蒸汽品质控制培训课件

蒸汽品质控制第一节汽包锅炉蒸汽的污染第二节各种杂质在蒸汽流程中的沉积

第三节汽包炉获得清洁蒸汽的方法第四节水汽质量标准第一节汽包锅炉蒸汽的污染一、给水处理方式对蒸汽品质的影响(1)对于直流锅炉，锅炉给水的水质几乎与蒸汽的品质相同。对于有铜系统，如果给水采用AVT(R)方式时，通常蒸汽的品质要差些，铜含量稍高；如果给水采用AVT(O)方式时，蒸汽的含铜量会更高。对于无铜系统，采用AVT(O)后通常给水的含铁量比采用AVT(R)时有所降低，蒸汽的含铁量也会有所降低。给水采用OT方式时，含盐量非常低，蒸汽的品质明显提高。(2)对于汽包锅炉，无论采用何种给水处理方式对蒸汽的品质的影响都较小。二、给水水质对蒸汽品质的影响现代的大型锅炉都是通过喷给水来控制过热蒸汽的温度，给水水质对蒸汽的品质有一定的影响。如果给水水质较差，给水在过热蒸汽中被完全蒸干的过程中，盐类就可能析出。为防止减温水影响蒸汽的质量，因而规定锅炉给水的水质与蒸汽品质相当。由于在正常的设计中，喷水的最大量为给水流量的3%～5%，除非给水水质很差(如凝汽器泄漏)，一般对蒸汽品质影响不大。三、汽包锅炉蒸汽的污染在汽包锅炉中饱和蒸汽中含有的钠盐和硅酸盐等杂质，主要有两个来源：一个是水滴携带；另一个是溶解携带。所以饱和蒸汽中某种杂质的含量，应为水滴携带和溶解携带之和。1.水滴携带从锅炉汽包出来的饱和蒸汽经常夹带一部分锅炉水的小水滴，使锅炉水中的钠盐、硅酸盐等杂质成分，以水溶液的形式带入蒸汽中，这种现象称为水滴携带，也称机械携带。影响饱和蒸汽带水量的因素有：锅炉负荷和压力、汽包结构、汽包水位、锅炉水水质（当锅炉水中含盐量超过某一数值时，蒸汽中的含盐量急剧增加。这时锅炉水的含盐量称为临界含盐量）二、溶解携带饱和蒸汽溶解特性有两个特点：一是具有选择性，即在锅炉压力一定的情况下，饱和蒸汽对各种物质的溶解能力有较大的差异，其中对硅酸的溶解能力最大，NaOH和NaCl次之，Na2SO4、Na3PO4、Na2SiO3等钠盐在饱和蒸汽中几乎是不溶的，所以溶解携带也称选择性携带；另一个特点是与锅炉压力有关，饱和蒸汽对各种物质的溶解携带量随锅炉压力提高而增大。另外，炉水的pH值影响硅酸的溶解携带量。当降低炉水的pH值时，炉水中分子形态的硅酸含量增大。以亚临界锅炉为例，通常炉水采用全挥发处理时的允许含硅量只有磷酸盐处理（或氢氧化钠处理）的1/3～1/2。在超临界压力（29.4MPa）的蒸汽中，几种钠盐和钙盐溶解度的数量级如下：NaCl-100mg/kg；NaOH和Na2SiO3-10mg/kg；CaCl2-1mg/kg；Na2SO4和Ca(OH)2-10g/kg；CaSO4-1g/kg；SiO2（硅酸化合物）在过热蒸汽中的溶解度很大，在超临界压力下高达几百mg/kg；即使在3.5MPa的中等压力下也有几mg/kg；在腐蚀产物中，铁的氧化物在亚临界和超临界压力的过热蒸汽中的溶解度只有1015g/kg，并且在压力一定时随温度的提高而降低；铜的氧化物在过热蒸汽中的溶解度，在亚临界压力（16.66MPa）下很小，只有约26g/kg，但在超临界压力下可达几十g/kg。可见，各种杂质在过热蒸汽中的溶解度差别很大。最新的研究结果表明：按一般的规则，盐、酸和碱在炉水中都倾向离子化，它们离子的程度总是随着温度的升高而降低。