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汽包

气压变化

汽包的概念是指气压通过水循环导致气压下降或上升，也可以理解为汽包是气体和水分融合后形成的气压变化，极限压力中的空气与水分子会引起气体的压力上升，导致高压达到一定数值后产生的压力集分子。工业中汽包罐是能够承受汽包产生的空气压力和水位压力的一种工业设备。

介绍
汽包是水管锅炉中用以进行汽水分离和蒸汽净化，组成水循环回路并蓄存锅水的筒形压力容器。主要作用为接纳省煤器来水，进行汽水分离和向循环回路供水，向过热器输送饱和蒸汽。汽包中存有一定水量，具有一定的热量及工质的储蓄，在工况变动时可减缓汽压变化速度，当给水与负荷短时间不协调时起一定的缓冲作用。汽包中装有内部装置，以进行汽水分离、蒸汽清洗、锅内加药、连续排污，藉以保证蒸汽品质，见图。
汽包是锅炉中最笨重且价格昂贵的厚壁承压部件。汽包不但承受很高的内压，而且由于运行工况变化，还会由于壁温的波动产生热应力，因而工作条件恶劣，需进行有效的运行工况监督。
结构和材料
汽包工作条件复杂，出现事故的后果严重，必须严格控制汽包所用材料的化学成分、机械性能和焊接与加工工艺质量，并经过一系列的严格检验。铜筒由筒体和封头构成。
（1）筒体：指汽包的圆筒部分，它的内径和长度与循环方式、锅炉容量、蒸汽参数及内部设备结构形式有关。汽包筒体通常在多辊筒卷板机上卷制而成。亚临界压力锅炉汽包筒壁太厚，需在巨型压力机上压制。
（2）封头：亚临界压力锅炉常为半球形，高压、超高压锅炉常为椭球形，中压锅炉为较扁的椭球形，封头上设有人孔，以便安装和检修内部装置。封头在水压机或油压机上压制成型。
工作流程
汽包工作流程如下
1、从水冷壁来的汽水混合物经过汽包上部引入管进入汽包内部，沿着汽包内壁与弧形衬板形成的狭窄的环形通道流下，使汽水混合物以适当的流速均匀的传热给汽包内壁，这样克服了锅炉启停时汽包上下壁温差过大的困难，可以较快的启动。
2、进入汽包的汽水混合物分别进入汽水旋风分离器，利用改变流动方向时的惯性进行惯性分离，这是汽水混合物的第一次分离。
3、被分离出来的蒸汽仍带有不少水分，从分离器顶部进入波形板分离器，它装在旋风分离器顶部，带有部分水滴的蒸汽在波形板间的缝隙中流动，利用使水黏附在金属壁面上形成水膜往下流。
4、二次分离后的蒸汽最后经过蒸汽清洗，利用水的密度差进行重力分离，这是三次分离。
5、蒸汽经过三次分离后，达到了蒸汽质量标准，再由汽包顶部饱和蒸汽管引往屏式过热器。
水循环
1、汽包中通常是属于汽水共存的。在一定压力的情况下，汽包内水汽的温度也不同（可参解水的特性表，即额定压力下的额定饱和温度），如果是在饱和状态，水的温度与汽的温度是相同的。
2、汽包中水的循环是一种对流热循环（除却汽包外壁的热辐射及烟管或外壁直接热传递外），热的水由于质量轻往上走的过程中将热量进行交换，达到一定的热量后，部分水转化为气态。
作用
汽包的作用主要有：
1、是工质加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽，保证锅炉正常的水循环；
2、内部有汽水分离装置和连续排污装置，保证锅炉蒸汽品质；
3、有一定水量，具有一定蓄热能力，缓和汽压的变化速度；
4、汽包上有压力表、水位计、事故放水、安全阀等设备，保证锅炉安全运行。
工况监督
在锅炉起停过程中，汽包上下壁及内外壁之间均有一定温差，产生热应力，特别是高参数锅炉汽包壁很厚，汽包往往成为限制起动速度的主要部件，因此必须对汽包内外壁及上下壁温差进行测量并加强监督。
（1） 上下壁温差： 自然循环锅炉运行和起停过程中，由于汽包内汽和水对筒壁放热的差异，起动时上半部壁温低于下半部，停炉时则相反，一般规定上下壁温差应≤50℃。现代大型锅炉有的在汽包内周设置汽侧夹层，使下半部筒壁与汽水混合物接触，上下壁温差将大为减小。
（2）内外壁温差：锅炉起动过程中，汽包内工质温度不断升高，因而内壁温度高于外壁，产生热应力σθ=0.245dt/dτS，MPa，式中dt/dτ为升温速度，℃/h；S为汽包壁厚，mm。
通常限制锅炉的汽包内工质升温速度为1～2℃/min。
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