鍋爐原理課件15

1、第十五章第十五章 蒸汽凈化和鍋爐水質(zhì)蒸汽凈化和鍋爐水質(zhì)第一節(jié)第一節(jié) 蒸汽品質(zhì)及其污染原因蒸汽品質(zhì)及其污染原因一、蒸汽品質(zhì)一、蒸汽品質(zhì) 1、定義：、定義：蒸汽中雜質(zhì)的含量。蒸汽中雜質(zhì)的含量。 2、分類：、分類： （1）氣體雜質(zhì)：）氣體雜質(zhì)：O2、N2、CO2等等 ； （2）非氣體雜質(zhì)：鹽分。）非氣體雜質(zhì)：鹽分。 3、對(duì)鍋爐的影響、對(duì)鍋爐的影響 （1）氣體雜質(zhì)：金屬腐蝕；）氣體雜質(zhì)：金屬腐蝕； （2）非氣體雜質(zhì)：壁面結(jié)垢）非氣體雜質(zhì)：壁面結(jié)垢（鍋爐、汽輪機(jī)）（鍋爐、汽輪機(jī)）。 本章內(nèi)容：非氣體雜質(zhì)鹽分。本章內(nèi)容：非氣體雜質(zhì)鹽分。二、蒸汽受污染的原因二、蒸汽受污染的原因1 1、蒸汽受污染的原因、蒸汽

2、受污染的原因 （1 1）機(jī)械攜帶：）機(jī)械攜帶： 蒸汽攜帶鍋水；蒸汽攜帶鍋水； （2 2）溶解性（選擇性）攜帶：）溶解性（選擇性）攜帶：蒸汽溶解鹽類。蒸汽溶解鹽類。2、蒸汽攜帶的鹽量、蒸汽攜帶的鹽量Sv （1）機(jī)械攜帶的鹽量：）機(jī)械攜帶的鹽量： 1）與蒸汽攜帶的鍋水量成正比；）與蒸汽攜帶的鍋水量成正比； 2）與鍋水中的鹽量成正比。）與鍋水中的鹽量成正比。 mg(鹽鹽)/kg(蒸汽蒸汽) （式（式15-1） ：蒸汽濕度，濕蒸汽中水分的質(zhì)量百分比；：蒸汽濕度，濕蒸汽中水分的質(zhì)量百分比； Sw：鍋水含鹽量：鍋水含鹽量（mg鹽鹽/kg鍋水）鍋水）。 wcavSS1002、蒸汽攜帶的鹽量、蒸汽攜帶的鹽量S

3、v （2）溶解性攜帶的鹽量：）溶解性攜帶的鹽量： 1）與蒸汽的溶鹽能力成正比）與蒸汽的溶鹽能力成正比 ； 2）與鍋水中的鹽量成正比。）與鍋水中的鹽量成正比。 mg(鹽鹽)/kg(蒸汽蒸汽) （式（式15-2） ：分配系數(shù)，某物質(zhì)溶解于蒸汽中的量，：分配系數(shù)，某物質(zhì)溶解于蒸汽中的量， 與該物質(zhì)溶解于鍋水中的量之比與該物質(zhì)溶解于鍋水中的量之比 wsovSS1002、蒸汽攜帶的鹽量、蒸汽攜帶的鹽量Sv （3）蒸汽攜帶的總鹽量：）蒸汽攜帶的總鹽量： （式（式15-3, 4） K：攜帶系數(shù)，蒸汽攜帶的鹽量與鍋水含鹽量之比：攜帶系數(shù)，蒸汽攜帶的鹽量與鍋水含鹽量之比3、降低蒸汽攜帶鹽量、降低蒸汽攜帶鹽量 S

4、v 的方法：的方法：（根據(jù)式（根據(jù)式15-3） （1）降低蒸汽濕度）降低蒸汽濕度； （2）降低鍋水中的鹽量）降低鍋水中的鹽量Sw。 （尤其是降低分配系數(shù)（尤其是降低分配系數(shù)高的鹽分含量）高的鹽分含量）wwsovcavvSKSSSS100100第二節(jié)第二節(jié) 蒸汽的機(jī)械攜帶蒸汽的機(jī)械攜帶 影響機(jī)械攜帶的因素：影響機(jī)械攜帶的因素： 一、鍋爐負(fù)荷一、鍋爐負(fù)荷（蒸汽流量（蒸汽流量D） 負(fù)荷負(fù)荷D增加增加 工質(zhì)動(dòng)能、流速增加工質(zhì)動(dòng)能、流速增加 蒸汽帶水（機(jī)械攜帶）增加蒸汽帶水（機(jī)械攜帶）增加 蒸發(fā)面負(fù)荷蒸發(fā)面負(fù)荷 （式（式15-9） 蒸汽空間負(fù)荷蒸汽空間負(fù)荷 （式（式15-10） ADvRAsDvRV 關(guān)

