鍋爐原理第11章蒸汽凈化和水工況課件

熱能與動力工程第十一章蒸汽凈化和水工況熱能與動力工程第十一章蒸汽凈化和水工況熱能與動力工程第一節(jié)概述一、蒸汽的品質及雜質的來源1．蒸汽的品質壓力、溫度、雜質的含量；2．雜質各種鹽類，堿及氧化物、腐蝕產(chǎn)物等，絕大部分是鹽類和腐蝕產(chǎn)物。對蒸汽規(guī)定了雜質含量的標準（雜質含量上限），鍋爐的參數(shù)越高，要求就越高。熱能與動力工程第一節(jié)概述熱能與動力工程3．雜質來源原水經(jīng)過一定程度凈化處理后得到鍋爐的給水，自然環(huán)鍋爐來說，給水帶入鍋爐的雜質（即鹽份）有三個出路：（1）大部分隨鍋爐的排污排掉了；（2）小部分隨過熱蒸汽帶出鍋爐；（3）其余部分在鍋爐的蒸發(fā)系統(tǒng)內循環(huán)。熱能與動力工程3．雜質來源熱能與動力工程Sgs—水處理后殘余的鹽份Sq—蒸汽攜帶的鹽份Sls—爐水攜帶的鹽份，鹽濃縮及腐蝕產(chǎn)物等SlsSgsSq排污熱能與動力工程Sgs—水處理后殘余的鹽份SlsSgsSq排污熱能與動力工程二、雜質的危害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。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解度，因此，將有鹽份在過熱器內析出沉積，否則在后面的汽輪機內析出沉積。熱能與動力工程二、雜質的危害熱能與動力工程2．危害表現(xiàn)表現(xiàn)在鍋爐的工質側，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來。（1）過熱器積鹽流動阻力增加，傳熱熱阻增加，管壁溫度升高；（2）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；（3）汽輪機的通流部分積鹽葉型發(fā)生改變，阻力增加，出力及效率下降調速機構及主汽門卡澀，造成嚴重的后果。熱能與動力工程2．危害表現(xiàn)熱能與動力工程三、蒸汽雜質的攜帶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——

稱為機械攜帶熱能與動力工程三、蒸汽雜質的攜帶熱能與動力工程（2）蒸汽直接溶解鹽份—稱為選擇性攜帶所以，蒸汽攜帶雜質的總量：熱能與動力工程（2）蒸汽直接溶解鹽份—稱為選擇性攜帶熱能與動力工程四、提高蒸汽品質的方法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不能夠使爐水含鹽量降低。采用排污的手段：1）連續(xù)排污—從鍋筒內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—降低機械攜帶；3．蒸汽清洗—降低溶鹽以及機械攜帶；4．分段蒸發(fā)（結構復雜，已較少用）熱能與動力工程四、提高蒸汽品質的方法熱能與動力工程第二節(jié)蒸汽帶鹽的機理一、飽和蒸汽的機械攜帶（蒸汽帶水）蒸汽帶水的影響因素：1．鍋筒壓力2．蒸汽的負荷3．蒸汽空間高度對蒸汽帶水的影響4．爐水含鹽量熱能與動力工程第二節(jié)蒸汽帶鹽的機理熱能與動力工程二、飽和蒸汽溶鹽（一）具有以下的特點1．具有選擇性：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。熱能與動力工程二、飽和蒸汽溶鹽熱能與動力工程（二）爐水中的物質在飽和蒸汽中的溶解能力，分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類：Ⅰ類易溶：主要是硅酸，H2SiO3，危害最大，沉積在較低壓力的汽輪機級的葉片上，幾乎無法用水沖洗。提高爐水的堿度（即PH值升高），有利于硅酸轉化成硅酸鹽Ⅱ類一般溶：NaOH，NaCI，CaCI2。Ⅲ類難溶：硅酸鹽，Na2SO4，Na2SiO3，Na2PO4……熱能與動力工程（二）爐水中的物質在飽和蒸汽中的溶解能力，分為熱能與動力工程第三節(jié)汽水分離和蒸汽清洗對策：機械攜帶—汽水分離；溶鹽—蒸汽清洗。熱能與動力工程第三節(jié)汽水分離和蒸汽清洗對策：熱能與動力工程一、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—氣流轉向；（3）離心力分離—離心力可以比重力大幾百至幾千倍；（4）水膜分離—水黏附在金屬壁面上形成水膜流下來。熱能與動力工程一、汽水分離熱能與動力工程3．分離裝置實際工程上的分離裝置同時利用幾種分離原理：（1）鍋內旋風分離器（2）檔板，消除動能；（3）孔板，消除動能，均勻流動（4）百葉窗等熱能與動力工程3．分離裝置熱能與動力工程二、蒸汽清洗1．主要的目的是降低蒸汽中的溶鹽，也減少了機械攜帶的鹽份。2．機理經(jīng)分離后的蒸汽，再經(jīng)過潔凈水層（來自給水）進行清洗，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)生物質擴散，使溶于蒸汽中的鹽份部分地轉移到清洗水中。熱能與動力工程二、蒸汽清洗熱能與動力工程3．效果理論上可以提高蒸汽品質達40倍以上，但實際上，一般只能提高4~10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，水冷壁受熱面要增加蒸汽凝結量的蒸發(fā)份額，分離器的負荷增加；（2）蒸汽的凝結將給水溫度加熱到飽和溫度，不利于水循環(huán)的安全。一般40~50%的給水用于蒸汽清洗。熱能與動力工程3．效果熱能與動力工程5．蒸汽清洗裝置常用平孔板式，或稱為起泡穿層式。采用2~3mm厚的鋼板，開出直徑為8~12mm小孔，蒸汽的穿孔速度為1.3~1.6m/s，清洗水層為50~70mm，蒸汽向上流動的阻力托住水層，使水不至于漏下來。熱能與動力工程5．蒸汽清洗裝置熱能與動力工程第四節(jié)鍋爐水工況一、天然水質含有：1．懸浮物2．膠體物3．溶解物質（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，熱能與動力工程第四節(jié)鍋爐水工況一、天然水質熱能與動力工程（2）氣體（氧氣，CO2，氮氣等），會發(fā)生氣體腐蝕（屬于電化學腐蝕）（3）其他有機物質。熱能與動力工程（2）氣體（氧氣，CO2，氮氣等），會發(fā)生氣體熱能與動力工程二、水質指標通常，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，就需要除去銅等。熱能與動力工程二、水質指標熱能與動力工程三、受熱面工質側結水垢（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，結晶核心在壁面上的粗糙點，也稱為一次水垢；2．水渣—沉積在水中，結晶中心是水中的膠體質點，可及時排出，否則可形成二次水垢?，F(xiàn)代電站的水處理技術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。熱能與動力工程三、受熱面工質側結水垢熱能與動力工程四、鍋筒鍋爐的水質工況1．給水標準規(guī)定了水的硬度（或電導率），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給水，凝結水不再經(jīng)過處理，而對鍋爐水進行校正處理，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。熱能與動力工程四、鍋筒鍋爐的水質工況熱能與動力工程五、直流鍋爐的水工況1．特點無鍋筒，給水直接加熱，蒸發(fā)，過熱，不能進行爐水校正處理和排污，要求水質品質很高。2．受熱面鹽份沉積在蒸發(fā)過程接近終結時，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)段放在熱負荷較低的煙氣段，定期進行清洗；結構復雜。（2）對全部凝結水進行深度除鹽，不再設置過渡區(qū)。熱能與動力工程五、直流鍋爐的水工況人有了知識，就會具備各種分