鍋爐原理 教學(xué)課件 作者 張力 鍋爐原理 12全文-臨時(shí)分類

第12章

鍋爐水工況與蒸汽凈化?

12.

1

鍋爐水工況?

12

.

1

.

1受熱面結(jié)垢?

1.

鍋內(nèi)水垢的形成?給水中含有的雜質(zhì)在蒸發(fā)過程中被不斷濃縮

，

濃度達(dá)到一定值時(shí)

，

其中的某些物質(zhì)便開始以結(jié)晶形式析出

。結(jié)晶可以直接形成在受熱面壁

上

，

其核心是壁面的粗糙點(diǎn)

，

也可以形成在水容積中

，

結(jié)晶核心是水

中的膠體質(zhì)點(diǎn)

，

氣泡及各種物質(zhì)的懸浮質(zhì)點(diǎn)。?凡是直接結(jié)晶在受熱面壁上

，

在金屬表面上形成堅(jiān)硬而質(zhì)密的沉淀稱

為水垢；

凡是結(jié)晶在水容積中形成懸浮的晶體顆粒稱為泥渣

。水垢不

易清除

，

大多數(shù)泥渣可利用鍋爐排污清除。?

2

.

鍋內(nèi)鹽垢的形成?鹽分在飽和蒸汽中的溶解情況決定于其分配系數(shù)

。我們這里主要討論

鹽分在過熱蒸汽中的溶解度

。若鹽分在過熱蒸汽中的量超過其溶解度，

則過熱器管壁就有鹽分析出結(jié)成鹽垢

。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機(jī)械工業(yè)出版社?12.1.2鍋內(nèi)腐蝕?鍋內(nèi)腐蝕是指在鍋爐汽水通道內(nèi)部發(fā)生的腐蝕，可歸納為下列幾種:?1.汽水腐蝕?汽水腐蝕是金屬鐵被水蒸汽氧化而發(fā)生的純化學(xué)腐蝕，腐蝕產(chǎn)物為Fe3O4和H2。汽水腐蝕是過熱器受熱面中主要的腐蝕過程。?2.鍋內(nèi)電化學(xué)腐蝕?鍋內(nèi)由于給水品質(zhì)不良而引起的氣體腐蝕、垢下腐蝕、以及爐水堿度過大引起的堿性腐蝕均屬電化學(xué)腐蝕。?12.2蒸汽品質(zhì)?12.2.1蒸汽品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)?蒸汽品質(zhì)是指蒸汽中雜質(zhì)的含量。這些雜質(zhì)包括鹽類物質(zhì)、堿類物質(zhì)和氧化物,其中絕大部分是鹽類物質(zhì),所以通常也把蒸汽對雜質(zhì)的攜帶稱為蒸汽帶鹽。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機(jī)械工業(yè)出版社普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機(jī)械工業(yè)出版社蒸

汽

品

質(zhì)

標(biāo)壓力（MPa）準(zhǔn)表12-

1鈉(μg/kg）磷酸鹽處理①揮發(fā)性處理②①.磷酸鹽處理指向爐水中加入磷酸鹽。②.揮發(fā)性處理指向給水中加入揮發(fā)性的氨和聯(lián)氨。*爭取標(biāo)準(zhǔn)“≤5μg/kg”10≤20鍋筒爐二氧化硅(μg/kg）爐型≤20≤15直流爐≤10≤105.88-

12.6≤10≤103.82-5.7812.7-

18.35.88-

12.612.7-

18.3鍋爐運(yùn)行中,如果蒸汽品質(zhì)符合表12-1的規(guī)定,就可防止鈉鹽和硅酸鹽在過熱器和汽輪機(jī)內(nèi)的明顯沉積；如果蒸汽品質(zhì)符合表12-2的規(guī)定,就可防止金屬氧化物在汽輪機(jī)內(nèi)的積結(jié)?？傊?只要蒸汽品質(zhì)在上述規(guī)定的范圍內(nèi),就可保證機(jī)組在較長時(shí)間內(nèi)正常運(yùn)行且其出力和效率不致有明顯降低。12.2.2蒸汽帶鹽的危害含鹽蒸汽在過熱器中過熱,部分鹽分會沉積在管壁上形成鹽垢,鹽垢使管子流通截面積減小,阻力增大,流過該管的蒸汽量減小,管子得不到充分的冷卻,同時(shí),鹽垢的熱阻大,妨礙管壁的傳熱,很容易造成管子過熱損壞,另一部分鹽隨蒸汽流動,可能在管道,閥門及汽輪機(jī)通流部分沉積下來。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機(jī)械工業(yè)出版社壓力（MPa）銅(μg/kg）鐵(μg/kg）蒸汽

