汽包及蒸汽凈化

1、1第九章第九章 汽包及蒸汽凈化汽包及蒸汽凈化蒸汽的品質(zhì)與污染蒸汽的品質(zhì)與污染n 蒸汽的凈化蒸汽的凈化n 亞臨界參數(shù)鍋爐汽包與內(nèi)部裝置亞臨界參數(shù)鍋爐汽包與內(nèi)部裝置2蒸汽品質(zhì)及蒸汽品質(zhì)及對鍋爐、汽輪機工作的影響對鍋爐、汽輪機工作的影響 蒸汽的品質(zhì)是指蒸汽中鈉鹽、硅酸、蒸汽的品質(zhì)是指蒸汽中鈉鹽、硅酸、COCO2 2、和、和NHNH3 3等雜質(zhì)含等雜質(zhì)含量的多少量的多少 過熱器過熱器 雜質(zhì)沉積在管子內(nèi)壁形成鹽垢，使蒸汽流通截面變小，流阻雜質(zhì)沉積在管子內(nèi)壁形成鹽垢，使蒸汽流通截面變小，流阻增加；傳熱減弱增加；傳熱減弱, ,管壁溫度升高管壁溫度升高 蒸汽管道閥門蒸汽管道閥門 可能引起閥門動作失靈、漏汽可能

2、引起閥門動作失靈、漏汽 汽輪機通流部分汽輪機通流部分 改變?nèi)~片型線，減少蒸汽流通面積，增加阻力，改變?nèi)~片型線，減少蒸汽流通面積，增加阻力，出力及效率降低；嚴重時，可造成調(diào)速機構(gòu)卡澀、軸向力增大，破壞轉(zhuǎn)出力及效率降低；嚴重時，可造成調(diào)速機構(gòu)卡澀、軸向力增大，破壞轉(zhuǎn)子止推軸承；葉片結(jié)鹽垢嚴重，還可能影響轉(zhuǎn)子的平衡而造成重大事故子止推軸承；葉片結(jié)鹽垢嚴重，還可能影響轉(zhuǎn)子的平衡而造成重大事故3蒸汽質(zhì)量監(jiān)督標準蒸汽質(zhì)量監(jiān)督標準 電站鍋爐蒸汽品質(zhì)按水利電力部頒發(fā)的電站鍋爐蒸汽品質(zhì)按水利電力部頒發(fā)的火力發(fā)電廠水汽化學火力發(fā)電廠水汽化學監(jiān)督導則監(jiān)督導則中規(guī)定的蒸汽質(zhì)量標準執(zhí)行中規(guī)定的蒸汽質(zhì)量標準執(zhí)行 表表9-

3、1 9-1 電站鍋爐飽和蒸汽和過熱蒸汽質(zhì)量監(jiān)督標準電站鍋爐飽和蒸汽和過熱蒸汽質(zhì)量監(jiān)督標準蒸汽壓力蒸汽壓力（MPaMPa） 含 鹽 量 （ 以 含 鈉 量 表 示含 鹽 量 （ 以 含 鈉 量 表 示 N a +N a + ） （g/kgg/kg）二氧化硅二氧化硅SiOSiO2 2(g/kg)(g/kg)凝汽式電廠凝汽式電廠熱電廠熱電廠 6 6 6101020204飽和蒸汽的機械攜帶飽和蒸汽的機械攜帶機械攜帶機械攜帶 飽和蒸汽攜帶含鹽濃度較大的鍋水水滴飽和蒸汽攜帶含鹽濃度較大的鍋水水滴 由于機械攜帶，蒸汽的含鹽量由于機械攜帶，蒸汽的含鹽量 式中式中 為鍋水含鹽量，為鍋水含鹽量，mgmgkg kg

