蒸汽凈化與鍋爐水質(zhì)工況

1、第一節(jié) 概述第二節(jié) 蒸汽帶鹽的機(jī)理第三節(jié) 汽水分離和蒸汽清洗第四節(jié) 鍋爐水工況第十四章第十四章 蒸汽凈化和鍋爐水質(zhì)工況蒸汽凈化和鍋爐水質(zhì)工況n第一節(jié) 概述概述n一、蒸汽的品質(zhì)及雜質(zhì)的來(lái)源蒸汽的品質(zhì)及雜質(zhì)的來(lái)源n1蒸汽的品質(zhì)n壓力、溫度、雜質(zhì)的含量；n2雜質(zhì)n各種鹽類(lèi)，堿及氧化物、腐蝕產(chǎn)物等，絕大部分是鹽類(lèi)和腐蝕產(chǎn)物。n對(duì)蒸汽規(guī)定了雜質(zhì)含量的標(biāo)準(zhǔn)（雜質(zhì)含量上限），鍋爐的參數(shù)越高，要求就越高。n3雜質(zhì)來(lái)源原水經(jīng)過(guò)一定程度凈化處理后得到鍋爐的給水，自然環(huán)鍋爐來(lái)說(shuō)，給水帶入鍋爐的雜質(zhì)（即鹽份）有三個(gè)出路：（1）大部分隨鍋爐的排污排掉了；（2）小部分隨過(guò)熱蒸汽帶出鍋爐；（3）其余部分在鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)循

2、環(huán)。nSgs水處理后殘余的鹽份nSq蒸汽攜帶的鹽份nSls爐水?dāng)y帶的鹽份，鹽濃縮及腐蝕產(chǎn)物等SlsSgsSq排排污污n二、雜質(zhì)的危害雜質(zhì)的危害n1原理n蒸汽中各種鹽份的溶解度不同，同一種鹽類(lèi)，在不同的壓力和溫度下，溶解度也不相同，因而，不同的鹽份將在不同的溫度和壓力下沉積下來(lái)。n一般情況下，溫度、壓力升高，溶解度增加。n飽和蒸汽中攜帶的鹽份大于該鹽份在過(guò)熱蒸汽中溶解度，因此，將有鹽份在過(guò)熱器內(nèi)析出沉積，否則在后面的汽輪機(jī)內(nèi)析出沉積。n2危害表現(xiàn)n表現(xiàn)在鍋爐的工質(zhì)側(cè)，蒸發(fā)回路中產(chǎn)生的飽和蒸汽所攜帶的鹽份將在從鍋筒出來(lái)后一路沉積下來(lái)。（1）過(guò)熱器積鹽 流動(dòng)阻力增加，傳熱熱阻增加，管壁溫度升高；（2

3、）鹽份沉積在管道的閥門(mén)處 引起閥門(mén)的動(dòng)作失靈，卡澀，漏汽等；（3）汽輪機(jī)的通流部分積鹽 葉型發(fā)生改變，阻力增加，出力及效率下降 調(diào)速機(jī)構(gòu)及主汽門(mén)卡澀，造成嚴(yán)重的后果。n三、蒸汽雜質(zhì)的攜帶蒸汽雜質(zhì)的攜帶1蒸汽被污染的根源 根源是給水處理不可能徹底2污染的原因（1）飽和蒸汽從鍋筒中出來(lái)，直接攜帶有爐水水滴 稱(chēng)為機(jī)械攜帶kgmgSSlssq/100蒸汽濕度，%（2）蒸汽直接溶解鹽份稱(chēng)為選擇性攜帶n 所以，蒸汽攜帶雜質(zhì)的總量：lsRqSaS100a蒸汽對(duì)某種物質(zhì)的溶解度，%，也稱(chēng)為分配系數(shù)。100srqqqlsaSSSS攜帶系數(shù)：K=+an四、提高蒸汽品質(zhì)的方法提高蒸汽品質(zhì)的方法n1降低爐水含鹽量n對(duì)

