鍋爐原理第11章蒸汽凈化和水工況課件

1、熱能與動力工程熱能與動力工程第十一章蒸汽凈化和水工況第十一章蒸汽凈化和水工況熱能與動力工程熱能與動力工程 第一節(jié)第一節(jié) 概述 一、一、蒸汽的品質(zhì)及雜質(zhì)的來源1蒸汽的品質(zhì) 壓力、溫度、雜質(zhì)的含量；壓力、溫度、雜質(zhì)的含量；2雜質(zhì) 各種鹽類，堿及氧化物、腐蝕產(chǎn)物等，絕大部分是各種鹽類，堿及氧化物、腐蝕產(chǎn)物等，絕大部分是鹽類和腐蝕產(chǎn)物。鹽類和腐蝕產(chǎn)物。 對蒸汽規(guī)定了雜質(zhì)含量的標(biāo)準(zhǔn)（雜質(zhì)含量上限），對蒸汽規(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。鍋爐的參數(shù)越高，要求就越高。熱能與動力工程熱能與動力工程 3雜質(zhì)來源原水經(jīng)過一定程度凈化處理后得到鍋爐的給水，自然原水經(jīng)過一定程度凈化處

2、理后得到鍋爐的給水，自然環(huán)鍋爐來說，給水帶入鍋爐的雜質(zhì)（即鹽份）有三個(gè)環(huán)鍋爐來說，給水帶入鍋爐的雜質(zhì)（即鹽份）有三個(gè)出路：出路： （1 1）大部分隨鍋爐的排污排掉了；）大部分隨鍋爐的排污排掉了； （2 2）小部分隨過熱蒸汽帶出鍋爐；）小部分隨過熱蒸汽帶出鍋爐； （3 3）其余部分在鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。）其余部分在鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。熱能與動力工程熱能與動力工程S Sgsgs水處理后殘余的鹽份水處理后殘余的鹽份S Sq q蒸汽攜帶的鹽份蒸汽攜帶的鹽份S Slsls爐水?dāng)y帶的鹽份，鹽濃縮及腐蝕產(chǎn)物等爐水?dāng)y帶的鹽份，鹽濃縮及腐蝕產(chǎn)物等SlsSgsSq排排污污熱能與動力工程熱能與動力工程 二、二、

3、雜質(zhì)的危害1原理 蒸汽中各種鹽份的溶解度不同，同一種鹽類，在不蒸汽中各種鹽份的溶解度不同，同一種鹽類，在不同的壓力和溫度下，溶解度也不相同，因而，不同同的壓力和溫度下，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。的鹽份將在不同的溫度和壓力下沉積下來。 一般情況下，溫度、壓力升高，溶解度增加。一般情況下，溫度、壓力升高，溶解度增加。 飽和蒸汽中攜帶的鹽份大于該鹽份在過熱蒸汽中溶飽和蒸汽中攜帶的鹽份大于該鹽份在過熱蒸汽中溶解度，因此，將有鹽份在過熱器內(nèi)析出沉積，否則解度，因此，將有鹽份在過熱器內(nèi)析出沉積，否則在后面的汽輪機(jī)內(nèi)析出沉積。在后面的汽輪機(jī)內(nèi)析出沉積。熱能與動力工程熱能

4、與動力工程2危害表現(xiàn) 表現(xiàn)在鍋爐的工質(zhì)側(cè)，蒸發(fā)回路中產(chǎn)生的飽和表現(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后一路沉積下蒸汽所攜帶的鹽份將在從鍋筒出來后一路沉積下來。來。（1 1）過熱器積鹽）過熱器積鹽 流動阻力增加，傳熱熱阻增加，管壁溫度升高；流動阻力增加，傳熱熱阻增加，管壁溫度升高；（2 2）鹽份沉積在管道的閥門處）鹽份沉積在管道的閥門處 引起閥門的動作失靈，卡澀，漏汽等；引起閥門的動作失靈，卡澀，漏汽等；（3 3）汽輪機(jī)的通流部分積鹽）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)及主汽門卡澀，造成嚴(yán)重

5、的后果。調(diào)速機(jī)構(gòu)及主汽門卡澀，造成嚴(yán)重的后果。熱能與動力工程熱能與動力工程 三、三、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，直接攜帶有爐水水滴 稱為機(jī)械攜帶kgmgSSlssq/100蒸汽濕度，%熱能與動力工程熱能與動力工程（2）蒸汽直接溶解鹽份稱為選擇性攜帶 所以，蒸汽攜帶雜質(zhì)的總量：所以，蒸汽攜帶雜質(zhì)的總量：lsRqSaS100100srqqqlsaSSSS攜帶系數(shù)：K=+a熱能與動力工程熱能與動力工程 四、四、提高蒸汽品質(zhì)的方法 1降低爐水含鹽量 對自然循環(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。 采用排污的手段：（1）

6、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。 2汽水分離降低機(jī)械攜帶； 3蒸汽清洗降低溶鹽以及機(jī)械攜帶； 4分段蒸發(fā)（結(jié)構(gòu)復(fù)雜，已較少用）熱能與動力工程熱能與動力工程 第二節(jié)第二節(jié) 蒸汽帶鹽的機(jī)理一、一、飽和蒸汽的機(jī)械攜帶（蒸汽帶水） 蒸汽帶水的影響因素： 1鍋筒壓力 2蒸汽的負(fù)荷 3蒸汽空間高度對蒸汽帶水的影響 4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。熱能與動力工程熱能與動力工程 二、飽和蒸汽溶鹽（一）具有以下的特點(diǎn) 1具有選擇性：