5、系式關(guān)系式 （式（式15-8）臨界負(fù)荷：臨界負(fù)荷：蒸汽濕度蒸汽濕度隨負(fù)荷隨負(fù)荷D增加而出現(xiàn)迅速增加時(shí)的負(fù)荷。增加而出現(xiàn)迅速增加時(shí)的負(fù)荷。 （圖（圖15-1中中D2） nAD二、鍋水含鹽量二、鍋水含鹽量 鍋水含鹽量增加，使得：鍋水含鹽量增加，使得： （圖（圖15-2） （1）水、蒸汽）水、蒸汽含鹽量含鹽量增加；增加； （2）蒸汽）蒸汽帶水量帶水量增加。增加。 鍋水含鹽量增加鍋水含鹽量增加（表面張力減小、粘度增加）（表面張力減小、粘度增加）： 1）汽泡變小，水面形成泡沫；）汽泡變小，水面形成泡沫； 2）汽泡破裂時(shí)的水滴更細(xì)；）汽泡破裂時(shí)的水滴更細(xì)； 3）汽泡與水的相對(duì)流速減小。）汽泡與水的相對(duì)流速

6、減小。臨界含鹽量：臨界含鹽量：隨鍋水含鹽量隨鍋水含鹽量Sw增加，蒸汽含鹽增加，蒸汽含鹽Sv出現(xiàn)出現(xiàn) 迅速增加時(shí)的迅速增加時(shí)的Sw。汽水共騰：汽水共騰：當(dāng)鍋水當(dāng)鍋水含鹽量增加含鹽量增加到某個(gè)值時(shí)，出現(xiàn)的汽到某個(gè)值時(shí)，出現(xiàn)的汽 包水位快速上升、波動(dòng)、模糊不清的現(xiàn)象。包水位快速上升、波動(dòng)、模糊不清的現(xiàn)象。影響機(jī)械攜帶的因素：影響機(jī)械攜帶的因素：三、汽包水位三、汽包水位 汽包水位汽包水位L增加增加 （蒸汽空間高度（蒸汽空間高度H減?。p?。?汽水分離效果變差（機(jī)械攜帶增加）汽水分離效果變差（機(jī)械攜帶增加）影響機(jī)械攜帶的因素：影響機(jī)械攜帶的因素：四、工作壓力四、工作壓力 （1）壓力值壓力值增加增加 1）

7、汽水分離效率降低；）汽水分離效率降低； 2）蒸汽帶水能力增加。）蒸汽帶水能力增加。（2）壓力變化率壓力變化率增加增加 壓力迅速下降（主蒸汽流量迅速增加）：壓力迅速下降（主蒸汽流量迅速增加）： 產(chǎn)生上漲的產(chǎn)生上漲的“虛假水位虛假水位” 蒸汽空間減小蒸汽空間減小 機(jī)械攜帶增加機(jī)械攜帶增加 第三節(jié)第三節(jié) 蒸汽的溶解性攜帶蒸汽的溶解性攜帶一、一、蒸汽溶鹽的特點(diǎn)蒸汽溶鹽的特點(diǎn) 1、能溶于飽和蒸汽的鹽也能溶于過(guò)熱蒸汽；、能溶于飽和蒸汽的鹽也能溶于過(guò)熱蒸汽； 2、蒸汽溶鹽能力隨壓力的升高而增加；、蒸汽溶鹽能力隨壓力的升高而增加； 3、蒸汽對(duì)鹽的溶解具有選擇性。、蒸汽對(duì)鹽的溶解具有選擇性。 （式（式15-11

8、） 二、鍋水中溶鹽的分類二、鍋水中溶鹽的分類 按不同鹽類在蒸汽中溶解的難易程度，分為三類按不同鹽類在蒸汽中溶解的難易程度，分為三類 。 蒸汽中溶解性攜帶蒸汽中溶解性攜帶最多最多的鹽類：的鹽類：硅酸硅酸H2SiO3。n 三、影響溶解性攜帶的因素：三、影響溶解性攜帶的因素： （式（式15-2） （式（式15-11） 1、工質(zhì)壓力、工質(zhì)壓力 （正比）；（正比）； 2、鹽的成分；、鹽的成分； （成分不同，指數(shù)（成分不同，指數(shù)n不同）不同） 3、鍋水含鹽量、鍋水含鹽量 （正比）。（正比）。n wsovSS100四、機(jī)械攜帶與溶解性攜帶的主要成分四、機(jī)械攜帶與溶解性攜帶的主要成分 1、機(jī)械攜帶：、機(jī)械攜帶

