蒸汽污染及防止.ppt

1、蒸汽污染及防止,劉娟 5月25日,蒸汽污染的定義及意義,從鍋爐出來的蒸汽總是含有少量雜質(zhì)的，當(dāng)蒸汽中的硅酸、鈉鹽等物質(zhì)含量超過了規(guī)定，就叫做蒸汽污染。 污染蒸汽中的雜質(zhì)會沉積在蒸汽通過的各個部位。如果過熱器和汽輪機(jī)內(nèi)積鹽，會影響機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。例如，在過熱器中積鹽，由于各種鹽的傳熱性能很差，使鍋爐的熱量隨煙氣流失，從而浪費(fèi)燃料，還會引起爆管事故。在汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)或主汽門積鹽，會使汽門產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象，降低工作的可靠性，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致危險事故的發(fā)生。當(dāng)汽輪機(jī)的動、靜葉片上積鹽，會使蒸汽流通截面減小，因而阻力增加，使汽輪機(jī)的出力下降。同時，使汽輪機(jī)各級間的壓降增大，使葉片應(yīng)力和軸向推力增加，還會

2、增加機(jī)組的振動。所以研究蒸汽污染及獲得清潔蒸汽的方法等是很重要的。,飽和蒸汽污染,在汽包鍋爐中，過熱蒸汽的品質(zhì)主要取決于汽包送出的飽和蒸汽的品質(zhì)，所以一般只討論飽和蒸汽的污染。 對于汽包鍋爐，飽和蒸汽污染主要是由蒸汽帶水和蒸汽溶解雜質(zhì)兩個原因造成的。,一、飽和蒸汽帶水 從汽包送出的飽和蒸汽常夾帶一些鍋水的小水滴，鍋水中的各種雜質(zhì)會隨水滴帶進(jìn)蒸汽中，這種現(xiàn)象稱為飽和蒸汽的機(jī)械攜帶。 二、飽和蒸汽溶解雜質(zhì) 蒸汽有溶解某些物質(zhì)的能力，蒸汽壓力越高，蒸汽的溶解能力越大，這是因?yàn)轱柡驼羝膲毫υ礁撸芏仍酱?，蒸汽的性能越接近于水的性能，所以高參?shù)蒸汽溶解鍋水中的某些物質(zhì)的能力較大，我們把飽和蒸汽因溶解而

3、攜帶某些物質(zhì)的現(xiàn)象稱為蒸汽的溶解攜帶。飽和蒸汽溶解某物質(zhì)的能力可用分配系數(shù)“KF”來表示，“KF”越大，表示飽和蒸汽溶解該物質(zhì)的能力越大。,鍋爐水中常見物質(zhì)按其在飽和蒸汽中溶解能力的大小，劃分為三類：1、硅酸類；2、NaCl、NaOH等；3、Na2SO4、Na3PO4和Na2SiO3 由此可見飽和蒸汽的溶解攜帶時有選擇性的，也稱為選擇性攜帶。 飽和蒸汽攜帶某物質(zhì)的量，應(yīng)為水滴攜帶和機(jī)械攜帶之和。對于不同壓力的汽包鍋爐，蒸汽攜帶鹽類物質(zhì)的情況不同。 低壓鍋爐（小于2.5MPa），多是機(jī)械攜帶； 中壓鍋爐（2.5-5.9MPa），多是機(jī)械攜帶； 高壓鍋爐（6.0-12.9MPa），多是溶解攜帶；