4、自然循環(huán)鍋爐，只依靠提高給水的品質(zhì)不能夠使?fàn)t水含鹽量降低。n采用排污的手段：（1）連續(xù)排污從鍋筒內(nèi)含鹽量最大的位置排出一 定量的爐水（2）定期排污從下降管的最低處（下集箱），排 出沉積物。n2汽水分離降低機(jī)械攜帶；n3蒸汽清洗降低溶鹽以及機(jī)械攜帶；n4分段蒸發(fā)（結(jié)構(gòu)復(fù)雜，已較少用）第一節(jié) 概述第二節(jié) 蒸汽帶鹽的機(jī)理第三節(jié) 汽水分離和蒸汽清洗第四節(jié) 鍋爐水工況第十五章第十五章 蒸汽凈化和鍋爐水質(zhì)工況蒸汽凈化和鍋爐水質(zhì)工況n第二節(jié) 蒸汽帶鹽的機(jī)理蒸汽帶鹽的機(jī)理n一、飽和蒸汽的機(jī)械攜帶（蒸汽帶水）飽和蒸汽的機(jī)械攜帶（蒸汽帶水）n蒸汽帶水的影響因素：n1鍋筒壓力n2蒸汽的負(fù)荷n3蒸汽空間高度對(duì)蒸汽帶水

5、的影響n4爐水含鹽量壓力越高，密度差減小，重力分離的效果變差；另一方面，水的表面張力減小，形成的水滴比中壓時(shí)小，因而，壓力越高，蒸汽的帶水能力增加。n二、飽和蒸汽溶鹽飽和蒸汽溶鹽n（一）具有以下的特點(diǎn)n1具有選擇性：在相同的條件下，不同的鹽類(lèi) 在蒸汽中的溶解度相差很大。n2飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽均可以溶解鹽類(lèi)。n3壓力升高，汽水性質(zhì)相接近，溶鹽的能力 增大。隨著壓力的降低，鹽份開(kāi)始析出。n（二）爐水中的物質(zhì)在飽和蒸汽中的溶解能力，分為、類(lèi)：n類(lèi)易溶：主要是硅酸，H2SiO3，危害最大，沉積在較低壓力的汽輪機(jī)級(jí)的葉片上，幾乎無(wú)法用水沖洗。n提高爐水的堿度（即PH值升高），有利于硅酸轉(zhuǎn)化成硅酸鹽n類(lèi)一

6、般溶：NaOH，NaCI，CaCI2。n類(lèi)難溶：硅酸鹽，Na2SO4，Na2SiO3，Na2PO4第一節(jié) 概述第二節(jié) 蒸汽帶鹽的機(jī)理第三節(jié) 汽水分離和蒸汽清洗第四節(jié) 鍋爐水工況第十五章第十五章 蒸汽凈化和鍋爐水質(zhì)工況蒸汽凈化和鍋爐水質(zhì)工況第三節(jié) 汽水分離和蒸汽清洗n對(duì)策：對(duì)策：n機(jī)械攜帶機(jī)械攜帶汽水分離；汽水分離；n溶鹽溶鹽蒸汽清洗。蒸汽清洗。n一、汽水分離汽水分離n1目的 是解決蒸汽帶水，使蒸汽的濕度不大于0.05%。n2分離的原理（1）重力分離依靠汽水的密度差自然分離；（2）慣性分離氣流轉(zhuǎn)向；（3）離心力分離離心力可以比重力大幾百 至幾千倍；（4）水膜分離水黏附在金屬壁面上形成水 膜流下來(lái)

7、。n3分離裝置n實(shí)際工程上的分離裝置同時(shí)利用幾種分離原理：（1）鍋內(nèi)旋風(fēng)分離器（2）檔板，消除動(dòng)能；（3）孔板，消除動(dòng)能，均勻流動(dòng)（4）百葉窗等n二、蒸汽清洗蒸汽清洗1主要的目的是降低蒸汽中的溶鹽，也減少 了機(jī)械攜帶的鹽份。2機(jī)理 經(jīng)分離后的蒸汽，再經(jīng)過(guò)潔凈水層（來(lái)自給水）進(jìn)行清洗，使從濃度較大的爐水中出來(lái)的蒸汽在潔凈的給水層中發(fā)生物質(zhì)擴(kuò)散，使溶于蒸汽中的鹽份部分地轉(zhuǎn)移到清洗水中。n3效果n理論上可以提高蒸汽品質(zhì)達(dá)40倍以上，但實(shí)際上，一般只能提高410倍。n4限制 給水不能全部用來(lái)清洗蒸汽，原因：n（1）清洗中部分蒸汽凝結(jié)，水冷壁受熱面要增 加蒸汽凝結(jié)量的蒸發(fā)份額，分離器的負(fù)荷 增加；n（2

