一、介質(zhì)在蒸汽鍋爐中的流動特點
對應(yīng)蒸汽鍋爐中水的預(yù)熱、汽化及蒸汽過熱三個階段，水汽介質(zhì)的流動體現(xiàn)出不同的特點：
預(yù)熱階段主要是在預(yù)熱受熱面（省煤器）中完成的，介質(zhì)的流動是單相一次性強(qiáng)制流動，即介質(zhì)全部是液態(tài)的水，介質(zhì)流經(jīng)省煤器僅一次而不回返重復(fù)。流動的動力則是鍋爐給水泵的壓頭。
過熱階段是在過熱受熱面（過熱器）中完成的，介質(zhì)的流動也是單相一次性強(qiáng)制流動，即介質(zhì)全部是蒸汽，一次性地在受熱中流經(jīng)過熱器，流動的動力則是鍋筒蒸汽壓力。
汽化階段是在蒸發(fā)受熱面（水冷壁、對流管束）中完成的，介質(zhì)的流動是雙相循環(huán)流動，所謂雙相指介質(zhì)是汽水混合物，水在循環(huán)流動中不斷汽化。循環(huán)流動因動力不同分為自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)兩種，大多數(shù)蒸汽鍋爐蒸發(fā)系統(tǒng)的水循環(huán)是自然循環(huán)。
二、自然循環(huán)及其形成
鍋爐水循環(huán)中，依靠水和汽水混合物的密度差維持的循環(huán)叫自然循環(huán)；依靠回路中循環(huán)水泵的壓頭維持的循環(huán)叫強(qiáng)制循環(huán)。正常的水循環(huán)可保證鍋爐蒸發(fā)受熱面的可靠冷卻，是鍋爐安全運行的基本條件之一。
自然循環(huán)是最常見的鍋爐水循環(huán)方式。水管鍋爐的水循環(huán)在循環(huán)回路中進(jìn)行；鍋殼鍋爐的水循環(huán)沒有確定的循環(huán)回路，在鍋殼水空間內(nèi)進(jìn)行。
自然循環(huán)是這樣形成的：在鍋筒和集箱之間，連接有很多受熱的管子和少數(shù)不受熱的管子，組成封閉的循環(huán)回路。受熱管通常是水冷壁，在研究水循環(huán)時稱為上升管；不受熱的管子稱下降管。上升管中一部分水因受熱而汽化，管內(nèi)汽水混合物的密度要比下降管中水的密度小。由于上升管與下降管在鍋筒與集箱間連通，上端有共同的自由水面，從水面沿上升管及下降管至集箱有共同的高度，這就在上升管和下降管中因密度差而產(chǎn)生一個壓力差，推動上升管中的汽水混合物向上運動，下降管中的水向下運動，開成了循環(huán)。上升管與下降管的壓力差叫運動壓頭。
三、常見水循環(huán)故障
1.停滯 循環(huán)回路中個別上升管內(nèi)水及汽水混合物流速極低，入口只有少量水進(jìn)入，管內(nèi)只有汽泡緩慢上升，進(jìn)入上升管的水量等于上升管產(chǎn)生的蒸汽量，這種現(xiàn)象叫停滯。
在同一回路并聯(lián)上升管受熱不均的情況下，停滯通常發(fā)生在受熱弱的管子中。出現(xiàn)停止現(xiàn)象時，上升管內(nèi)進(jìn)水量很少，水基本停滯不動，冷卻條件差，往往導(dǎo)致管壁超溫爆破。
2.倒流 倒流也產(chǎn)生在并聯(lián)上升管系統(tǒng)內(nèi)受熱弱的上升管中，工質(zhì)由上升流動變成了下降流動。
由于受熱，水在倒流中汽化，因而倒流管中也是工質(zhì)的以雙相流動。在倒流管中有可能形成“汽塞”，即蒸汽滯留在管內(nèi)某一位置，造成該部位沉鹽結(jié)垢或過熱爆管。
3.汽水分層 當(dāng)上升管水平布置或與水平面夾角過小時，如果管中工質(zhì)流速過低，就會出現(xiàn)汽水分層現(xiàn)象，即蒸汽在管子上部流動，水在管子下部流動，汽水兩相間有時會出現(xiàn)明顯的分界面。
汽水分層流動時，管子上部沒有水膜冷卻，可能導(dǎo)致爆管；在汽水兩相界面處，壁溫經(jīng)常波動，會導(dǎo)致金屬疲勞破壞。
鍋爐水循環(huán)發(fā)生故障會危及鍋爐安全運行，且常會重復(fù)發(fā)生同類故障。保證正常可靠的水循環(huán)是鍋爐安全的基本要求。
四、在運行管理上防止水循環(huán)故障的措施
為防范水循環(huán)故障，除須在鍋爐設(shè)計中采用嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)設(shè)計措施，比如回路分組，減小各上升管間的受熱差異，減小流動阻力，保證一定的回路高度等，在運行管理方面的主要措施是：
1.注意保持爐膛內(nèi)的燃燒和火焰分布均勻，以減小各上升管間的吸熱不均。
2.防止在水冷壁管上積灰或結(jié)渣。
3.防止?fàn)t墻開裂、保溫層脫落造成爐膛熱量的散失及水冷壁管的吸熱不均。
4.防止下降管的保溫層或絕熱層脫落，避免下降管受熱汽化或散熱降溫。
5.防止對流管束的擋火墻或隔煙墻損壞造成煙氣短路，從而減少吸熱和影響水循環(huán)。
6.防止上升管及下降管結(jié)垢，造成流阻增大及上升管吸熱減少。
7.防止鍋筒水位過低使筒內(nèi)蒸汽進(jìn)入下降管。
8.正確進(jìn)行排污操作，盡量減少排污對水循環(huán)的干擾。