4、超高壓鍋爐（大于13MPa），多是溶解攜帶,二、影響蒸汽帶水和溶解雜質(zhì)的因素,一、影響飽和蒸汽帶水因素 1、汽包水位對蒸汽帶水的影響 2、鍋爐負(fù)荷影響 3、鍋爐水含鹽量對蒸汽帶水的影響 4、鍋爐壓力對蒸汽帶水的影響,二、影響飽和蒸汽溶解攜帶的因素 1、鍋爐壓力對蒸汽溶解攜帶的影響 飽和蒸汽的溶解攜帶隨鍋爐壓力的升高而增大。 2、鍋爐pH值對硅酸溶解攜帶系數(shù)的影響 飽和蒸汽溶解的主要是硅酸，對硅酸鹽的溶解能力很小，所以硅酸的溶解系數(shù)與鍋爐水中的硅化物形態(tài)有關(guān)，而這又取決于爐水的pH值。pH降低，蒸汽對硅酸的溶解攜帶增大。 對于高參數(shù)鍋爐硅酸的溶解攜帶系數(shù)很大，為保證蒸汽含硅量不超過允許值，應(yīng)嚴(yán)格

5、控制鍋爐水的含硅量。,三、蒸汽流通系統(tǒng)的鹽類沉積,1、過熱器內(nèi)的鹽類沉積 原因：飽和蒸汽攜帶鹽類物質(zhì)，分兩種狀態(tài)；一是蒸汽選擇性攜帶鹽類物質(zhì)，主要是硅酸；另一種是呈液體狀態(tài)，主要是含鈉鹽的水滴。當(dāng)飽和蒸汽被加熱成過熱蒸汽時，小水滴會因蒸發(fā)、濃縮直至被蒸干而積鹽。另外過熱蒸汽比飽和蒸汽溶解能力大，水滴中的鹽類會溶解在過熱蒸汽中，使蒸汽中的溶解物含量增加，帶入汽輪機(jī)中。,分布情況：過熱器內(nèi)沉積的鹽類主要是鈉化合物，硅化合物主要沉積在汽輪機(jī)內(nèi)。 在過熱器內(nèi)還可能沉積有鐵的氧化物（腐蝕產(chǎn)物） 清除方法：因沉積物主要是溶于水的鈉鹽，利用檢修機(jī)會采用水洗的方法就可去除。金屬腐蝕產(chǎn)物及其他難溶沉積物，應(yīng)采用

6、化學(xué)清洗。 水洗一般用凝結(jié)水進(jìn)行，也可用除鹽水，水溫控制在70-80度。 2、汽輪機(jī)內(nèi)鹽類沉積物 鹽類沉積形成原因：一般主要是硅酸和各種鈉化合物溶液，及少量固態(tài)鈉和鐵的氧化物。,帶有各種雜質(zhì)的過熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后，由于壓力和溫度降低，鈉化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度隨壓力降低而減少，當(dāng)其中某種物質(zhì)的溶解度下降到到它在蒸汽中的含量時，該物質(zhì)就會以固態(tài)析出，并沉積在蒸汽流通部位。 分布規(guī)律： 不同級中沉積物不一樣； 不同級中沉積物的化學(xué)組成不同； 供熱機(jī)組和經(jīng)常啟、停得汽輪機(jī)內(nèi)沉積物量較少。,汽輪機(jī)內(nèi)鹽類沉積物的清洗 在汽輪機(jī)檢修時如果發(fā)現(xiàn)有沉積物，應(yīng)取樣進(jìn)行沉積物分析，以便確定清除的方法。沉積在汽

7、輪機(jī)內(nèi)的不溶于水的沉積物，一般是在汽輪機(jī)大修時，用機(jī)械的方法清除。例如噴砂法處理。對于二氧化硅，可將轉(zhuǎn)子吊出汽缸，并放入濃度3-5%的NaOH溶液中，融入蒸汽煮，然后用水沖洗干凈。,四、獲得清潔蒸汽的方法,飽和蒸汽中的雜質(zhì)來源于鍋爐水，所以為了獲得清潔蒸汽，以防止在蒸汽流通部位積鹽，首先應(yīng)減少鍋爐水中雜質(zhì)的含量，還應(yīng)設(shè)法減少蒸汽的帶水量和降低雜質(zhì)在蒸汽中的溶解量。具體措施有： 一、減少進(jìn)入鍋爐水中雜質(zhì)量 二、鍋爐排污 三、汽包內(nèi)部裝置 四、調(diào)整鍋爐運(yùn)行工況 五、化學(xué)除沫劑,減少進(jìn)入鍋爐水中雜質(zhì)量量，主要應(yīng)保證給水水質(zhì)優(yōu)良。保證給水水質(zhì)優(yōu)良的方法如下： 1、減少熱力系統(tǒng)的汽水損失，降低補(bǔ)給水量。

