第15章 蒸汽凈化及鍋爐水質(zhì)

1、2022/7/23Principles of BoilerPage 1第十五章 蒸汽凈化及鍋爐水質(zhì)蒸汽品質(zhì)及其污染原因 蒸汽的機(jī)械攜帶蒸汽的溶解性攜帶汽水分離和蒸汽凈化裝置給水品質(zhì)和鍋爐水工況2022/7/23Principles of BoilerPage 21 蒸汽的品質(zhì)與污染1、蒸汽品質(zhì)及對(duì)機(jī)組工作的影響2、飽和蒸汽的機(jī)械攜帶3、蒸汽的選擇性攜帶4、大容量鍋爐蒸汽的污染2022/7/23Principles of BoilerPage 31、蒸汽品質(zhì)及對(duì)機(jī)組工作的影響 蒸汽的品質(zhì)是指蒸汽中鈉鹽、硅酸、CO2、和NH3等雜質(zhì)含量的多少 過熱器 雜質(zhì)沉積在管子內(nèi)壁形成鹽垢，使蒸汽流通截面變小

2、，流阻增加；傳熱減弱,管壁溫度升高1/5 蒸汽管道閥門 可能引起閥門動(dòng)作失靈、漏汽 汽輪機(jī)通流部分 改變?nèi)~片型線，減少蒸汽流通面積，增加阻力，出力及效率降低；嚴(yán)重時(shí)，調(diào)速機(jī)構(gòu)卡澀、軸向力增大，破壞轉(zhuǎn)子止推軸承；還可能影響轉(zhuǎn)子的平衡而造成重大事故2022/7/23Principles of BoilerPage 43、飽和蒸汽的機(jī)械攜帶機(jī)械攜帶 飽和蒸汽攜帶含鹽濃度較大的鍋水水滴 由于機(jī)械攜帶，蒸汽的含鹽量 式中 為鍋水含鹽量，mgkg 機(jī)械攜帶量的多少取決于蒸汽的帶水量及鍋水含鹽濃度。前者以蒸汽濕度表示，即蒸汽含水量占濕蒸汽重量的百分比 影響蒸汽帶水的主要因素為鍋爐負(fù)荷、鍋爐工作壓力、汽包蒸汽

3、空間高度、鍋水含鹽量及汽包內(nèi)部裝置等 3/52022/7/23Principles of BoilerPage 54、蒸汽的選擇性攜帶選擇性攜帶 飽和蒸汽具有直接溶解鹽分的能力，即蒸汽溶鹽，蒸汽對(duì)不同鹽分的溶解能力不同，蒸汽的溶鹽具有選擇性 蒸汽對(duì)某種物質(zhì)的溶解量用分配系數(shù)a來表示，分配系數(shù)a是指某物質(zhì)溶解于蒸汽的量（mgkg）與該物質(zhì)溶解于鍋水中的量（mgkg）之比，即 蒸汽的溶鹽能力隨壓力升高而增大 蒸汽對(duì)不同鹽類的溶解有選擇性，硅酸（H2SiO3）分配系數(shù)最大；但硅酸鹽等分配系數(shù)小(Na2SiO3等)。中等的（NaOH,NaCl,CaCl2)4/52022/7/23Principles

4、of BoilerPage 6對(duì)高壓和超高壓以上的鍋爐，蒸汽污染是由蒸汽帶水和溶鹽兩種原因引起的，即蒸汽既攜帶鍋水又溶解鹽類。蒸汽中所含某物質(zhì)的總量為 式中 K為蒸汽的攜帶系數(shù)，K =a，。 5、大容量鍋爐蒸汽的污染5/52022/7/23Principles of BoilerPage 72 蒸汽的凈化1、汽水分離2、蒸汽清洗3、排 污2022/7/23Principles of BoilerPage 81、汽水分離裝置 汽水分離裝置的主要工作原理是利用水和汽的密度差和離心力作用 1/3 汽水分離裝置包括擋板、孔板（有水下孔板和集汽孔板）、百葉窗分離器（波形板分離器）、旋風(fēng)分離器 百葉窗分離