4、 ）（，19kg/mgS100Sgssq gsSsqS機械攜帶量機械攜帶量的多少取決于的多少取決于蒸汽的帶水量蒸汽的帶水量及及鍋水含鹽濃度鍋水含鹽濃度。前者以蒸汽濕。前者以蒸汽濕度度表示，即蒸汽含水量占濕蒸汽重量的百分比表示，即蒸汽含水量占濕蒸汽重量的百分比 影響蒸汽帶水的主要因素影響蒸汽帶水的主要因素為鍋爐負荷、鍋爐工作壓力、汽包蒸汽空間為鍋爐負荷、鍋爐工作壓力、汽包蒸汽空間高度、鍋水含鹽量及汽包內(nèi)部裝置等高度、鍋水含鹽量及汽包內(nèi)部裝置等 5蒸汽的選擇性攜帶蒸汽的選擇性攜帶選擇性攜帶選擇性攜帶 飽和蒸汽具有直接溶解鹽分的能力，即蒸汽溶鹽，蒸汽飽和蒸汽具有直接溶解鹽分的能力，即蒸汽溶鹽，蒸汽對

5、不同鹽分的溶解能力不同，蒸汽的溶鹽具有選擇性對不同鹽分的溶解能力不同，蒸汽的溶鹽具有選擇性 蒸汽對某種物質(zhì)的溶解量用分配系數(shù)蒸汽對某種物質(zhì)的溶解量用分配系數(shù)a a來表示，來表示，分配系數(shù)分配系數(shù)a a是指某是指某物質(zhì)溶解于蒸汽的量（物質(zhì)溶解于蒸汽的量（mgmgkgkg）與該物質(zhì)溶解于鍋水中的量（）與該物質(zhì)溶解于鍋水中的量（mgmgkgkg）之比，即之比，即)49(%100SSagsmq )59(kg/mg,S100aSgsmq 蒸汽的溶鹽能力隨壓力升高而增大蒸汽的溶鹽能力隨壓力升高而增大 蒸汽對不同鹽類的溶解有選擇性，蒸汽對不同鹽類的溶解有選擇性，硅酸（硅酸（H H2 2SiOSiO3 3）分

6、配系數(shù)最大；硅酸）分配系數(shù)最大；硅酸鹽等分配系數(shù)最小鹽等分配系數(shù)最小6 對高壓和超高壓以上的鍋爐，對高壓和超高壓以上的鍋爐，蒸汽污染是由蒸汽帶水和溶鹽蒸汽污染是由蒸汽帶水和溶鹽兩種原因引起的，兩種原因引起的，即蒸汽既攜帶鍋水又溶解鹽類，此時，蒸汽中即蒸汽既攜帶鍋水又溶解鹽類，此時，蒸汽中所含某物質(zhì)的總量為所含某物質(zhì)的總量為 )69(kg/mg,S100aSSSgsmqsqq )79(kg/mg,S100KSgsq 式中式中 K K為蒸汽的攜帶系數(shù)，為蒸汽的攜帶系數(shù)，K =K =a a，。，。 大容量鍋爐蒸汽的污染大容量鍋爐蒸汽的污染7汽水分離裝置汽水分離裝置汽水分離裝置汽水分離裝置的主要工作原

7、理是的主要工作原理是利用水和汽的密度差利用水和汽的密度差和和離心力作用離心力作用 汽水分離裝置汽水分離裝置包括包括擋板、孔板（有水下孔板和集汽孔板）、百葉窗擋板、孔板（有水下孔板和集汽孔板）、百葉窗分離器（波形板分離器）、旋風分離器分離器（波形板分離器）、旋風分離器 百葉窗分離器百葉窗分離器由很多平行波紋板組成，可臥式或立式布置，蒸汽由很多平行波紋板組成，可臥式或立式布置，蒸汽與水平行反向或互相垂直流動與水平行反向或互相垂直流動 8 柱形筒式旋風分離器柱形筒式旋風分離器 汽水混合物以一定的速度沿切線方向進汽水混合物以一定的速度沿切線方向進入筒體，入筒體，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，水滴由于離力作用被拋向產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)

