第9章 汽包及蒸汽净化 2014

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1、第九章第九章 汽包及蒸汽净化汽包及蒸汽净化v v 一、蒸汽品质及其影响一、蒸汽品质及其影响蒸汽品质：蒸汽品质：是指蒸汽中的杂质含量，也即蒸是指蒸汽中的杂质含量，也即蒸汽的清洁程度。蒸汽中的杂质包括气体和非气体汽的清洁程度。蒸汽中的杂质包括气体和非气体杂质。常见气体杂质：杂质。常见气体杂质：O2，N2，CO2，NH3等。等。常见非气体杂质：硅酸，钠盐等，也称蒸汽含盐。常见非气体杂质：硅酸，钠盐等，也称蒸汽含盐。蒸汽含盐对锅炉和汽轮机的安全经济运行有蒸汽含盐对锅炉和汽轮机的安全经济运行有重要影响，因此对蒸汽品质有着严格的规定。重要影响，因此对蒸汽品质有着严格的规定。蒸汽含盐对机组的影响：蒸汽含盐对

2、机组的影响：过热器：过热器：杂质沉积在管子内壁形成盐垢，使蒸汽杂质沉积在管子内壁形成盐垢，使蒸汽流通截面变小，流阻增加，传热减弱，管壁温度流通截面变小，流阻增加，传热减弱，管壁温度升高。升高。蒸汽管道阀门：蒸汽管道阀门：可能引起阀门动作失灵、漏汽。可能引起阀门动作失灵、漏汽。汽轮机通流部分：汽轮机通流部分：改变叶片型线，蒸汽流阻增加，改变叶片型线，蒸汽流阻增加，出力及效率降低；严重时，可造成调速机构卡涩、出力及效率降低；严重时，可造成调速机构卡涩、轴向力增大，破坏转子止推轴承；叶片结盐垢严轴向力增大，破坏转子止推轴承；叶片结盐垢严重，还可能影响转子的平衡，使振动加大，甚至重，还可能影响转子的平

3、衡，使振动加大，甚至造成重大事故。造成重大事故。一般来说，一般来说，承担基本负荷的机组承担基本负荷的机组对蒸汽洁净度要对蒸汽洁净度要求高，求高，承担尖峰负荷的机组承担尖峰负荷的机组由于经常启停，每次启停由于经常启停，每次启停均有湿蒸汽通过，起到了清洗汽轮机的作用，对蒸汽均有湿蒸汽通过，起到了清洗汽轮机的作用，对蒸汽品质要求相对稍低。品质要求相对稍低。自然循环和强制循环锅炉自然循环和强制循环锅炉由于有由于有汽包，蒸汽净化和锅水除盐均可在汽包中实现，汽包，蒸汽净化和锅水除盐均可在汽包中实现，直流直流锅炉锅炉无汽包，对水质要求很高。无汽包，对水质要求很高。蒸汽品质标准蒸汽品质标准二、蒸汽污染的原因二

4、、蒸汽污染的原因蒸汽中含有杂质称为蒸汽中含有杂质称为蒸汽污染蒸汽污染。给水进入锅炉后。给水进入锅炉后逐渐被加热蒸发而浓缩，给水中所含杂质大部分转移逐渐被加热蒸发而浓缩，给水中所含杂质大部分转移到蒸发区的锅水中，因此到蒸发区的锅水中，因此锅水杂质浓度比给水高锅水杂质浓度比给水高很多。很多。蒸汽污染的原因蒸汽污染的原因有两个：第一个是由汽包送入过有两个：第一个是由汽包送入过热器的热器的饱和蒸汽携带锅水饱和蒸汽携带锅水，也是中低压锅炉蒸汽污染，也是中低压锅炉蒸汽污染的主要原因；第二个是的主要原因；第二个是蒸汽能溶解而携带某些盐类蒸汽能溶解而携带某些盐类，并且蒸汽溶盐能力随压力升高而增大，因此高压以上

5、并且蒸汽溶盐能力随压力升高而增大，因此高压以上锅炉蒸汽污染的原因，既有蒸汽带水，又有溶盐。锅炉蒸汽污染的原因，既有蒸汽带水，又有溶盐。可见，可见，蒸汽污染的根本原因在于锅炉给水中含有蒸汽污染的根本原因在于锅炉给水中含有杂质杂质。 机械携带：机械携带：蒸汽携带锅水水滴而带盐称为机械携带。蒸汽携带锅水水滴而带盐称为机械携带。 机械携带盐量大小取决于机械携带盐量大小取决于蒸汽带水量蒸汽带水量的多少以及的多少以及锅锅水含盐浓度水含盐浓度大小。蒸汽机械携带含盐量为：大小。蒸汽机械携带含盐量为： mg/kg100caVWSS mg/kg.WS：蒸汽湿度，表示蒸汽所含水的质量占湿蒸汽 总质量的百分数.：锅水