不带电的非离子化的物质更容易进入蒸汽中。因此，只要可形成不带电的物质，它们总是成为从炉水向蒸汽中携带的主要路径。采用磷酸盐处理炉水时，蒸汽溶解携带的主要是磷酸分子，采用氢氧化钠处理炉水时，蒸汽溶解携带的主要是钠与氢氧根以1：1的比例携带，采用挥发处理时蒸汽溶解携带的主要是氨分子。第二节各种杂质在蒸汽流程中的沉积当饱和蒸汽对某种物质的携带量超过该物质在过热蒸汽中的溶解度时，该物质就会沉积在过热器中，称为过热器积盐一、各种物质在过热器中的沉积按锅炉压力的不同区分如下：(1)中、低压锅炉的过热器中，沉积的盐类主要是Na2SO4、Na3PO4以及Na2CO3和NaCl。(2)高压锅炉的过热器中，沉积的盐类主要是Na2SO4。(3)超高压和亚临界压力锅炉的过热器中，盐类沉积量较少。在各种压力的汽包锅炉的过热器中，还可能沉积氧化铁，这些氧化铁是过热器本身的腐蚀产物。由于铁的氧化物在过热蒸汽中溶解度很小，绝大部分铁的氧化物沉积在过热器内，极少部分以固态微粒形态被过热蒸汽带往汽轮机中。二、各种物质在汽轮机中的沉积沉积原因？其基本规律可归纳成以下几点：不同级中不仅沉积物的化学组成中各成分的百分含量不同，而且沉积物的总量也不一样。沉积物在各级隔板和叶轮上分布不均匀。供热机组和经常启停的汽轮机内，沉积物量较少。高压级和中、低压级的沉积物。1)Na2SO4、Na3PO4、Na2SiO3主要沉积在汽轮机中的高压级；而NaCl和NaOH主要沉积在汽轮机的中压级和低压级。2)硅酸较多地沉积在汽轮机的中压级和低压级内，以低压级内沉积物的数量最大。3)铁的氧化物(Fe3O4、Fe2O3)在汽轮机各级的沉积物中都可能有。三、汽轮机内沉积物的危害四、过热器和汽轮机内沉积物的清除1．汽包锅炉过热器的水洗2．汽轮机内盐类沉积物的清除(1)机械方法。机械方法有机器喷砂清除和人工清除。(2)低负荷湿蒸汽清洗法(3)空载(即不带负荷)运行湿蒸汽清洗法第三节汽包炉获得清洁蒸汽的方法一、减少进入锅炉水中的杂质(1)减少热力系统的汽水损失，降低补给水量；(2)采用优良的水处理工艺，降低补给水中杂质的含量；(3)防止凝汽器泄漏，以免汽轮机凝结水被冷却水污染；(4)采用凝结水除盐处理，除掉汽轮机凝结水中的各种杂质。(5)给水和凝结水系统采取适宜的防腐措施，减少给水中的金属腐蚀产物。二、保证给水质量对于采用喷水减温的锅炉，应保证减温水的质量，防止蒸汽品质劣化。严格控制给水质量，不合格的水不允许用作减温水，解列处理直至合格为止。三、合理的炉水处理方式锅炉在相同的运行工况下，不同的炉水处理方式对蒸汽的品质影响很大，因此，应根据锅炉运行特性和给水水质选用合理的炉水处理方式。例如，炉水采用磷酸盐处理，蒸汽中都可以检测出PO43-。汽、水分离效果差或汽包运行压力特别高的锅炉，汽轮机往往析出磷酸盐垢，严重时磷酸盐含量高达50%以上。对于高参数的机组，如果锅炉给水的含硅量较大，二氧化硅可能是污染蒸汽的主要杂质。如果炉水采用全挥发处理，由于氨在高温炉水中碱性明显不足，炉水中分子形态的硅酸含量增大，为了保证蒸汽的硅合格，不得不加大锅炉的排污，使炉水的含硅量降低。例如350MW的机组，如果采用全挥发处理，炉水的允许含硅量只有60～80µg/L