8、，水滴由于離力作用被拋向筒壁，并沿筒壁流下，蒸汽則由中心上升筒壁，并沿筒壁流下，蒸汽則由中心上升柱形筒體旋風分離器柱形筒體旋風分離器 溢流環(huán)溢流環(huán) 裝在圓筒頂部，以防貼筒水膜被裝在圓筒頂部，以防貼筒水膜被上升汽流撕破重新使蒸汽帶水上升汽流撕破重新使蒸汽帶水 圓形底板圓形底板 位于筒底中心，底板周圍的環(huán)位于筒底中心，底板周圍的環(huán)形通道內(nèi)裝有傾斜導葉，使水穩(wěn)定地流入汽包形通道內(nèi)裝有傾斜導葉，使水穩(wěn)定地流入汽包水容積中，以防止水向下排出時將蒸汽帶出水容積中，以防止水向下排出時將蒸汽帶出 波形板頂帽波形板頂帽 裝在分離器的頂部，再次裝在分離器的頂部，再次使汽水分離使汽水分離9 渦輪式分離器渦輪式分離器

9、 汽水混合物由分離器底部軸汽水混合物由分離器底部軸向進入，向進入，固定式導向葉片產(chǎn)生的固定式導向葉片產(chǎn)生的離心力使工質(zhì)產(chǎn)生強烈旋轉(zhuǎn)而分離心力使工質(zhì)產(chǎn)生強烈旋轉(zhuǎn)而分離，水被拋到內(nèi)筒壁向上運動，離，水被拋到內(nèi)筒壁向上運動，通過集汽短管與內(nèi)筒之間的環(huán)形通過集汽短管與內(nèi)筒之間的環(huán)形截面流入疏水夾層，然后折向下截面流入疏水夾層，然后折向下流，進入汽包水容積；蒸汽則由流，進入汽包水容積；蒸汽則由筒體的中心部分上升經(jīng)波形板分筒體的中心部分上升經(jīng)波形板分離器進入汽包蒸汽空間離器進入汽包蒸汽空間 1-1-梯形頂帽；梯形頂帽；2-2-百葉窗板；百葉窗板；3-3-集汽短管；集汽短管；4-4-鉤頭；鉤頭；5-5-固定

10、式導向葉片；固定式導向葉片；6-6-芯子；芯子；7-7-外筒；外筒；8-8-內(nèi)筒；內(nèi)筒；9-9-疏水夾層；疏水夾層；10-10-支撐螺栓支撐螺栓 渦輪式旋風分離器渦輪式旋風分離器 渦輪式分離器渦輪式分離器分離高效高，分離高效高，體積??；但阻力較大，常用于強體積??；但阻力較大，常用于強制循環(huán)鍋爐制循環(huán)鍋爐10蒸汽清洗蒸汽清洗 蒸汽清洗蒸汽清洗 使蒸汽通過潔凈的清洗水（一般為給水），使蒸汽通過潔凈的清洗水（一般為給水），利用清洗水利用清洗水與鍋水含鹽濃度差來降低蒸汽溶解攜帶的鹽分與鍋水含鹽濃度差來降低蒸汽溶解攜帶的鹽分 蒸汽清洗蒸汽清洗 主要用于減少溶解性攜帶，主要用于減少溶解性攜帶，也可減少蒸汽

11、機械攜帶的鹽也可減少蒸汽機械攜帶的鹽分，因為經(jīng)清洗的蒸汽帶出的水為含鹽濃度較低的清潔水，而不是鍋水分，因為經(jīng)清洗的蒸汽帶出的水為含鹽濃度較低的清潔水，而不是鍋水 大機組汽包的相對長度減少，加裝清洗裝置有困難；由于蒸汽溶解大機組汽包的相對長度減少，加裝清洗裝置有困難；由于蒸汽溶解硅酸的分配系數(shù)隨之增大，清洗裝置效率明顯下降硅酸的分配系數(shù)隨之增大，清洗裝置效率明顯下降 亞臨界壓力汽包爐，主要靠改善給水條件來保證蒸汽品質(zhì)，可不采亞臨界壓力汽包爐，主要靠改善給水條件來保證蒸汽品質(zhì)，可不采用蒸汽清洗裝置用蒸汽清洗裝置 11排排 污污 連續(xù)排污連續(xù)排污 連續(xù)不斷地連續(xù)不斷地從汽包中排出因水蒸發(fā)從汽包中排出