9、： 堿性物質(zhì)（鈉鹽堿性物質(zhì)（鈉鹽NaCl、NaOH、Na2SO4）為主；）為主； 2、溶解性攜帶：、溶解性攜帶： 硅酸和少量鈉鹽。硅酸和少量鈉鹽。 【壓力很高（超臨界壓力）時(shí)，溶鹽中的鐵、銅氧化物壓力很高（超臨界壓力）時(shí)，溶鹽中的鐵、銅氧化物 （尤其是（尤其是CuO）也會(huì)有明顯增加。）也會(huì)有明顯增加?！课濉㈠佀?、鍋水PH值對(duì)蒸汽品質(zhì)的影響值對(duì)蒸汽品質(zhì)的影響 鍋水的鍋水的PH值增加值增加 鍋水的酸性減小、堿性增加鍋水的酸性減小、堿性增加 機(jī)械攜帶增加、選擇性攜帶減小機(jī)械攜帶增加、選擇性攜帶減小 第四節(jié)第四節(jié) 汽水分離和蒸汽凈化裝置汽水分離和蒸汽凈化裝置一、對(duì)一、對(duì)汽水分離裝置的要求汽水分離裝置

10、的要求 1、作用、作用 （1）使蒸發(fā)區(qū)與過(guò)熱區(qū)有固定的分界點(diǎn)；）使蒸發(fā)區(qū)與過(guò)熱區(qū)有固定的分界點(diǎn)； （2）減少蒸汽的機(jī)械攜帶。）減少蒸汽的機(jī)械攜帶。 2、原理、原理 （1）重力：）重力： 水自然落下；水自然落下； （2）慣性力：）慣性力：改變流動(dòng)方向；改變流動(dòng)方向； （3）離心力：）離心力：旋轉(zhuǎn)流動(dòng)；旋轉(zhuǎn)流動(dòng)； （4）附著力：）附著力：水與壁面接觸（水膜分離）水與壁面接觸（水膜分離）。 3、對(duì)汽水分離裝置的要求、對(duì)汽水分離裝置的要求 （1）蒸汽濕度低（分離效率高）；）蒸汽濕度低（分離效率高）； （2）單位蒸汽負(fù)荷高（結(jié)構(gòu)緊湊）；）單位蒸汽負(fù)荷高（結(jié)構(gòu)緊湊）； （3）流動(dòng)阻力?。┝鲃?dòng)阻力小 。二、

11、汽水分離裝置二、汽水分離裝置1、旋風(fēng)分離器、旋風(fēng)分離器（利用：離心力重力）（利用：離心力重力） 二、汽水分離裝置二、汽水分離裝置2、波形板（百葉窗、波形板（百葉窗）（利用：慣性力（利用：慣性力 + 附著力）附著力）二、汽水分離裝置二、汽水分離裝置2、波形板（百葉窗、波形板（百葉窗）（利用：慣性力（利用：慣性力 + 附著力）附著力）二、汽水分離裝置二、汽水分離裝置3、均汽孔板、均汽孔板 ： （均勻流速（均勻流速 + 附著力分離）附著力分離）三、三、蒸汽清洗蒸汽清洗 讓蒸汽與清潔的讓蒸汽與清潔的給水給水接觸，使蒸汽中的鹽分轉(zhuǎn)移接觸，使蒸汽中的鹽分轉(zhuǎn)移 到水中。到水中。 三、三、蒸汽清洗蒸汽清洗 1

12、、作用：、作用：減少蒸汽的選擇性攜帶，以及機(jī)械攜帶。減少蒸汽的選擇性攜帶，以及機(jī)械攜帶。 2、原理：、原理： 與與鍋水鍋水接觸接觸 與清潔的與清潔的給水給水接觸接觸 Sw降低降低 3、應(yīng)用對(duì)象：、應(yīng)用對(duì)象： 高壓、超高壓鍋爐。高壓、超高壓鍋爐。wsovcavvSSSS100第五節(jié)第五節(jié) 給水品質(zhì)和鍋爐水工況給水品質(zhì)和鍋爐水工況 一、給水品質(zhì)一、給水品質(zhì)用給水中的雜質(zhì)含量表示。用給水中的雜質(zhì)含量表示。雜質(zhì)包括：雜質(zhì)包括：1、溶解于水的鹽類和氣體；、溶解于水的鹽類和氣體；2、不溶解的懸浮物。、不溶解的懸浮物。對(duì)鍋爐給水品質(zhì)的要求：對(duì)鍋爐給水品質(zhì)的要求：表表15-6 二、補(bǔ)給水處理二、補(bǔ)給水處理去除

