直流锅炉对给水水质要求[1]

1、直流锅炉对给水水质直流锅炉对给水水质要求要求 A.直流锅炉在运行中杂质在过热蒸汽中的溶解度杂质在过热蒸汽中的溶解度 在一定的温度和压力下，某种物质在100g溶剂里达到饱和时，所溶解的克数，称作某物质的溶解度。由给水带入锅内的杂质包括钠化合物、钙化合物、镁化合物、硅酸化合物及金属腐蚀产物等。这些杂质在过热蒸汽中的溶解度与过热蒸汽的参数有关，蒸汽压力越高，各盐类在蒸汽中的溶解度越大。其中SiO2在过热蒸汽中的溶解度很大，并且溶解度会随蒸汽压力的增大而增大。根据各盐类在过热蒸汽中的溶解度大小(如以200个绝对大气压为例)，可将盐分分为三类： 易溶盐类，如SiO2、NaCl、KCI等，溶解度可达到几十

2、毫克/千克； A.直流锅炉在运行中杂质在过热蒸汽中的溶解度中等溶解度盐类，如CaCl2、MgCl2等，溶解度约为几毫 克千克；第三类为难溶盐类，如Na2S04、Na3P04、Na2Si03、CaS04、Ca(OH)2等，溶解度很小，仅百之几到千分之几毫克千克。 B.杂质在直流锅炉内的沉积特性杂质在直流锅炉内的沉积特性l（）钙镁化合物：硫酸钙在蒸汽中的溶解度很小，对于压力小于29.4MPa直流锅炉，给水带入锅炉内的硫酸钙几乎全部沉积在炉管中。碳酸钙在高温蒸汽中分解最终生成氧化钙。氯化钙在高温蒸汽中水解成氢氧化钙、氧化钙、次氯酸钙和氯化氢。氢氧化钙和氧化钙在蒸汽中的溶解度很小，所以被蒸汽带走的量很

3、小，大部分会在炉管中沉积下来。由于钙化合物在高温蒸汽中发生了化学变化，所以在炉管中沉积物的组成与给水中钙盐的组成不一样。l各种镁盐也几乎完全沉积在炉管内，沉积物主要形B.杂质在直流锅炉内的沉积特性杂质在直流锅炉内的沉积特性式为镁盐的高温水解产物氢氧化镁及碱式碳酸镁。（）钠的化合物：氯化钠在蒸汽中的溶解度很大，主要 被蒸汽带往汽轮机，沉积在炉管中的量很少。 硫酸钠在蒸汽中的溶解度很小，也主要沉积在炉管中。 氢氧化钠虽然在蒸汽中的溶解度较大，但由于它能与管壁上的金属氧化物反应生成亚铁酸钠，所以可能会部分沉积在炉管中。l（）硅酸化合物：这类化合物在蒸汽中的溶解度很大，所以直流锅炉给水中的硅酸化合物几

4、乎都被带到汽轮机中，而不会在炉管内沉积。因此直流锅炉蒸汽的含硅量B.杂质在直流锅炉内的沉积特性杂质在直流锅炉内的沉积特性取决于给水的含硅量。（）金属腐蚀产物：铁的氧化物在过热蒸汽中的溶解度很小，大多数会在炉管中沉积。 铜的氧化物在亚临界压力以下的直流锅炉蒸汽中溶解度很小，其主要沉积在炉管内；在超临界压力锅炉的蒸汽中，由于铜的氧化物的溶解度较大，所以给水中的铜的化合物主要是被蒸汽带到汽轮机的高压汽缸和各级中沉积下来。C.杂质在直流锅炉内的沉积部位杂质在直流锅炉内的沉积部位 对于钙镁盐、硫酸钠等盐类，以及金属腐蚀产物，随着水的不断蒸发，当它们达到饱和浓度后就会沉积在管壁上，所以这些物质主要沉积在残

