锅炉原理第11章蒸汽净化和水工况课件

热能与动力工程热能与动力工程第十一章蒸汽净化和水工况第十一章蒸汽净化和水工况热能与动力工程热能与动力工程 第一节第一节 概述 一、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；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。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），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。锅炉的参数越高，要求就越高。热能与动力工程热能与动力工程 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）有三个环锅炉来说，给水带入锅炉的杂质（即盐份）有三个出路：出路：（1 1）大部分随锅炉的排污排掉了；）大部分随锅炉的排污排掉了；（2 2）小部分随过热蒸汽带出锅炉；）小部分随过热蒸汽带出锅炉；（3 3）其余部分在锅炉的蒸发系统内循环。）其余部分在锅炉的蒸发系统内循环。热能与动力工程热能与动力工程S Sgsgs水处理后残余的盐份水处理后残余的盐份S Sq q蒸汽携带的盐份蒸汽携带的盐份S Slsls炉水携带的盐份，盐浓缩及腐蚀产物等炉水携带的盐份，盐浓缩及腐蚀产物等SlsSgsSq排排污污热能与动力工程热能与动力工程 二、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。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。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。在后面的汽轮机内析出沉积。热能与动力工程热能与动力工程2危害表现 表现在锅炉的工质侧，蒸发回路中产生的饱和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蒸汽所携带的盐份将在从锅筒出来后一路沉积下来。来。（1 1）过热器积盐）过热器积盐 流动阻力增加，传热热阻增加，管壁温度升高；流动阻力增加，传热热阻增加，管壁温度升高；（2 2）盐份沉积在管道的阀门处）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；引起阀门的动作失灵，卡涩，漏汽等；（3 3）汽轮机的通流部分积盐）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。调速机构及主汽门卡涩，造成严重的后果。热能与动力工程热能与动力工程 三、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kgmgSSlssq/100蒸汽湿度，%热能与动力工程热能与动力工程（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：所以，蒸汽携带杂质的总量：lsRqSaS100100srqqqlsaSSSS携带系数：K=+a热能与动力工程热能与动力工程 四、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）热能与动力工程热能与动力工程 第二节第二节 蒸汽带盐的机理一、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炉水含盐量压力越高，密度差减小，重力分离的效果变差；另一方面，水的表面张力减小，形成的水滴比中压时小，因而，压力越高，蒸汽的带水能力增加。热能与动力工程热能与动力工程 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。热能与动力工程热能与动力工程（二）炉水中的物质在饱和蒸汽中的溶解能力，分为（二）炉水中的物质在饱和蒸汽中的溶解能力，分为、类：类：类易溶：类易溶：主要是硅酸，主要是硅酸，H H2 2SiOSiO3 3，危害最大，沉积在较低压力的，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。汽轮机级的叶片上，几乎无法用水冲洗。提高炉水的碱度（即提高炉水的碱度（即PHPH值升高），有利于硅酸转化成硅酸盐值升高），有利于硅酸转化成硅酸盐类一般溶：类一般溶：NaOHNaOH，NaCINaCI，CaCICaCI2 2。类难溶：类难溶：硅酸盐，硅酸盐，NaNa2 2SOSO4 4，NaNa2 2SiOSiO3 3，NaNa2 2POPO4 4热能与动力工程热能与动力工程第三节第三节 汽水分离和蒸汽清洗汽水分离和蒸汽清洗 对策：对策：机械携带机械携带汽水分离；汽水分离；溶盐溶盐蒸汽清洗。蒸汽清洗。热能与动力工程热能与动力工程一、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。热能与动力工程热能与动力工程3 3分离装置分离装置 实际工程上的分离装置同时利用几种分离原理：实际工程上的分离装置同时利用几种分离原理：（1 1）锅内旋风分离器）锅内旋风分离器（2 2）档板，消除动能；）档板，消除动能；（3 3）孔板，消除动能，均匀流动）孔板，消除动能，均匀流动（4 4）百叶窗等）百叶窗等热能与动力工程热能与动力工程二、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。热能与动力工程热能与动力工程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410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4050%的给水用于蒸汽清洗。热能与动力工程热能与动力工程5蒸汽清洗装置 常用平孔板式，或称为起泡穿层式。采用23mm厚的钢板，开出直径为812mm小孔，蒸汽的穿孔速度为1.31.6m/s，清洗水层为5070mm，蒸汽向上流动的阻力托住水层，使水不至于漏下来。热能与动力工程热能与动力工程第四节第四节 锅炉水工况一、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，阳离子：.,4NHCuFeMgCaKNa阳离子：,.,24324233HPOHSiOClSOCOHCO热能与动力工程热能与动力工程（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。热能与动力工程热能与动力工程二、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。热能与动力工程热能与动力工程三、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。热能与动力工程热能与动力工程四、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），SiO2，pH，O2，Fe，Cu，油以及N2，H2等气体的含量，一般不限制Na的含量。2锅筒炉水校正处理方法通常只处理补给水，凝结水不再经过处理，而对锅炉水进行校正处理，形成泥渣排出。方法：在锅筒中加药（磷酸盐），并维持炉水中一定的过剩磷酸盐。热能与动力工程热能与动力工程五、五、直流锅炉的水工况1特点 无锅筒，给水直接加热，蒸发，过热，不能进行炉水校正处理和排污，要求水质品质很高。2受热面盐份沉积 在蒸发过程接近终结时，盐份不可避免地在炉水中高度浓缩。3措施（1）在锅炉受热面流程中设置过渡区，将蒸汽的干度 x=80%至微过热的区段放在热负荷较低的烟气段，定期进行清洗；结构复杂。（2）对全部凝结水进行深度除盐，不再设置过渡区。人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。