13、補(bǔ)給水中的雜質(zhì)（懸浮物、膠體、溶解性鹽類）。去除補(bǔ)給水中的雜質(zhì)（懸浮物、膠體、溶解性鹽類）。1、預(yù)處理、預(yù)處理 通過(guò)混凝、澄清、過(guò)濾，去除水中懸浮物、膠體。通過(guò)混凝、澄清、過(guò)濾，去除水中懸浮物、膠體。2、離子交換處理、離子交換處理 通過(guò)離子交換反應(yīng)，去除水中的溶解性鹽類。通過(guò)離子交換反應(yīng)，去除水中的溶解性鹽類。三、汽包鍋爐的水工況三、汽包鍋爐的水工況 汽包鍋爐水工況的特點(diǎn)：汽包鍋爐水工況的特點(diǎn)： 蒸發(fā)區(qū)中，給水的鹽分不斷被濃縮到鍋水中。蒸發(fā)區(qū)中，給水的鹽分不斷被濃縮到鍋水中。 去除鍋水含鹽的過(guò)程：去除鍋水含鹽的過(guò)程： 1、校正處理、校正處理 加藥：水垢加藥：水垢 水渣水渣 2、排污、排污 （1

14、）連續(xù)排污）連續(xù)排污 連續(xù)地排出蒸發(fā)區(qū)中含鹽濃度較高的鍋水。連續(xù)地排出蒸發(fā)區(qū)中含鹽濃度較高的鍋水。 位置：位置：汽包水面以下，靠近水面。汽包水面以下，靠近水面。 （2）定期排污）定期排污 定期排出蒸發(fā)區(qū)中的沉積物（沉渣、鐵銹）。定期排出蒸發(fā)區(qū)中的沉積物（沉渣、鐵銹）。 位置：位置：蒸發(fā)區(qū)最低處。蒸發(fā)區(qū)最低處。 排污率：排污率： （D：鍋爐蒸發(fā)量，主蒸汽流量）鍋爐蒸發(fā)量，主蒸汽流量） 鍋水雜質(zhì)平衡式：鍋水雜質(zhì)平衡式：100DDpblblvfwpSSSp100100四、直流鍋爐水工況四、直流鍋爐水工況 直流鍋爐水工況的特點(diǎn)：直流鍋爐水工況的特點(diǎn)： 蒸發(fā)區(qū)循環(huán)倍率蒸發(fā)區(qū)循環(huán)倍率=1： 沒(méi)有含鹽量濃縮

15、的鍋水，沒(méi)有排污。沒(méi)有含鹽量濃縮的鍋水，沒(méi)有排污。 在給水、凝結(jié)水處理基礎(chǔ)上，增加的水處理：在給水、凝結(jié)水處理基礎(chǔ)上，增加的水處理： 1、還原性全揮發(fā)處理、還原性全揮發(fā)處理AVT（R）水工況）水工況 （聯(lián)氨聯(lián)氨-氨氨水工況）水工況） （1）加入聯(lián)氨加入聯(lián)氨N2H4：除除O2 （2）加入氨加入氨NH3 ： 除除CO2，使水的，使水的PH值維持堿性值維持堿性 （維持維持PH值在值在911，以利于聯(lián)氨除氧，以利于聯(lián)氨除氧） 不利因素：不利因素：聯(lián)氨的還原性，導(dǎo)致壁面氧化層疏松。聯(lián)氨的還原性，導(dǎo)致壁面氧化層疏松。 2、弱氧化性全揮發(fā)處理、弱氧化性全揮發(fā)處理 AVT（O）水工況）水工況（1）原理：原理： 當(dāng)水中電解質(zhì)濃度非常?。妼?dǎo)率很低）時(shí)，當(dāng)水中電解質(zhì)濃度非常?。妼?dǎo)率很低）時(shí)， 水中溶解氧對(duì)金屬不再具有腐蝕性，相反能使金屬水中溶解氧對(duì)金屬不再具有腐蝕性，相反能使金屬 表面形成表面形成緊緊密的氧化膜，遏