5、余湿分最后被蒸干和蒸汽微过热的这一段炉管内。在中压直流锅炉中，沉积的部位是从蒸汽湿度小于%的管段开始到蒸汽小于过热蒸汽温度的管段内。高压直流锅炉中，沉积的部位为蒸汽湿度小于30-40%起到蒸汽微过热为止，沉积物最多的是在蒸汽湿度小于5-6%的部位。在超高压及亚临界直流锅炉中，从蒸汽湿度为50-60%的区域开始就有沉积物沉积，在残余湿分被蒸干和蒸汽微过热的这一段炉管中沉积较多。 D.影响杂质沉积过程的因素影响杂质沉积过程的因素影响杂质沉积过程的因素主要有三个。 （1）杂质在高温水中的溶解度：高温水中钙镁盐和硫酸钠的溶解度随温度的升高而降低，所以直流锅炉的参数越高，水中的杂质越容易达到饱和浓度，于

6、是在蒸汽湿分较高的区域中沉积下来。对于在高温水中溶解度很小的杂质，如氧化铁，当它在给水中含量较高时，甚至可能在沸点之前就在炉管中沉积下来。 由于各种杂质在水中的溶解度各不相同，它们在给水中含量也不相同，在实际运行过程中不同杂质达到饱和浓度的次序也各有先后，这就使得杂质在系统中沉积过程绵延得很长的原因。 （2）蒸发管的热负荷及管内传质过程：锅炉炉膛各部 D.影响杂质沉积过程的因素影响杂质沉积过程的因素分的热负荷不可能非常均匀，造成炉管内生成 的沉积物情况各不相同。在热负荷很高的炉管内，靠管壁的液流边界层由于强烈受热而温度较高，这里的水急剧蒸发杂质很快达到饱和浓度，虽然管道截面中心处仍有大量水分，

7、但管壁上已开始有沉积物析出。所以在热负荷高的炉管内，沉积物析出较早，这也是高参数直流锅炉沉积物析出过程开始得较早的一个原因。（3）锅炉的运行工况：直直流锅炉运行工况的变化，也会影响沉积物的沉积过程。直流锅炉中加热、蒸发、过热区不是截然分开的，它们之D.影响杂质沉积过程的因素影响杂质沉积过程的因素间没有明显的界线，由于运行工况的改变，蒸发区的未端会随时发生前后移动，当燃烧工况发生变化，使水冷壁管热负荷降低时，加热区和蒸发区就要延长，这样蒸发区的未端就向前移动，这时含水量较多的汽水混合物进入到工况变化前是蒸干过程快结束和微过热区的管段内，因而将原先沉积在管壁上的钠盐溶解下来，带入在工况变化前的过热

8、区管段内，在那里水分被蒸干，一部分钠盐双沉积在管壁上，另一部分则被蒸汽溶解带走。当工况恢复正常后，这部分沉积在过热区段的钠盐会不断被过热蒸汽溶解带走。所以如果给水水质长期不合良，致使炉管中沉积的钠盐D.影响杂质沉积过程的因素影响杂质沉积过程的因素较多以后，在给水水质已经改善的初期，由于直流锅炉运行工况的变化，有时可能会发生蒸汽含钠量高于给水含钠量的情况。 E.给水水质控制标准给水水质控制标准 为了防止给水中杂质在直流锅炉内沉积和被带往汽轮机中，影响锅炉、机组的安全、经济运行，直流锅炉给水水质有非常严格的要求。 （1）硬度：要求接近于零。防止钙镁盐在炉管中沉积。 （2）含钠量：由于给水中的大部分钠盐会被蒸汽溶解带到汽轮机中，所以给水中的含钠量应由汽轮机进口蒸汽中允许的含钠量来决定。一般规定锅炉出口压力为5.9-18.8MPa时，蒸汽含钠量应小于10g/L，争取达到小于5g/L。 （3）含硅量：由于给水中的大部分硅酸化合物会被蒸E.给水水质控制标准给水水