6、的含盐量，蒸汽带水的蒸汽带水的原因：原因： 当汽水混合物从汽包水容积引入时，由于汽泡穿出水当汽水混合物从汽包水容积引入时，由于汽泡穿出水面，将水面撕裂，形成许多大小不等的水滴。面，将水面撕裂，形成许多大小不等的水滴。 当汽水混合物从汽包汽空间引入时，汽水混合物冲击当汽水混合物从汽包汽空间引入时，汽水混合物冲击水面或锅筒内部装置，或汽流相互冲击而形成许多向水面或锅筒内部装置，或汽流相互冲击而形成许多向不同方向飞溅的水滴。不同方向飞溅的水滴。 质量较大的水滴具有较大的动能，溅起高度也较大，质量较大的水滴具有较大的动能，溅起高度也较大，若蒸汽空间高度不够，就有可能被蒸汽带走。若蒸汽空间高度不够，就有

7、可能被蒸汽带走。 细小的水滴动能较小，飞溅不高，但因质量轻，若汽细小的水滴动能较小，飞溅不高，但因质量轻，若汽流速度较大，有可能被蒸汽卷吸带走。流速度较大，有可能被蒸汽卷吸带走。机械携带影响因素机械携带影响因素：包括锅炉负荷、锅水含盐量、汽包括锅炉负荷、锅水含盐量、汽包汽空间高度、工作压力等。包汽空间高度、工作压力等。 锅炉负荷：锅炉负荷：负荷负荷，进入汽包的汽水混合物动能，进入汽包的汽水混合物动能，生成水滴量生成水滴量，蒸汽湿度，蒸汽湿度， 。a. 实验表明，当锅水含盐量一定时，有：实验表明，当锅水含盐量一定时，有：caVS . .An：与压力和汽水分离 装置有关的系数：随负荷而变的指数nA

8、D蒸汽湿度蒸汽湿度与负荷与负荷D的关系的关系负荷负荷D2为临界蒸汽负荷。为临界蒸汽负荷。实际运行中最大负荷应低实际运行中最大负荷应低于临界负荷，以免蒸汽湿于临界负荷，以免蒸汽湿度过大。度过大。在设计汽包及其内部装置时，常用到蒸发面负荷在设计汽包及其内部装置时，常用到蒸发面负荷RA和蒸汽空间负荷和蒸汽空间负荷RS两个指标：两个指标： ASRDARDV . AV：汽包中蒸发面面积：汽包蒸汽空间容积.蒸发面负荷蒸发面负荷RA表示单位时间单位蒸发面上产生的表示单位时间单位蒸发面上产生的蒸汽容积，可代表蒸汽在汽包蒸汽空间的平均上升速蒸汽容积，可代表蒸汽在汽包蒸汽空间的平均上升速度，即代表蒸汽带走水滴的能

9、力。度，即代表蒸汽带走水滴的能力。蒸汽空间负荷蒸汽空间负荷RS表示表示蒸汽单位时间通过单位蒸汽蒸汽单位时间通过单位蒸汽空间的蒸汽容积流量，即蒸汽在汽包蒸汽空间停留时空间的蒸汽容积流量，即蒸汽在汽包蒸汽空间停留时间的倒数。间的倒数。RS越小蒸汽逗留时间越长，蒸汽中的水滴越小蒸汽逗留时间越长，蒸汽中的水滴有更多机会重新落回水面。有更多机会重新落回水面。b. 锅水含盐量：锅水含盐量：SW，水的表面张力减小，粘度增加，水的表面张力减小，粘度增加，会使会使汽泡直径减小，液膜强度增大：汽泡直径减小，液膜强度增大： 汽泡直径汽泡直径，汽水相对速度，汽水相对速度，汽包水容积含汽量，汽包水容积含汽量，水位水位，

10、蒸汽空间高度，蒸汽空间高度，蒸汽湿度，蒸汽湿度， 汽泡直径汽泡直径，汽泡内部过剩压力，汽泡内部过剩压力，破裂时抛出的水滴，破裂时抛出的水滴越小越多，易被蒸汽带走；越小越多，易被蒸汽带走； 汽泡液膜强度汽泡液膜强度，使汽泡在液膜很薄时才破裂，生成，使汽泡在液膜很薄时才破裂，生成大量小水滴，易被蒸汽带走；大量小水滴，易被蒸汽带走； 汽泡液膜强度汽泡液膜强度，汽泡不易破裂，易在蒸发面上形成，汽泡不易破裂，易在蒸发面上形成泡沫层，使蒸汽空间高度泡沫层，使蒸汽空间高度，蒸汽湿度，蒸汽湿度， caVScaVS蒸汽含盐与锅水含盐的关系蒸汽含盐与锅水含盐的关系蒸发量蒸发量D1D2蒸汽含盐与锅水含盐的关系：蒸汽

11、含盐与锅水含盐的关系：线性段：锅水含盐量线性段：锅水含盐量，蒸汽带水量未变，蒸汽含盐，蒸汽带水量未变，蒸汽含盐增多是因为锅水含盐量增大。增多是因为锅水含盐量增大。 mg/kg100caVWSS汽水共腾：锅水含盐量达到汽水共腾：锅水含盐量达到某个值，蒸汽含盐量突增，因某个值，蒸汽含盐量突增，因为蒸汽空间高度显著减小，汽为蒸汽空间高度显著减小，汽空间中微小水滴显著增加，蒸空间中微小水滴显著增加，蒸汽带水量和锅水含盐量均变大。汽带水量和锅水含盐量均变大。蒸汽含盐量显著增大。蒸汽含盐量显著增大。随负荷增大，水容积含汽量随负荷增大，水容积含汽量增大，水位上升，汽空间高度增大，水位上升，汽空间高度减小，锅