锅炉原理课件15

1、第十五章第十五章 蒸汽净化和锅炉水质蒸汽净化和锅炉水质第一节第一节 蒸汽品质及其污染原因蒸汽品质及其污染原因一、蒸汽品质一、蒸汽品质 1、定义：、定义：蒸汽中杂质的含量。蒸汽中杂质的含量。 2、分类：、分类： （1）气体杂质：）气体杂质：O2、N2、CO2等等 ； （2）非气体杂质：盐分。）非气体杂质：盐分。 3、对锅炉、汽轮机的影响、对锅炉、汽轮机的影响 （1）气体杂质：金属腐蚀；）气体杂质：金属腐蚀； （2）非气体杂质：壁面结垢）非气体杂质：壁面结垢 锅炉：管壁超温锅炉：管壁超温 汽轮机：阀门漏汽、叶片流线改变（效率、振动、推力）汽轮机：阀门漏汽、叶片流线改变（效率、振动、推力） 本章内容

2、：主要是非气体杂质盐分。本章内容：主要是非气体杂质盐分。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、蒸汽受污染的原因 （1 1）机械携带：）机械携带： 蒸汽携带锅水；蒸汽携带锅水； （2 2）溶解性（选择性）携带：）溶解性（选择性）携带：蒸汽溶解盐类。蒸汽溶解盐类。2、蒸汽携带的盐量、蒸汽携带的盐量Sv （1）机械携带的盐量：）机械携带的盐量： 1）与蒸汽携带的锅水量成正比；）与蒸汽携带的锅水量成正比； 2）与锅水中的盐量成正比。）与锅水中的盐量成正比。 mg(盐盐)/kg(蒸汽蒸汽) （式（式15-1） ：蒸汽湿度，湿蒸汽中水分的质量百分比；：蒸汽湿度，湿蒸汽中水分的质

3、量百分比； Sw：锅水含盐量：锅水含盐量（mg盐盐/kg锅水）锅水）。 wcavSS1002、蒸汽携带的盐量、蒸汽携带的盐量Sv （2）溶解性携带的盐量：）溶解性携带的盐量： 1）与蒸汽的溶盐能力成正比）与蒸汽的溶盐能力成正比 ； 2）与锅水中的盐量成正比。）与锅水中的盐量成正比。 mg(盐盐)/kg(蒸汽蒸汽) （式（式15-2） ：分配系数，某物质溶解于蒸汽中的量，：分配系数，某物质溶解于蒸汽中的量， 与该物质溶解于锅水中的量之比与该物质溶解于锅水中的量之比 wsovSS1002、蒸汽携带的盐量、蒸汽携带的盐量Sv （3）蒸汽携带的总盐量：）蒸汽携带的总盐量： （式（式15-3, 4） K

4、：携带系数，蒸汽携带的盐量与锅水含盐量之比：携带系数，蒸汽携带的盐量与锅水含盐量之比3、降低蒸汽携带盐量、降低蒸汽携带盐量 Sv 的方法：的方法：（根据式（根据式15-3） （1）降低蒸汽湿度）降低蒸汽湿度； （2）降低锅水中的盐量）降低锅水中的盐量Sw。 （尤其是降低分配系数（尤其是降低分配系数高的盐分含量）高的盐分含量）wwsovcavvSKSSSS100100第二节第二节 蒸汽的机械携带蒸汽的机械携带 影响机械携带的因素：影响机械携带的因素： 一、锅炉负荷一、锅炉负荷（蒸汽流量（蒸汽流量D） 负荷负荷D增加增加 工质动能、流速增加工质动能、流速增加 蒸汽带水（机械携带）增加蒸汽带水（机械

5、携带）增加 蒸发面负荷蒸发面负荷 （流速）（流速） 蒸汽空间负荷蒸汽空间负荷 （逗留时间（逗留时间） ADvRAsDvRV 关系式关系式 （式（式15-8）临界负荷：临界负荷：蒸汽湿度蒸汽湿度随负荷随负荷D增加而出现迅速增加时的负荷。增加而出现迅速增加时的负荷。 （图（图15-1中中D2） nAD二、锅水含盐量二、锅水含盐量 锅水含盐量增加，使得：锅水含盐量增加，使得： （图（图15-2） （1）水、蒸汽）水、蒸汽含盐量含盐量增加；增加； （2）蒸汽）蒸汽带水量带水量增加。增加。 锅水含盐量增加锅水含盐量增加（表面张力减小、粘度增加）（表面张力减小、粘度增加）： 1）汽泡变小，水面形成泡沫；）