7、在相同的條件下，不同的鹽類 在蒸汽中的溶解度相差很大。 2飽和蒸汽和過熱蒸汽均可以溶解鹽類。 3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，鹽份開始析出。熱能與動力工程熱能與動力工程 （二）爐水中的物質(zhì)在飽和蒸汽中的溶解能力，分為（二）爐水中的物質(zhì)在飽和蒸汽中的溶解能力，分為、類：類：類易溶：類易溶：主要是硅酸，主要是硅酸，H H2 2SiOSiO3 3，危害最大，沉積在較低壓力的，危害最大，沉積在較低壓力的汽輪機(jī)級的葉片上，幾乎無法用水沖洗。汽輪機(jī)級的葉片上，幾乎無法用水沖洗。提高爐水的堿度（即提高爐水的堿度（即PHPH值升高），有利于硅酸轉(zhuǎn)化成硅酸鹽值升高），有利于硅酸轉(zhuǎn)化

8、成硅酸鹽類一般溶：類一般溶：NaOHNaOH，NaCINaCI，CaCICaCI2 2。類難溶：類難溶：硅酸鹽，硅酸鹽，NaNa2 2SOSO4 4，NaNa2 2SiOSiO3 3，NaNa2 2POPO4 4熱能與動力工程熱能與動力工程第三節(jié)第三節(jié) 汽水分離和蒸汽清洗汽水分離和蒸汽清洗 對策：對策： 機(jī)械攜帶機(jī)械攜帶汽水分離；汽水分離； 溶鹽溶鹽蒸汽清洗。蒸汽清洗。熱能與動力工程熱能與動力工程一、一、汽水分離 1目的 是解決蒸汽帶水，使蒸汽的濕度不大于0.05%。 2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；

9、（4）水膜分離水黏附在金屬壁面上形成水 膜流下來。熱能與動力工程熱能與動力工程3 3分離裝置分離裝置 實(shí)際工程上的分離裝置同時(shí)利用幾種分離原理：實(shí)際工程上的分離裝置同時(shí)利用幾種分離原理：（1 1）鍋內(nèi)旋風(fēng)分離器）鍋內(nèi)旋風(fēng)分離器（2 2）檔板，消除動能；）檔板，消除動能；（3 3）孔板，消除動能，均勻流動）孔板，消除動能，均勻流動（4 4）百葉窗等）百葉窗等熱能與動力工程熱能與動力工程二、二、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)過潔凈水層（來自給水）進(jìn)行清洗，使從濃度較大的爐水中出來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

10、分地轉(zhuǎn)移到清洗水中。熱能與動力工程熱能與動力工程3效果 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。4限制 給水不能全部用來清洗蒸汽，原因： （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； （2）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。 一般4050%的給水用于蒸汽清洗。熱能與動力工程熱能與動力工程5蒸汽清洗裝置 常用平孔板式，或稱為起泡穿層式。 采用23mm厚的鋼板，開出直徑為812mm小孔，蒸汽的穿孔速度為1.31.6m/s，清洗水層為5070mm，蒸汽向上流動的阻力托住水層，使水不至于漏下來。熱能與動力工

11、程熱能與動力工程第四節(jié)第四節(jié) 鍋爐水工況一、一、天然水質(zhì) 含有：1懸浮物2膠體物3溶解物質(zhì)（1）鹽類（鈣鎂鹽，鈉鹽，鐵鹽，錳鹽等）通常以離子的狀態(tài)存在與水中：分為陽離子和陰離子，陽離子：.,4NHCuFeMgCaKNa陽離子：,.,24324233HPOHSiOClSOCOHCO熱能與動力工程熱能與動力工程（2）氣體（氧氣，CO2，氮?dú)獾龋?，會發(fā)生氣體 腐蝕（屬于電化學(xué)腐蝕）（3）其他有機(jī)物質(zhì)。熱能與動力工程熱能與動力工程二、二、水質(zhì)指標(biāo) 通常，有如下定義： 1總含鹽量水中陽離子和陽離子的總和； 2硬度水中鈣鎂鹽類的總量 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

12、。熱能與動力工程熱能與動力工程三、三、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)過程中均可以析出，從而形成： 1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)，也稱為一 次水垢； 2水渣沉積在水中，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。 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 對現(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。熱能與動力工程熱能與動力工程四、四、鍋筒鍋爐的水質(zhì)工況1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。2鍋筒爐水校正處理方法通常只處理補(bǔ)給水，凝結(jié)水不再經(jīng)過處理，而對鍋爐水進(jìn)行校正處理，形成泥渣排出。方法：在鍋筒中加藥（磷酸鹽），并維持爐水中一定的過剩磷酸鹽。熱能與動力工程熱能與動力工程五、五、直流鍋爐的水工況1特點(diǎn) 無鍋筒，給水直接加熱，蒸發(fā)，過熱，不能進(jìn)行爐水校正處理和排污，要求水質(zhì)品質(zhì)很高。2受熱面鹽份沉積 在蒸發(fā)過程接近終結(jié)時(shí)，鹽份不可避免地在爐水中高度濃縮。3措施（1）在鍋爐受熱面流程中設(shè)置過渡區(qū)，將蒸汽的干度 x=80%至微過熱的區(qū)段放在熱負(fù)荷較低的煙氣段，