，这就要求补给水的含硅量要低，否则锅炉排污量就会增加。如果采用磷酸盐处理，炉水的允许含硅量可达到100µg/L以上。四、适当的锅炉排污排污目的：锅炉排污就是在锅炉运行过程中，经常排放一部分杂质含量大的锅炉水，并补充相同数量杂质含量小的给水，使锅炉水中的各种杂质含量维持在允许值以下，从而保证饱和蒸汽的纯度。锅炉排污分连续排污和定期排污。连续排污就是连续不断地从锅炉汽包的水面下排放一部分杂质含量较高的锅炉水，同时也排掉锅炉水中细微或悬浮的水渣，以改善水的质量。对于高参数的机组，锅炉的排污量非常小。但是很多电厂由于没有做热化学试验，无法确定最佳的运行参数，为了安全起见，锅炉连续排污控制在1～2%。做过热化学试验的锅炉，由于确定了锅炉的最佳运行参数，排污率大多数都定为0.3%。有定期排污的锅炉，一般每周排1～2次即可。定期排污应在低负荷下进行。这不但可最大限度地节水、节能，而且由于盐类隐藏的特殊性，在低负荷下排污可事半功倍。排污率：排污水量占锅炉蒸发水量的百分数。式中P——锅炉排污率，％；SGE——锅炉给水中某种物质的浓度，µg/L；SB——饱和蒸汽中某种物质的浓度，µg/L；SP——排污水水中某种物质的浓度，µg/L。这里所说的某种物质，可以是硅或氯离子等。对于采用全挥发处理的炉水还可以是钠离子；但是对于采用氢氧化钠处理的炉水，不能使用钠离子；对于采用磷酸盐处理的炉水，不能使用钠离子和磷酸根离子。锅炉的排污率可根据杂质在炉水的进出平衡得出以下的公式：

五、完善汽包内部装置设置高效汽水分离装置、蒸汽清洗装置和多孔挡板等装置。汽、水分离装置有旋风分离器、波纹板和百叶窗等。对于超高压及以下等级的锅炉，汽包内一般装有蒸汽清洗装置，目前在亚临界压力以上的汽包锅炉中有的已不再设置清洗装置。此外，还有在以软化水作锅炉补充水的中、高压汽包锅炉上采用分段蒸发的方法来降低排污率的。六、使锅炉处于最佳的运行工况锅炉的负荷、负荷变化速度和汽包水位等运行工况对饱和蒸汽的带水量有很大影响。能够保证良好蒸汽汽质的锅炉运行工况，应通过专门的试验来求得，这种试验称为热化学试验。锅炉热化学试验的目的就是通过热化学试验查明锅炉水水质、锅炉负荷及负荷变化速度、汽包水位等运行条件对蒸汽汽质的影响，从而可确定下列运行标准：①锅炉水水质标准，如含盐量(或含钠量、含硅量等)，②锅炉最大允许负荷和最大负荷变化速度；③汽包最高允许水位。此外，通过热化学试验还能鉴定汽包内汽水分离装置和蒸汽清洗装置的效果，确定有没有必要改装或调整这些装置。设备故障、水质异常现象原因分析处理方法蒸汽含Na+量、含SiO2量不合格(1)炉水含钠量、含硅量超标(2)汽水分离装置有缺陷或分离效率低(3)锅炉运行工况剧变(4)减温水质量差(5)加药浓度大或速度太快(1)参照炉水对应的“处理方法”(2)停炉消缺或技术改进(3)改善锅炉运行工况(4)改善减温水质量(5)降低锅炉加药浓度或速度蒸汽品质劣化与处理作业与复习1.在汽包锅炉中，饱和蒸汽中含有的钠盐和硅酸盐等杂质，主要有()和()两个来源？2.过热器中的沉积物主要是溶于水的钠盐，采用()办法就可清除；汽轮机内盐类的清除主要有()、()和()方法。3.锅炉排污分连续排污和定期排污，定期排污应在()进行。4.过热器内的盐类沉积物是怎样分布的？5.汽轮机内形成沉积物的原因和特征是什么？6.分析怎样才能得到清洁的蒸汽，分析蒸汽含Na+量、含SiO2量不合格的主要原因。