6、汽泡变小，水面形成泡沫； 2）汽泡破裂时的水滴更细；）汽泡破裂时的水滴更细； 3）汽泡与水的相对流速减小。）汽泡与水的相对流速减小。临界含盐量：临界含盐量：随锅水含盐量随锅水含盐量Sw增加，蒸汽含盐增加，蒸汽含盐Sv出现出现 迅速增加时的迅速增加时的Sw。汽水共腾：汽水共腾：当锅水当锅水含盐量增加含盐量增加到某个值时，出现的汽包水位到某个值时，出现的汽包水位 快速上升、模糊不清、蒸汽带水明显增加的现象。快速上升、模糊不清、蒸汽带水明显增加的现象。影响机械携带的因素：影响机械携带的因素：三、汽包水位三、汽包水位 汽包水位汽包水位L增加增加 （蒸汽空间高度（蒸汽空间高度H减小）减小） 汽水分离效果

7、变差（机械携带增加）汽水分离效果变差（机械携带增加）影响机械携带的因素：影响机械携带的因素：四、工作压力四、工作压力 （1）压力值压力值增加增加 1）汽水分离效率降低；）汽水分离效率降低； 2）蒸汽带水能力增加。）蒸汽带水能力增加。（2）压力变化率压力变化率增加增加 压力迅速下降（主蒸汽流量迅速增加）：压力迅速下降（主蒸汽流量迅速增加）： 产生上涨的产生上涨的“虚假水位虚假水位” 蒸汽空间减小蒸汽空间减小 机械携带增加机械携带增加 第三节第三节 蒸汽的溶解性携带蒸汽的溶解性携带一、一、蒸汽溶盐的特点蒸汽溶盐的特点 1、能溶于饱和蒸汽的盐也能溶于过热蒸汽；、能溶于饱和蒸汽的盐也能溶于过热蒸汽；

8、2、蒸汽溶盐能力随压力的升高而增加；、蒸汽溶盐能力随压力的升高而增加； 3、蒸汽对盐的溶解具有选择性。、蒸汽对盐的溶解具有选择性。 （式（式15-11） 二、锅水中溶盐的分类二、锅水中溶盐的分类 按不同盐类在蒸汽中溶解的难易程度，分为三类按不同盐类在蒸汽中溶解的难易程度，分为三类。 蒸汽中溶解性携带蒸汽中溶解性携带最多最多的盐类：的盐类：硅酸硅酸 xSiO3 yH2On 三、影响溶解性携带的因素：三、影响溶解性携带的因素： （式（式15-2） （式（式15-11） 1、工质压力、工质压力 （正比）；（正比）； 2、盐的成分；、盐的成分； 成分不同，溶解指数成分不同，溶解指数n不同；不同； 与与

9、n是反比关系。是反比关系。 3、锅水含盐量、锅水含盐量 （正比）。（正比）。n wsovSS100四、机械携带与溶解性携带的主要成分四、机械携带与溶解性携带的主要成分 1、机械携带：、机械携带： 碱性物质（钠盐碱性物质（钠盐NaCl、NaOH、Na2SO4）为主；）为主； （主要沉积在锅炉过热器中）（主要沉积在锅炉过热器中）2、溶解性携带：、溶解性携带： 硅酸和少量钠盐。硅酸和少量钠盐。 （主要沉积在汽轮机中）（主要沉积在汽轮机中） 【压力很高（超临界压力）时，溶盐中的铁、铜氧化物压力很高（超临界压力）时，溶盐中的铁、铜氧化物 （尤其是（尤其是CuO）也会有明显增加。）也会有明显增加。】五、锅

10、水五、锅水PH值对蒸汽品质的影响值对蒸汽品质的影响 锅水的锅水的PH值增加值增加 锅水的酸性减小、碱性增加锅水的酸性减小、碱性增加 机械携带增加、溶解性携带减小机械携带增加、溶解性携带减小 第四节第四节 汽水分离和蒸汽净化装置汽水分离和蒸汽净化装置一、对一、对汽水分离装置的要求汽水分离装置的要求 1、作用、作用 （1）使蒸发区与过热区有固定的分界点；）使蒸发区与过热区有固定的分界点； （2）减少蒸汽的机械携带。）减少蒸汽的机械携带。 2、原理、原理 （1）重力：）重力： 水自然落下；水自然落下； （2）惯性力：）惯性力：改变流动方向；改变流动方向； （3）离心力：）离心力：旋转流动；旋转流动；