12、因水蒸發(fā)含鹽量不斷增大的部分鍋水含鹽量不斷增大的部分鍋水，代，代之以比較純凈的給水，以獲得符合品質(zhì)要求（含鹽量和堿度保持在規(guī)定值之以比較純凈的給水，以獲得符合品質(zhì)要求（含鹽量和堿度保持在規(guī)定值內(nèi)）的蒸汽內(nèi)）的蒸汽 連續(xù)排污應從鍋水含鹽量最大的部位（通常是連續(xù)排污應從鍋水含鹽量最大的部位（通常是汽包水容積靠近蒸發(fā)汽包水容積靠近蒸發(fā)面處面處）引出）引出 定期排污定期排污 用以排除水中的沉渣、鐵銹，用以排除水中的沉渣、鐵銹，以防這些雜質(zhì)在水冷壁管中結(jié)垢和堵以防這些雜質(zhì)在水冷壁管中結(jié)垢和堵塞塞 定期排污應從定期排污應從循環(huán)回路的最低位置，循環(huán)回路的最低位置，即沉淀物積聚最多的地方（如即沉淀物積聚最多的

13、地方（如水冷壁下部聯(lián)箱或大直徑下降管底部）引出，水冷壁下部聯(lián)箱或大直徑下降管底部）引出，間斷進行間斷進行12亞臨界參數(shù)鍋爐汽包與內(nèi)部裝置亞臨界參數(shù)鍋爐汽包與內(nèi)部裝置 汽包汽包采用采用上、下不等壁厚結(jié)構(gòu)，上、下不等壁厚結(jié)構(gòu)，汽包內(nèi)壁設(shè)置汽包內(nèi)壁設(shè)置弧形襯套弧形襯套5 5，由沿汽包由沿汽包長度延伸的擋板構(gòu)成。汽水混合物由上部進入汽包，沿弧形襯套向下流動，長度延伸的擋板構(gòu)成。汽水混合物由上部進入汽包，沿弧形襯套向下流動，均勻加熱汽包壁，可減少汽包上下壁溫差及相應的熱應力均勻加熱汽包壁，可減少汽包上下壁溫差及相應的熱應力 下降管管座下降管管座位于汽包底部，位于汽包底部，保證下保證下降管入口上部有最大的

14、水層高度，以防降管入口上部有最大的水層高度，以防下降管進口處工質(zhì)汽化；下降管進口處工質(zhì)汽化；下降管入口處下降管入口處裝有十字架裝有十字架8 8，以消除大直徑下降管進，以消除大直徑下降管進口產(chǎn)生漏斗形水面，防止蒸汽進入下降口產(chǎn)生漏斗形水面，防止蒸汽進入下降管，保證鍋爐水循環(huán)的安全。管，保證鍋爐水循環(huán)的安全。 汽包筒體上部汽包筒體上部有有飽和蒸汽引出管管飽和蒸汽引出管管座座1 1，汽水混合物引入管管座，汽水混合物引入管管座2 2；汽包筒汽包筒體下部體下部有有給水管管座，連續(xù)排污管管座給水管管座，連續(xù)排污管管座1212和和給水調(diào)節(jié)器管座給水調(diào)節(jié)器管座13亞臨界參數(shù)鍋爐汽包與內(nèi)部裝置亞臨界參數(shù)鍋爐汽包與內(nèi)部裝置 渦輪式旋風分離器渦輪式旋風分離器6 6沿汽包長度方向分兩排對稱布置，對汽水混合物沿汽包長度方向分兩排對稱布置，對汽水混合物進進行第一次粗分離行第一次粗分離 波形板干燥器波形板干燥器3 3 在汽包頂部沿長在汽包頂部沿長度方向分前后兩組（每組兩排，對度方向分前后兩組（每組兩排，對稱