第十二章水汽取样及监督第一节汽、水取样第二节机组的化学监督第一节汽、水取样一、汽、水取样为取得具有代表性的汽、水样品，必须做到：(1)合理选择取样点；(2)正确设计、安装、使用取样装置；(3)妥善保存样品，防止汽、水样品被污染。正确进行汽水取样，还应做到：待样品冷却至25～30℃、流量为500～700mL/min时，才可进行取样；机组每次启动时，应彻底冲洗取样器，机组正常运行时，也应定期冲洗取样器，并将取样瓶冲洗干净。取样所用导管和冷却器中蛇形管，应采用不锈钢管制成。集中取样分析装置冷却水系统图水汽取样系统图二、取样冷却水系统的启停及运行维护1．启动前的检查准备工作(1)检查冷却水泵及电机周围清洁无杂物。(2)靠背轮连接螺丝及地脚螺栓牢固，盘车灵活，保护罩完好。(3)检查电机接地线良好，测绝缘合格。(4)检查冷却泵轴承上润滑油的油质合格，油位正常(在油标中心线)。(5)轴封冷却水应畅通，开启轴封冷却水后，使盘根处稍有漏水而得到润滑。(6)查水箱水位在2/3以上，水位低时应补除盐水。(7)热交换器及减温减压装置处于良好备用状态。(8)系统工业水管路畅通，阀门开关灵活。2．取样装置的投运操作(1)投入冷却水系统。开启减温减压装置冷却水进、出口总门及各样水冷却器冷却水进、出口门，再开启冷却水泵的进水门。③启动冷却水泵运行，开泵出口门，再开工业水进、出水门，调整热交换器出口的冷却水温在25℃左右。(2)排污。(3)流量、温度调节。缓慢开启各样品回路的进样阀，调整减压阀使流量符合要求。样水温度应小于45℃，若高于45℃，应检查冷却水的压力、温度和流量是否符合技术指标。(4)投入仪表。在所有回路用样水冲洗两小时后，样水可以进入各分析仪表，pH表和钠表的投入应在恒温装置投入后。注意：每个回路都有超温保护系统，温度超过50℃时，温度开关关闭，超温保护电磁阀动作，切断样品流路，并打开压力释放阀；若样品流量减小，原因可能是减压阀被堵，应关闭其他阀门，冲洗、清理减压阀。3．运行维护(1)闭式冷却水系统运行中应按水泵运行维护要求作好冷却水泵的巡视检查工作，发现异常及时处理。(2)注意监视水箱水位正常，不足时应补加除盐水，并定期抽检水箱的除盐水水质，应符合要求。当水箱水质不合格时，？？(3)运行中，应根据冷却效果，机炉运行情况及工业用水情况调整工业水进水量，在保证冷却效果的情况下尽可能降低工业水的耗量。4．冷却水系统的停运(1)当机炉停运后，化学值班员应通知机炉关闭所有取样一次门。(2)按水泵的停运操作，关闭水泵出水门，停止水泵运行。(3)关闭工业水进出口门，停运热交换器。(4)关闭减温减压装置进、出口总门。第二节机组的化学监督一、锅炉部分的化学监督以给水采用AVT(R)、炉水采用LPT的300MW汽包炉为例：1．启动前的检查准备工作(1)配制好合适浓度的氨、联氨和磷酸盐药液，并使其液位处于高液位状态(2/3以上)。(2)联系炉控值班人员将排污，汽水取样及加药一次门全开。(3)联系水处理值班员备足合格的除盐水，并化验除氧器水箱水质，不合格时应进行排换，合格后，才通知锅炉运行人员向锅炉内上水，此时应启动氨和联氨加药泵调整上水的pH和N2H4。(4)检查加药系统、高温高压架、手工取样台处于良好备用状态。(5)锅炉上水时，给水加药继续进行，直至给水pH和N2H4达到控制标准，满水后应进行取样分析水质，若水质浑浊，应进行重新上水；不合格应全部排换水，直至合格。