蒸汽净化和锅炉水质工况

第一节概述第二节蒸汽带盐的机理第三节汽水分离和蒸汽清洗第四节锅炉水工况第十四章蒸汽净化和锅炉水质工况第一节概述一、蒸汽的品质及杂质的来源1．蒸汽的品质压力、温度、杂质的含量；2．杂质各种盐类，碱及氧化物、腐蚀产物等，绝大部分是盐类和腐蚀产物。对蒸汽规定了杂质含量的标准（杂质含量上限），锅炉的参数越高，要求就越高。3．杂质来源原水经过一定程度净化处理后得到锅炉的给水，自然环锅炉来说，给水带入锅炉的杂质（即盐份）有三个出路：（1）大部分随锅炉的排污排掉了；（2）小部分随过热蒸汽带出锅炉；（3）其余部分在锅炉的蒸发系统内循环。Sgs—水处理后残余的盐份Sq—蒸汽携带的盐份Sls—炉水携带的盐份，盐浓缩及腐蚀产物等SlsSgsSq排污二、杂质的危害1．原理蒸汽中各种盐份的溶解度不同，同一种盐类，在不同的压力和温度下，溶解度也不相同，因而，不同的盐份将在不同的温度和压力下沉积下来。一般情况下，温度、压力升高，溶解度增加。饱和蒸汽中携带的盐份大于该盐份在过热蒸汽中溶解度，因此，将有盐份在过热器内析出沉积，否则在后面的汽轮机内析出沉积。2．危害表现表现在锅炉的工质侧，蒸发回路中产生的饱和蒸汽所携带的盐份将在从锅筒出来后一路沉积下来。（1）过热器积盐流动阻力增加，传热热阻增加，管壁温度升高；（2）盐份沉积在管道的阀门处引起阀门的动作失灵，卡涩，漏汽等；（3）汽轮机的通流部分积盐叶型发生改变，阻力增加，出力及效率下降调速机构及主汽门卡涩，造成严重的后果。三、蒸汽杂质的携带1．蒸汽被污染的根源

根源是给水处理不可能彻底2．污染的原因（1）饱和蒸汽从锅筒中出来，直接携带有炉水水滴——称为机械携带（2）蒸汽直接溶解盐份—称为选择性携带所以，蒸汽携带杂质的总量：四、提高蒸汽品质的方法1．降低炉水含盐量对自然循环锅炉，只依靠提高给水的品质不能够使炉水含盐量降低。采用排污的手段：1）连续排污—从锅筒内含盐量最大的位置排出一定量的炉水2）定期排污—从下降管的最低处（下集箱），排出沉积物。2．汽水分离—降低机械携带；3．蒸汽清洗—降低溶盐以及机械携带；4．分段蒸发（结构复杂，已较少用）第一节概述第二节蒸汽带盐的机理第三节汽水分离和蒸汽清洗第四节锅炉水工况第十五章蒸汽净化和锅炉水质工况第二节蒸汽带盐的机理一、饱和蒸汽的机械携带（蒸汽带水）蒸汽带水的影响因素：1．锅筒压力2．蒸汽的负荷3．蒸汽空间高度对蒸汽带水的影响4．炉水含盐量二、饱和蒸汽溶盐（一）具有以下的特点1．具有选择性：在相同的条件下，不同的盐类在蒸汽中的溶解度相差很大。2．饱和蒸汽和过热蒸汽均可以溶解盐类。3．压力升高，汽水性质相接近，溶盐的能力增大。随着压力的降低，盐份开始析出。（二）炉水中的物质在饱和蒸汽中的溶解能力，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类：Ⅰ类易溶：主要是硅酸，H2SiO3，危害最大，沉积在较低压力的汽轮机级的叶片上，几乎无法用水冲洗。提高炉水的碱度（即PH值升高），有利于硅酸转化成硅酸盐Ⅱ类一般溶：NaOH，NaCI，CaCI2。Ⅲ类难溶：硅酸盐，Na2SO4，Na2SiO3，Na2PO4……第一节概述第二节蒸汽带盐的机理第三节汽水分离和蒸汽清洗第四节锅炉水工况第十五章蒸汽净化和锅炉水质工况第三节汽水分离和蒸汽清洗对策：机械携带—汽水分离；溶盐—蒸汽清洗。一、汽水分离1．目的是解决蒸汽带水，使蒸汽的湿度不大于0.05%。2．分离的原理（1）重力分离—依靠汽水的密度差自然分离；（2）惯性分离—气流转向；（3）离心力分离—离心力可以比重力大几百至几千倍；（4）水膜分离—水黏附在金属壁面上形成水膜流下来。3．分离装置实际工程上的分离装置同时利用几种分离原理：（1）锅内旋风分离器（2）档板，消除动能；（3）孔板，消除动能，均匀流动（4）百叶窗等二、蒸汽清洗1．主要的目的是降低蒸汽中的溶盐，也减少了机械携带的盐份。2．机理经分离后的蒸汽，再经过洁净水层（来自给水）进行清洗，使从浓度较大的炉水中出来的蒸汽在洁净的给水层中发生物质扩散，使溶于蒸汽中的盐份部分地转移到清洗水中。3．效果理论上可以提高蒸汽品质达40倍以上，但实际上，一般只能提高4~10倍。4．限制

给水不能全部用来清洗蒸汽，原因：（1）清洗中部分蒸汽凝结，水冷壁受热面要增加蒸汽凝结量的蒸发份额，分离器的负荷增加；（2）蒸汽的凝结将给水温度加热到饱和温度，不利于水循环的安全。一般40~50%的给水用于蒸汽清洗。5．蒸汽清洗装置常用平孔板式，或称为起泡穿层式。采用2~3mm厚的钢板，开出直径为8~12mm小孔，蒸汽的穿孔速度为1.3~1.6m/s，清洗水层为50~70mm，蒸汽向上流动的阻力托住水层，使水不至于漏下来。第一节概述第二节蒸汽带盐的机理第三节汽水分离和蒸汽清洗第四节锅炉水工况第十五章蒸汽净化和锅炉水质工况第四节锅炉水工况一、天然水质含有：1．悬浮物2．胶体物3．溶解物质（1）盐类（钙镁盐，钠盐，铁盐，锰盐等）通常以离子的状态存在与水中：分为阳离子和阴离子，（2）气体（氧气，CO2，氮气等），会发生气体腐蚀（属于电化学腐蚀）（3）其他有机物质。二、水质指标通常，有如下定义：1．总含盐量—水中阳离子和阳离子的总和；2．硬度—水中钙镁盐类的总量水的软化处理：完全除去钙镁盐后的水的硬度为零，再要求高时，就需要除去铜等。三、受热面工质侧结水垢（一）钙镁盐（硬盐），在升温及蒸发过程中均可以析出，从而形成：1．水垢—直接在金属受热面上形成致密的沉积物，结晶核心在壁面上的粗糙点，也称为一次水垢；2．水渣—沉积在水中，结晶中心是水中的胶体质点，可及时排出，否则可形成二次水垢。现代电站的水处理技术已能使钙镁盐水垢在电站锅炉中极少发生。（二）铁垢和铜垢对现代电站锅炉，锅炉受热面的水垢的主要成分为氧化铁、铜和硅酸盐等。四、锅筒锅炉的水质工况1．给水标准规定了水的硬度（或电导率），SiO