8、）蒸汽的凝結(jié)將給水溫度加熱到飽和溫度， 不利于水循環(huán)的安全。n一般4050%的給水用于蒸汽清洗。n5蒸汽清洗裝置n常用平孔板式，或稱(chēng)為起泡穿層式。n采用23mm厚的鋼板，開(kāi)出直徑為812mm小孔，蒸汽的穿孔速度為1.31.6m/s，清洗水層為5070mm，蒸汽向上流動(dòng)的阻力托住水層，使水不至于漏下來(lái)。第一節(jié) 概述第二節(jié) 蒸汽帶鹽的機(jī)理第三節(jié) 汽水分離和蒸汽清洗第四節(jié) 鍋爐水工況第十五章第十五章 蒸汽凈化和鍋爐水質(zhì)工況蒸汽凈化和鍋爐水質(zhì)工況第四節(jié) 鍋爐水工況鍋爐水工況n一、天然水質(zhì)天然水質(zhì)n含有：n1懸浮物n2膠體物n3溶解物質(zhì)n（1）鹽類(lèi)（鈣鎂鹽，鈉鹽，鐵鹽，錳鹽等）通常以離子的狀態(tài)存在與水中

9、：分為陽(yáng)離子和陰離子，陽(yáng)離子：.,4NHCuFeMgCaKNa陽(yáng)離子：,.,24324233HPOHSiOClSOCOHCO（2）氣體（氧氣，CO2，氮?dú)獾龋?，?huì)發(fā)生氣體 腐蝕（屬于電化學(xué)腐蝕）（3）其他有機(jī)物質(zhì)。n二、水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)n通常，有如下定義：n1總含鹽量水中陽(yáng)離子和陽(yáng)離子的總和；n2硬度水中鈣鎂鹽類(lèi)的總量n水的軟化處理：完全除去鈣鎂鹽后的水的硬度為零，再要求高時(shí)，就需要除去銅等。n三、受熱面工質(zhì)側(cè)結(jié)水垢受熱面工質(zhì)側(cè)結(jié)水垢（一）鈣鎂鹽（硬鹽），在升溫及蒸發(fā)過(guò)程中均可以析出，從而形成：n1水垢直接在金屬受熱面上形成致密的沉積物， 結(jié)晶核心在壁面上的粗糙點(diǎn)，也稱(chēng)為一 次水垢；n2水渣沉

10、積在水中，結(jié)晶中心是水中的膠體質(zhì) 點(diǎn)，可及時(shí)排出，否則可形成二次水垢。n現(xiàn)代電站的水處理技術(shù)已能使鈣鎂鹽水垢在電站鍋爐中極少發(fā)生。（二）鐵垢和銅垢n對(duì)現(xiàn)代電站鍋爐，鍋爐受熱面的水垢的主要成分為氧化鐵、銅和硅酸鹽等。n四、鍋筒鍋爐的水質(zhì)工況鍋筒鍋爐的水質(zhì)工況n1給水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水的硬度（或電導(dǎo)率），SiO2，pH，O2，F(xiàn)e，Cu，油以及N2，H2等氣體的含量，一般不限制Na的含量。n2鍋筒爐水校正處理方法n通常只處理補(bǔ)給水，凝結(jié)水不再經(jīng)過(guò)處理，而對(duì)鍋爐水進(jìn)行校正處理，形成泥渣排出。n方法：在鍋筒中加藥（磷酸鹽），并維持爐水中一定的過(guò)剩磷酸鹽。n五、直流鍋爐的水工況直流鍋爐的水工況n1特點(diǎn)n無(wú)鍋筒，給水直接加