中

最

大

銅

和

鐵

的

含

量表12-2鍋筒爐鍋筒爐直流爐直流爐12.7～18.3“≤”20*爭取標(biāo)準(zhǔn)

≤

μg/kg≤5≤5*≤103 mg/kg（12-1）式中,S——蒸汽機(jī)械攜帶的鹽分,mg/kg； ——蒸汽的濕度,表示蒸汽中攜帶的爐水水滴的質(zhì)量占蒸汽質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)；——爐水的含鹽量,mg/kg12.3蒸汽凈化12.3.1蒸汽污染的原因鍋水中的污染物通過機(jī)械性攜帶和溶解性攜帶兩種方式導(dǎo)致蒸汽污染。故機(jī)械性攜帶和溶解性攜帶是鍋筒鍋爐蒸汽污染的主要原因。1．機(jī)械性攜帶機(jī)械性攜帶是指蒸汽由于攜帶含鹽的爐水水滴而帶鹽的現(xiàn)象。機(jī)械性攜帶量的大小決定于攜帶水滴的多少及爐水的含鹽濃度，可由式（12-1）表示:普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機(jī)械工業(yè)出版社2.溶解性攜帶溶解性攜帶指由于蒸汽能夠溶解鹽類而帶鹽的現(xiàn)象。在高壓、超高壓及亞臨界壓力的鍋爐中，飽和蒸汽和過熱蒸汽都具有直接溶解某些鹽類的能力。蒸汽中的溶鹽量可用下式表:%mg/kg(12-2)式中，a——分配系數(shù)，又叫溶解系數(shù)，表示溶解于蒸汽中的某種雜質(zhì)的含量s與此種雜質(zhì)在爐水中的含量的比值的百分?jǐn)?shù)。對于高壓和超高壓以上的鍋爐，蒸汽污染是由機(jī)械性攜帶和溶解性攜帶引起的，蒸汽既攜帶爐水又溶解鹽類。因此，蒸汽中某種雜質(zhì)的總量為: mg/kg(12-3)式中，k——蒸汽的攜帶系數(shù)，表示蒸汽中的含鹽量占爐水含鹽量的百分?jǐn)?shù)。影響蒸汽溶解性帶鹽的因素有:蒸汽壓力、雜質(zhì)的種類、爐水的含鹽量與PH值等。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機(jī)械工業(yè)出版社?12.3.2蒸汽污染的防治途徑?根據(jù)蒸汽污染的原因，可以提出防治蒸汽污染、提高蒸汽品質(zhì)的的途徑。以下三項(xiàng)措施為電廠經(jīng)常采用的措施:?（1）采用合理的水處理工藝，降低補(bǔ)給水中雜質(zhì)的含量。?（2）防止凝汽器泄漏，以免汽輪機(jī)凝結(jié)水被循環(huán)冷卻水污染。?（3）對于鍋筒鍋爐，還可采取如下的鍋內(nèi)凈化的措施來提高蒸汽的品質(zhì):?1）進(jìn)行排污控制鍋水品質(zhì)。?2）進(jìn)行汽水分離控制機(jī)械性攜帶。?3）進(jìn)行蒸汽清洗控制溶解性攜帶和機(jī)械性攜帶。12.3.3鍋內(nèi)的蒸汽凈化鍋筒內(nèi)的凈化，是鍋筒鍋爐保證蒸汽品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。正因?yàn)橛辛隋佂矁?nèi)的凈化措施，所以可以適當(dāng)降低鍋筒鍋爐對給水品質(zhì)的要求。1.汽水分離(1)汽水分離原理1)慣性力分離，使汽水改變方向，利用汽水所受離心力大小不同的原理來分離汽水2)重力分離，利用汽與水的密度差進(jìn)行的自然分離。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機(jī)械工業(yè)出版社3)離心力分離，使汽水混合物產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，利用汽水所受離心力大小不同的原理來分離汽水。4)水膜分離，使蒸汽中的水滴粘附于金屬壁面或金屬網(wǎng)格上形成水膜流下而進(jìn)行汽水分離。(2)汽水分離設(shè)備在現(xiàn)代大型鍋爐上，常見的汽水分離設(shè)備有:旋風(fēng)分離器、百葉窗、頂部多孔板（均汽板）等。其中旋風(fēng)分離器是最主要的汽水分離設(shè)備。1）旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器是進(jìn)行汽水粗分離的主要設(shè)備，它能有效地把汽水混合物中的汽和水分開。主要有四種型式:（a）立置非導(dǎo)流式旋風(fēng)分離器；（b）立置導(dǎo)流式旋風(fēng)分離器；（c）渦輪式旋風(fēng)分離器；（d）臥式旋風(fēng)分離器。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機(jī)械工業(yè)出版社圖12-