5、器由很多平行波紋板組成，可臥式或立式布置，蒸汽與水平行反向或互相垂直流動(dòng) 2022/7/23Principles of BoilerPage 9 柱形筒式旋風(fēng)分離器 汽水混合物以一定的速度沿切線方向進(jìn)入筒體，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，水滴由于離力作用被拋向筒壁，并沿筒壁流下，蒸汽則由中心上升柱形筒體旋風(fēng)分離器 溢流環(huán) 裝在圓筒頂部，以防貼筒水膜被上升汽流撕破重新使蒸汽帶水 圓形底板 位于筒底中心，底板周圍的環(huán)形通道內(nèi)裝有傾斜導(dǎo)葉，使水穩(wěn)定地流入汽包水容積中，以防止水向下排出時(shí)將蒸汽帶出 波形板頂帽 裝在分離器的頂部，再次使汽水分離2/32022/7/23Principles of BoilerPage 10

6、渦輪式分離器汽水混合物由分離器底部軸向進(jìn)入，固定式導(dǎo)向葉片產(chǎn)生的離心力使工質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)而分離，水被拋到內(nèi)筒壁向上運(yùn)動(dòng)，通過集汽短管與內(nèi)筒之間的環(huán)形截面流入疏水夾層，然后折向下流，進(jìn)入汽包水容積；蒸汽則由筒體的中心部分上升經(jīng)波形板分離器進(jìn)入汽包蒸汽空間 1-梯形頂帽；2-百葉窗板；3-集汽短管；4-鉤頭；5-固定式導(dǎo)向葉片；6-芯子；7-外筒；8-內(nèi)筒；9-疏水夾層；10-支撐螺栓 渦輪式旋風(fēng)分離器渦輪式分離器分離高效高，體積小；但阻力較大，常用于強(qiáng)制循環(huán)鍋爐3/32022/7/23Principles of BoilerPage 112、蒸汽清洗 蒸汽清洗 使蒸汽通過潔凈的清洗水（一般為給水

7、），利用清洗水與鍋水含鹽濃度差來降低蒸汽溶解攜帶的鹽分。 蒸汽清洗主要用于減少溶解性攜帶，也可減少蒸汽機(jī)械攜帶的鹽分，因?yàn)榻?jīng)清洗的蒸汽帶出的水為含鹽濃度較低的清潔水，而不是鍋水。 大機(jī)組汽包的相對(duì)長(zhǎng)度減少，加裝清洗裝置有困難；由于蒸汽溶解硅酸的分配系數(shù)隨之增大，清洗裝置效率明顯下降 亞臨界壓力汽包爐，主要靠改善給水條件來保證蒸汽品質(zhì)，可不采用蒸汽清洗裝置 1/12022/7/23Principles of BoilerPage 123、排污 連續(xù)排污 連續(xù)不斷地從汽包中排出因水蒸發(fā)含鹽量不斷增大的部分鍋水，代之以比較純凈的給水，以獲得符合品質(zhì)要求（含鹽量和堿度保持在規(guī)定值內(nèi)）的蒸汽連續(xù)排污應(yīng)從

8、鍋水含鹽量最大的部位（通常是汽包水容積靠近蒸發(fā)面處）引出 定期排污 用以排除水中的沉渣、鐵銹，以防這些雜質(zhì)在水冷壁管中結(jié)垢和堵塞 定期排污應(yīng)從循環(huán)回路的最低位置，即沉淀物積聚最多的地方（如水冷壁下部聯(lián)箱或大直徑下降管底部）引出，間斷進(jìn)行1/22022/7/23Principles of BoilerPage 13排污率的計(jì)算鍋爐鹽平衡 進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)的鹽的質(zhì)量=離開蒸發(fā)系統(tǒng)的鹽的質(zhì)量鍋爐鹽平衡方程 DgsSgs=DSq+DpwSpw排污率 p=(Dpw/D)100 % p=(Sgs-Sq)/(Sls-Sgs) p (Sgs/(Sls-Sgs) ) 100%2/22022/7/23Principles of BoilerPage 144、維持一