合格后才能通知锅炉运行人员点火，启动时炉水标准按给水启动标准。2．锅炉启动时的化学监督(1)锅炉启动后，控制给水pH在8.8～9.3范围，联氨在100～200µg/L范围，否则应调整氨和联氨的加药量。(2)新建锅炉点火后，应立即投入磷酸盐加药系统(停备用的锅炉启动后应根据分析情况再加药)；通知司炉开启连续排污一次门。(3)锅炉升压至0.2～0.5MPa时，应进行定期排污操作，要求对锅炉下部联箱依次全开排污门一分钟左右，按顺序进行，不可遗漏。(4)化学值班员应全开高温架各取样点的排污门和取样一次门，进行排污10分钟左右，再开各取样器入口门、减压门、人工取样门；关闭排污门，大流量反复冲洗各取样管后，调节流量在500～800mL/min，冲洗5分钟，调节样品水温在30℃左右。(5)锅炉启动后，应加强排污放水，尽快使炉水外状澄清．炉水磷酸根含量、pH值控制在规定范围内。(6)锅炉升压至0.8～1.0MPa时，应对热力系统水汽晶质进行全面监督。当主蒸汽压力在1.2～1.8MPa、过热蒸汽SiO2≤60µg/L、Na+≤20µg/L时，通知锅炉值班人员并报告值长，可向汽机供汽。(7)汽机冲转后，应迅速化验凝结水水质，当凝结水硬度≤10umol/L、外状无色透明时，汇报班长、值长，联系汽机回收凝结水；每30分钟取样化验一次，不合格时，加以排放或采取措施处理，不得送入除氧器。冷态启动时应加测Cu、Fc指标，符合标准方可回收。(8)当机组接近额定负荷，汽水样品合格后，按在线化学仪表的投入操作逐渐投入有关的化学在线仪表，并按要求对热力系统水汽品质进行正点分析监督。3．锅炉运行中的化学监督(1)定时对水汽品质进行监测，并做好记录。及时向机炉运行人员提供水汽品质变化情况，发现异常时共同采取措施进行处理。(2)当化学在线仪表指示异常时，应立即采用人工测试方法，同时通知化学仪表专业人员检查表计或共同分析原因。(3)根据炉水PO43-、pH值数据，按磷酸盐处理原则，及时调整Na3PO4的加药量。(4)当炉水SiO2增大、水质浑浊或蒸汽品质劣化时，通知锅炉运行人员增大连续排污量及增加定期排污次数；并适当降低负荷，查明原因，消除缺陷，直至水汽晶质恢复正常为止。(5)炉水清澈、水质正常时，每日早班(锅炉低负荷时)，应对所有下部联箱定期排污一次。(6)锅炉启动的低压阶段，应增加底部排污次数；锅炉停炉后，负荷降至零时，还应进行一次底部排污。(7)当凝汽器泄漏时，应加强定期排污；加强锅内校正处理，此时炉水磷酸根可控制在上限；同时要求汽机查漏、堵漏。(8)当负荷急剧变动时，应加强炉水及蒸汽的监测，根据水汽晶质变化情况调整Na3PO4加药量及调节锅炉排污量，当蒸汽品质有劣化趋势时，要求锅炉改善运行工况。4．锅炉停运时的化学监督(1)锅炉停运后，应停止磷酸盐加药泵的运行，关闭泵的进出口门及锅炉加药一次门。(2)通知锅炉值班员关闭连续排污门、取样一次门，并进行一次底部排污。(3)停运汽水集中取样装置及在线化学仪表，关闭所有取样二、三次门，关闭减温减压装置冷却水进水总门及各冷却器进出口，停运除盐水冷却装置。(4)作好停炉保护的有关工作。四、汽机部分的化学监督(1)汽机开始冲转后，要加强对凝结水水质的化学监督，增加取样分析次数，测定其氢电导率、硬度、p