鍋爐原理 教學課件 作者 張力 鍋爐原理 12全文-臨時分類

第12章

鍋爐水工況與蒸汽凈化?

12.

1

鍋爐水工況?

12

.

1

.

1受熱面結垢?

1.

鍋內(nèi)水垢的形成?給水中含有的雜質(zhì)在蒸發(fā)過程中被不斷濃縮

，

濃度達到一定值時

，

其中的某些物質(zhì)便開始以結晶形式析出

。結晶可以直接形成在受熱面壁

上

，

其核心是壁面的粗糙點

，

也可以形成在水容積中

，

結晶核心是水

中的膠體質(zhì)點

，

氣泡及各種物質(zhì)的懸浮質(zhì)點。?凡是直接結晶在受熱面壁上

，

在金屬表面上形成堅硬而質(zhì)密的沉淀稱

為水垢；

凡是結晶在水容積中形成懸浮的晶體顆粒稱為泥渣

。水垢不

易清除

，

大多數(shù)泥渣可利用鍋爐排污清除。?

2

.

鍋內(nèi)鹽垢的形成?鹽分在飽和蒸汽中的溶解情況決定于其分配系數(shù)

。我們這里主要討論

鹽分在過熱蒸汽中的溶解度

。若鹽分在過熱蒸汽中的量超過其溶解度，

則過熱器管壁就有鹽分析出結成鹽垢

。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機械工業(yè)出版社?12.1.2鍋內(nèi)腐蝕?鍋內(nèi)腐蝕是指在鍋爐汽水通道內(nèi)部發(fā)生的腐蝕，可歸納為下列幾種:?1.汽水腐蝕?汽水腐蝕是金屬鐵被水蒸汽氧化而發(fā)生的純化學腐蝕，腐蝕產(chǎn)物為Fe3O4和H2。汽水腐蝕是過熱器受熱面中主要的腐蝕過程。?2.鍋內(nèi)電化學腐蝕?鍋內(nèi)由于給水品質(zhì)不良而引起的氣體腐蝕、垢下腐蝕、以及爐水堿度過大引起的堿性腐蝕均屬電化學腐蝕。?12.2蒸汽品質(zhì)?12.2.1蒸汽品質(zhì)標準?蒸汽品質(zhì)是指蒸汽中雜質(zhì)的含量。這些雜質(zhì)包括鹽類物質(zhì)、堿類物質(zhì)和氧化物,其中絕大部分是鹽類物質(zhì),所以通常也把蒸汽對雜質(zhì)的攜帶稱為蒸汽帶鹽。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機械工業(yè)出版社普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機械工業(yè)出版社蒸

汽

品

質(zhì)

標壓力（MPa）準表12-

1鈉(μg/kg）磷酸鹽處理①揮發(fā)性處理②①.磷酸鹽處理指向爐水中加入磷酸鹽。②.揮發(fā)性處理指向給水中加入揮發(fā)性的氨和聯(lián)氨。*爭取標準“≤5μg/kg”10≤20鍋筒爐二氧化硅(μg/kg）爐型≤20≤15直流爐≤10≤105.88-

12.6≤10≤103.82-5.7812.7-

18.35.88-

12.612.7-

18.3鍋爐運行中,如果蒸汽品質(zhì)符合表12-1的規(guī)定,就可防止鈉鹽和硅酸鹽在過熱器和汽輪機內(nèi)的明顯沉積；如果蒸汽品質(zhì)符合表12-2的規(guī)定,就可防止金屬氧化物在汽輪機內(nèi)的積結?？傊?只要蒸汽品質(zhì)在上述規(guī)定的范圍內(nèi),就可保證機組在較長時間內(nèi)正常運行且其出力和效率不致有明顯降低。12.2.2蒸汽帶鹽的危害含鹽蒸汽在過熱器中過熱,部分鹽分會沉積在管壁上形成鹽垢,鹽垢使管子流通截面積減小,阻力增大,流過該管的蒸汽量減小,管子得不到充分的冷卻,同時,鹽垢的熱阻大,妨礙管壁的傳熱,很容易造成管子過熱損壞,另一部分鹽隨蒸汽流動,可能在管道,閥門及汽輪機通流部分沉積下來。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機械工業(yè)出版社壓力（MPa）銅(μg/kg）鐵(μg/kg）蒸汽