1立置非導(dǎo)流式旋風(fēng)分離器圖12-2導(dǎo)流式旋風(fēng)分離器筒體1

－筒體；

2

－筒底；

3

－導(dǎo)向葉片；

1

－筒體；

2

－溢流環(huán)；

3

－筒底導(dǎo)葉；

4

－導(dǎo)流板4

－溢流環(huán)；

5

－頂帽普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機(jī)械工業(yè)出版社普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機(jī)械工業(yè)出版社4

－鉤頭螺栓；

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1

－梯形頂帽；

2

－波形板；

3

－集汽短管；圖12-4臥式布置的百葉窗分離器圖12-3渦輪式旋風(fēng)分離器?2.蒸汽清洗?蒸汽清洗就是讓蒸汽與含鹽濃度較低的清洗水接觸,使溶解于蒸汽中的鹽分轉(zhuǎn)移到清洗水中,從而減少蒸汽的溶解帶鹽。另外也可使蒸汽中攜帶的含鹽量較高的爐水水滴轉(zhuǎn)入清洗水中,以此減少蒸汽的機(jī)械性帶鹽。蒸汽清洗的主要目的是減少蒸汽的溶解性攜帶。?(2)清洗裝置?按照蒸汽與水的接觸方式的不同,清洗裝置可分為噴水式、水膜式、穿層式等?1）噴水式?噴水式清洗是將給水噴入旋風(fēng)分離器以上的蒸汽空間對蒸汽進(jìn)行清洗。這是最簡單的清洗方法,清洗效率不高。?2）水膜式?水膜式清洗是將旋風(fēng)分離器頂部的百葉窗傾斜放置（見圖12-5）,給水從百葉窗上端送入,當(dāng)蒸汽穿過百葉窗時(shí)與波形板壁面的水膜接觸而進(jìn)行清洗。在這種結(jié)構(gòu)中,清洗水易被旋風(fēng)分離器帶入的爐水污染,從而影響蒸汽品質(zhì)。?3）穿層式?穿層式清洗裝置是我國普遍采用的清洗裝置。由于蒸汽穿過清洗水層時(shí)水層會起泡,所以也稱為起泡穿層式。在近代超高壓及其以上壓力的鍋筒鍋爐中主要采用平板式清洗裝置,見圖12-6。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機(jī)械工業(yè)出版社2

1普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機(jī)械工業(yè)出版社圖12-6穿層清洗裝置

1

－平孔板；

2

－U型卡圖12-5水膜式清洗裝置?12.4鍋爐排污?12.4.1定期排污?定期排污又叫間斷排污和底部排污。定期排污的目的,是為了排除鍋爐內(nèi)形成的粘質(zhì)物、泥渣、沉淀和腐蝕產(chǎn)物等。定期排污閥門的開啟,應(yīng)掌握時(shí)間不能過長,一個(gè)排污點(diǎn)一次排污的時(shí)間,按規(guī)定要求不超過30秒。排污時(shí)間過長,排污量過多,不但排掉了好水,浪費(fèi)了熱能,而且嚴(yán)重時(shí)會使鍋爐水循環(huán)遭到破壞。尤其對帶有水冷壁上升管中的