11、 （4）附着力：）附着力：水与壁面接触（水膜分离）水与壁面接触（水膜分离）。 3、对汽水分离装置的要求、对汽水分离装置的要求 （1）蒸汽湿度低（分离效率高）；）蒸汽湿度低（分离效率高）； （2）单位蒸汽负荷高（结构紧凑）；）单位蒸汽负荷高（结构紧凑）； （3）流动阻力小）流动阻力小 。二、汽水分离装置二、汽水分离装置1、旋风分离器、旋风分离器（利用：离心力重力）（利用：离心力重力） 二、汽水分离装置二、汽水分离装置2、波形板（百叶窗、波形板（百叶窗）（利用：惯性力（利用：惯性力 + 附着力）附着力）二、汽水分离装置二、汽水分离装置2、波形板（百叶窗、波形板（百叶窗）（利用：惯性力（利用：惯性力

12、 + 附着力）附着力）二、汽水分离装置二、汽水分离装置3、均汽孔板、均汽孔板 ： （均匀流速（均匀流速 + 附着力分离）附着力分离）三、三、蒸汽清洗蒸汽清洗 让蒸汽与清洁的让蒸汽与清洁的给水给水接触，使蒸汽中的盐分转移接触，使蒸汽中的盐分转移 到水中。到水中。 三、三、蒸汽清洗蒸汽清洗 1、作用：、作用：减少蒸汽的选择性携带，以及机械携带。减少蒸汽的选择性携带，以及机械携带。 2、原理：、原理： 与与锅水锅水接触接触 与清洁的与清洁的给水给水接触接触 Sw降低降低 3、应用对象：、应用对象： 高压、超高压锅炉。高压、超高压锅炉。wsovcavvSSSS100第五节第五节 给水品质和锅炉水工况给

13、水品质和锅炉水工况 一、给水品质一、给水品质用给水中的杂质含量表示。用给水中的杂质含量表示。杂质包括：杂质包括：1、溶解于水的盐类和气体；、溶解于水的盐类和气体；2、不溶解的悬浮物。、不溶解的悬浮物。对锅炉给水品质的要求：对锅炉给水品质的要求：表表15-6 二、补给水处理二、补给水处理去除补给水中的杂质（悬浮物、胶体、溶解性盐类）。去除补给水中的杂质（悬浮物、胶体、溶解性盐类）。1、预处理、预处理 通过混凝、澄清、过滤，去除水中悬浮物、胶体。通过混凝、澄清、过滤，去除水中悬浮物、胶体。2、离子交换处理、离子交换处理 通过离子交换反应，去除水中的溶解性盐类。通过离子交换反应，去除水中的溶解性盐类

14、。三、汽包锅炉的水工况三、汽包锅炉的水工况 汽包锅炉水工况的特点：汽包锅炉水工况的特点： 蒸发区中，给水的盐分不断被浓缩到锅水中。蒸发区中，给水的盐分不断被浓缩到锅水中。 去除锅水含盐的过程：去除锅水含盐的过程： 1、校正处理、校正处理 加药：水垢加药：水垢 水渣水渣 2、排污、排污 （1）连续排污）连续排污 连续地排出蒸发区中含盐浓度较高的锅水。连续地排出蒸发区中含盐浓度较高的锅水。 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 定期排出蒸发区中的沉积物（沉渣、铁锈）。定期排出蒸发区中的沉积物（沉渣、铁锈）。 位置：位置：蒸发区最低处。蒸发区最低处。

15、 排污率：排污率： （D：锅炉蒸发量，主蒸汽流量）锅炉蒸发量，主蒸汽流量） 锅水杂质平衡式：锅水杂质平衡式：100DDpblblvfwpSSSp100100四、直流锅炉水工况四、直流锅炉水工况 直流锅炉水工况的特点：直流锅炉水工况的特点： 蒸发区循环倍率蒸发区循环倍率=1： 没有含盐量浓缩的锅水，没有排污。没有含盐量浓缩的锅水，没有排污。 在给水、凝结水处理基础上，增加的水处理：在给水、凝结水处理基础上，增加的水处理： 1、还原性全挥发处理、还原性全挥发处理AVT（R）水工况）水工况 （联氨联氨-氨氨水工况）水工况） （1）加入联氨加入联氨N2H4：除除O2 （2）加入氨加入氨NH3 ： 除除CO2，使水的，使水的PH值维持值维持碱性碱性 （维持维持PH值在值在911，以利于联氨除氧，以利于联氨除氧） 不利因素：不利因素：联氨的还原性，导致壁面氧化层疏松。联氨的还原性，导致壁面氧化层疏松。 2、弱氧化性全挥发处理、弱氧化性全挥发处理 AVT（O）水工况）水工况（1）原理：原理： 当水中电解质浓度非常小（电导率很低）时，当水中电解质浓度非常小（电导率很低）时， 水中溶解氧对金属不再具有腐蚀性，相反能使金属水中溶解氧对金属不再具有腐蚀性，相反能使金属 表面形成表面形成紧紧密的