠的高度（≥20m），所以低循環倍率鍋爐通常採用塔式佈置，鍋爐成本較之常見的Ⅱ型鍋爐約增大10%～15%。此類鍋爐常用於亞臨界壓力 300～600 MW機組，見圖1。

複合循環鍋爐是在直流鍋爐和控制循環鍋筒鍋爐基礎上發展起來的，適用於亞臨界和超臨界壓力。其特點是在省煤器與爐膛水冷壁間增設循環泵，在水冷壁出口與循環泵入口間設有再循環管。低負荷時循環泵投入，保證在低循環倍率下，工質具有足夠高的質量流速；高負荷時水冷壁阻力損失增大，超過循環泵的壓頭時，循環泵不再起作用，改為 100%直流方式運行。

與直流鍋爐比較，複合循環鍋爐的主要特點為：①蒸發受熱面的質量流速可按循環泵解列時的負荷選用，這樣全負荷下的流動阻力顯著減少。②由於有循環泵，鍋爐的起動流量與最低負荷可降至10%額定值左右。這樣，起動旁路系統也可簡化。③水冷壁結構簡單，通常採用一次上升管屏型式，不需放置中間混合聯箱，可採用≥Φ32 mm的管子並且不必採用內螺紋管。④循環迴路中增添了循環泵，增加能耗及事故率，調節和控制也較複雜。

亞臨界壓力複合循環鍋爐按再循環負荷大小分為全負荷複合循環（即為低循環倍率）鍋爐和部分負荷複合循環鍋爐。其主要區別在於控制閥的裝設位置與功能不同。對於前者，控制閥只起節流作用，在整個負荷範圍內循環泵均投入運行，因而循環倍率大於1；而後者則在鍋爐達到某一負荷 （一般為65%～80%額定值），即關閉控制閥，鍋爐按純直流方式運行。以全負荷複合循環 （即前述低循環倍率） 鍋爐較為常見。

超臨界壓力複合循環鍋爐按循環泵與給水泵的連接位置分為串聯式和並聯式兩種，以串聯式為常見，見圖2。按再循環負荷大小分，它們均屬部分負荷複合循環鍋爐。美國和前蘇聯的超臨界壓力複合循環鍋爐均屬部分負荷複合循環鍋爐。它們不需再設置立式汽水分離器。

輔助循環鍋爐主要特點：

(1) 先循環後點火，停爐後5～6h可以進入爐膛檢修；

(2)循環壓頭大，汽包採用“內夾套”結構，使汽包上下壁温度在任何工況下都能保持 一致，縮短了啓停時間，提高了變負荷速率，有利於調峯帶中間負荷和兩班制運行；

(3) 循環系統設計自由，可以滿足最適合的燃燒要求；

(4)循環泵壓差變化顯示了汽包水位變化和管內潔淨程度；

(5) 相對於自然循環鍋爐，水循環安全性更高；

(6)循環系統質量較輕，金屬耗量較少。 ^[2]