中

最

大

銅

和

鐵

的

含

量表12-2鍋筒爐鍋筒爐直流爐直流爐12.7～18.3“≤”20*爭取標準

≤

μg/kg≤5≤5*≤103 mg/kg（12-1）式中,S——蒸汽機械攜帶的鹽分,mg/kg； ——蒸汽的濕度,表示蒸汽中攜帶的爐水水滴的質(zhì)量占蒸汽質(zhì)量的百分數(shù)；——爐水的含鹽量,mg/kg12.3蒸汽凈化12.3.1蒸汽污染的原因鍋水中的污染物通過機械性攜帶和溶解性攜帶兩種方式導致蒸汽污染。故機械性攜帶和溶解性攜帶是鍋筒鍋爐蒸汽污染的主要原因。1．機械性攜帶機械性攜帶是指蒸汽由于攜帶含鹽的爐水水滴而帶鹽的現(xiàn)象。機械性攜帶量的大小決定于攜帶水滴的多少及爐水的含鹽濃度，可由式（12-1）表示:普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機械工業(yè)出版社2.溶解性攜帶溶解性攜帶指由于蒸汽能夠溶解鹽類而帶鹽的現(xiàn)象。在高壓、超高壓及亞臨界壓力的鍋爐中，飽和蒸汽和過熱蒸汽都具有直接溶解某些鹽類的能力。蒸汽中的溶鹽量可用下式表:%mg/kg(12-2)式中，a——分配系數(shù)，又叫溶解系數(shù)，表示溶解于蒸汽中的某種雜質(zhì)的含量s與此種雜質(zhì)在爐水中的含量的比值的百分數(shù)。對于高壓和超高壓以上的鍋爐，蒸汽污染是由機械性攜帶和溶解性攜帶引起的，蒸汽既攜帶爐水又溶解鹽類。因此，蒸汽中某種雜質(zhì)的總量為: mg/kg(12-3)式中，k——蒸汽的攜帶系數(shù)，表示蒸汽中的含鹽量占爐水含鹽量的百分數(shù)。影響蒸汽溶解性帶鹽的因素有:蒸汽壓力、雜質(zhì)的種類、爐水的含鹽量與PH值等。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機械工業(yè)出版社?12.3.2蒸汽污染的防治途徑?根據(jù)蒸汽污染的原因，可以提出防治蒸汽污染、提高蒸汽品質(zhì)的的途徑。以下三項措施為電廠經(jīng)常采用的措施:?（1）采用合理的水處理工藝，降低補給水中雜質(zhì)的含量。?（2）防止凝汽器泄漏，以免汽輪機凝結水被循環(huán)冷卻水污染。?（3）對于鍋筒鍋爐，還可采取如下的鍋內(nèi)凈化的措施來提高蒸汽的品質(zhì):?1）進行排污控制鍋水品質(zhì)。?2）進行汽水分離控制機械性攜帶。?3）進行蒸汽清洗控制溶解性攜帶和機械性攜帶。12.3.3鍋內(nèi)的蒸汽凈化鍋筒內(nèi)的凈化，是鍋筒鍋爐保證蒸汽品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。正因為有了鍋筒內(nèi)的凈化措施，所以可以適當降低鍋筒鍋爐對給水品質(zhì)的要求。1.汽水分離(1)汽水分離原理1)慣性力分離，使汽水改變方向，利用汽水所受離心力大小不同的原理來分離汽水2)重力分離，利用汽與水的密度差進行的自然分離。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機械工業(yè)出版社3)離心力分離，使汽水混合物產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，利用汽水所受離心力大小不同的原理來分離汽水。4)水膜分離，使蒸汽中的水滴粘附于金屬壁面或金屬網(wǎng)格上形成水膜流下而進行汽水分離。(2)汽水分離設備在現(xiàn)代大型鍋爐上，常見的汽水分離設備有:旋風分離器、百葉窗、頂部多孔板（均汽板）等。其中旋風分離器是最主要的汽水分離設備。1）旋風分離器旋風分離器是進行汽水粗分離的主要設備，它能有效地把汽水混合物中的汽和水分開。主要有四種型式:（a）立置非導流式旋風分離器；（b）立置導流式旋風分離器；（c）渦輪式旋風分離器；（d）臥式旋風分離器。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機械工業(yè)出版社圖12-