8、 2、采用優(yōu)良的水處理工藝，降低補(bǔ)給水中雜質(zhì)的含量。 3、防止凝汽器漏泄，以免汽輪機(jī)凝結(jié)水被冷卻水污染。 4、采取給水和凝結(jié)水系統(tǒng)的防腐措施，減少給水中的金屬腐蝕產(chǎn)物。 5、對于新安裝的鍋爐在啟動前應(yīng)進(jìn)行化學(xué)清洗，以除去鍋內(nèi)黏附的氧化鐵、腐蝕產(chǎn)物、焊渣和硅化物等雜質(zhì)，以減少啟動后露水中各種雜貨的含量，使蒸汽品質(zhì)較快達(dá)到合格。,鍋爐運(yùn)行過程中，隨著鍋水不斷蒸發(fā)濃縮，水中雜質(zhì)逐漸增多，這些雜質(zhì)少量被蒸汽帶走，大部分留在鍋爐水中，當(dāng)爐水的含鹽量和含硅量超過一定限度時，會造成蒸汽品質(zhì)不良；當(dāng)鍋爐水中的水渣較多時也會影響蒸汽品質(zhì)，而且還可能造成爐管堵塞，危及鍋爐的安全運(yùn)行，因此為了使鍋爐水中的含鹽量和含

9、硅量維持在極限允許值以內(nèi)，排掉鍋爐水中的水渣，在運(yùn)行中需經(jīng)常放掉一部分鍋爐水，并且補(bǔ)入相同量的給水，這叫做鍋爐排污。 鍋爐排污方式有連續(xù)排污和定期排污。 連續(xù)排污是連續(xù)不斷的將汽包中水面附近的鍋水排出，目的主要是防止鍋爐水中的含鹽量和含硅量過高，另外也能排出少量鍋爐水中細(xì)微或懸浮的水渣。 連排開度一般控制不低于3%。 定期排污時定期從鍋爐水循環(huán)系統(tǒng)的最低點(diǎn)（如從水冷壁的下聯(lián)箱處）排放掉部分鍋爐水，目的是為了排除水渣。,水渣大部分沉積在水循環(huán)系統(tǒng)的下部，所以定排點(diǎn)應(yīng)設(shè)在水循環(huán)系統(tǒng)的最低點(diǎn)。 為了不影響鍋爐的水循環(huán)，定排時間一般不超過0.5-1分鐘，每次排污量一般為鍋爐蒸發(fā)量的0.1-0.5%。定排最好在鍋爐低負(fù)荷時進(jìn)行，因?yàn)榇藭r循環(huán)速度低，水渣下沉，排放的效果最好。定排時間間隔根據(jù)鍋爐水質(zhì)來決定，一般鍋爐每8h進(jìn)行一次或24h進(jìn)行一次。 鍋爐的排污量要根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果來定。但鍋爐的排污會損失一些熱量和水量，所以在保證蒸汽品質(zhì)合格的前提下，應(yīng)盡量減少鍋爐的排污率，每減少1%的排污，一般可節(jié)省0.2%的燃料，但為了防止鍋內(nèi)水渣積聚，鍋爐的排污率也不應(yīng)太小。,汽包內(nèi)部裝置： 指為了獲得清潔蒸汽而設(shè)置在汽包內(nèi)部的汽水分離裝置，蒸汽清洗裝置以及分段蒸發(fā)裝置。 調(diào)整鍋爐運(yùn)行工況： 鍋爐的負(fù)荷、負(fù)荷變化速度和汽包水位等運(yùn)行工況，對飽和蒸汽的帶水量有很大影響。通過熱化學(xué)試驗(yàn)可