1立置非導流式旋風分離器圖12-2導流式旋風分離器筒體1

－筒體；

2

－筒底；

3

－導向葉片；

1

－筒體；

2

－溢流環(huán)；

3

－筒底導葉；

4

－導流板4

－溢流環(huán)；

5

－頂帽普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機械工業(yè)出版社普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機械工業(yè)出版社4

－鉤頭螺栓；

5

－固定式導向葉片；

6

－芯子；7

－外筒；

8

－內(nèi)筒；

9

－疏水夾層；

10

－支撐螺栓1

－梯形頂帽；

2

－波形板；

3

－集汽短管；圖12-4臥式布置的百葉窗分離器圖12-3渦輪式旋風分離器?2.蒸汽清洗?蒸汽清洗就是讓蒸汽與含鹽濃度較低的清洗水接觸,使溶解于蒸汽中的鹽分轉(zhuǎn)移到清洗水中,從而減少蒸汽的溶解帶鹽。另外也可使蒸汽中攜帶的含鹽量較高的爐水水滴轉(zhuǎn)入清洗水中,以此減少蒸汽的機械性帶鹽。蒸汽清洗的主要目的是減少蒸汽的溶解性攜帶。?(2)清洗裝置?按照蒸汽與水的接觸方式的不同,清洗裝置可分為噴水式、水膜式、穿層式等?1）噴水式?噴水式清洗是將給水噴入旋風分離器以上的蒸汽空間對蒸汽進行清洗。這是最簡單的清洗方法,清洗效率不高。?2）水膜式?水膜式清洗是將旋風分離器頂部的百葉窗傾斜放置（見圖12-5）,給水從百葉窗上端送入,當蒸汽穿過百葉窗時與波形板壁面的水膜接觸而進行清洗。在這種結構中,清洗水易被旋風分離器帶入的爐水污染,從而影響蒸汽品質(zhì)。?3）穿層式?穿層式清洗裝置是我國普遍采用的清洗裝置。由于蒸汽穿過清洗水層時水層會起泡,所以也稱為起泡穿層式。在近代超高壓及其以上壓力的鍋筒鍋爐中主要采用平板式清洗裝置,見圖12-6。普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機械工業(yè)出版社2

1普通高等教育“十二五

”規(guī)劃教材——鍋爐原理機械工業(yè)出版社圖12-6穿層清洗裝置

1

－平孔板；

2

－U型卡圖12-5水膜式清洗裝置?12.4鍋爐排污?12.4.1定期排污?定期排污又叫間斷排污和底部排污。定期排污的目的,是為了排除鍋爐內(nèi)形成的粘質(zhì)物、泥渣、沉淀和腐蝕產(chǎn)物等。定期排污閥門的開啟,應掌握時間不能過長,一個排污點一次排污的時間,按規(guī)定要求不超過30秒。排污時間過長,排污量過多,不但排掉了好水,浪費了熱能,而且嚴重時會使鍋爐水循環(huán)遭到破壞。尤其對帶有水冷壁上升管中的