蒸汽凈化,汽包內(nèi)部裝置.ppt

1、2020/9/18,Principles of Boiler,Page 1,第九章 蒸汽凈化及汽包內(nèi)部裝置,1 蒸汽的凈化 一、蒸汽凈化的原因 二、蒸汽污染的原因 2 汽包內(nèi)部裝置 一、汽水分離設(shè)備 二、蒸汽清洗 三、鍋爐排污,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 2,一、蒸汽凈化的原因,蒸汽的品質(zhì)是指蒸汽中鈉鹽、硅酸、CO2、和NH3等雜質(zhì)含量的多少。,過(guò)熱器： 雜質(zhì)沉積在管子內(nèi)壁形成鹽垢，使蒸汽流通截面變小，流阻增加；傳熱減弱,管壁溫度升高。,蒸汽管道閥門(mén)： 可能引起閥門(mén)動(dòng)作失靈、漏汽。,汽輪機(jī)通流部分 ： 改變?nèi)~片型線，減少蒸汽流通面積，增加阻力，出力及

2、效率降低；嚴(yán)重時(shí)，調(diào)速機(jī)構(gòu)卡澀、軸向力增大，破壞轉(zhuǎn)子止推軸承；還可能影響轉(zhuǎn)子的平衡而造成重大事故。,含有雜質(zhì)的蒸汽可能經(jīng)過(guò)的地方和存在形式：,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 3,1 蒸汽的凈化,二、蒸汽污染的原因 蒸汽的污染是指蒸汽中含有雜質(zhì)，它是由飽和蒸汽的機(jī)械攜帶和溶鹽兩個(gè)原因造成的。 飽和蒸汽的機(jī)械攜帶 蒸汽溶鹽及選擇性攜帶,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 4,（一）飽和蒸汽的機(jī)械攜帶,飽和蒸汽的機(jī)械攜帶是指飽和蒸汽攜帶溶解有雜質(zhì)而使含鹽濃度增大的鍋水水滴。蒸汽攜帶的鍋水水滴越多，鍋水含鹽濃度越大，蒸汽機(jī)械攜

3、帶量就越大。,由于機(jī)械攜帶，蒸汽的含鹽量 式中 為鍋水含鹽量，mgkg,機(jī)械攜帶量的多少取決于蒸汽的帶水量及鍋水含鹽濃度。前者以蒸汽濕度表示，即蒸汽含水量占濕蒸汽重量的百分比。,影響蒸汽帶水的主要因素為鍋爐負(fù)荷、鍋爐工作壓力、汽包蒸汽空間高度、鍋水含鹽量及汽包內(nèi)部裝置等 。,3/5,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 5,蒸汽面負(fù)荷是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)汽包單位蒸發(fā)面積的蒸汽 流量，用 來(lái)表示，即 鍋爐蒸發(fā)量，t/h； 飽和蒸汽比體積，m3/kg； 汽包蒸發(fā)面面積，m2。,（一）飽和蒸汽的機(jī)械攜帶,影響蒸汽帶水的主要因素為鍋爐負(fù)荷、鍋爐工作壓力、汽包蒸汽空間高度

4、、鍋水含鹽量及汽包內(nèi)部裝置等 。,鍋爐負(fù)荷,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 6,（一）飽和蒸汽的機(jī)械攜帶,蒸汽面負(fù)荷增加，對(duì)水滴的攜帶作用加強(qiáng)，使蒸汽帶水量增加，蒸汽濕度增大，如圖9-1所示。其關(guān)系式如下式（93）： （93） 汽包蒸發(fā)面面積，m2，它與壓力和汽水分離裝置有關(guān)。 與負(fù)荷D有關(guān)的系數(shù)。,提高鍋爐負(fù)荷D，飽和蒸汽機(jī)械攜帶含鹽量增大。,影響蒸汽帶水的主要因素為鍋爐負(fù)荷、鍋爐工作壓力、汽包蒸汽空間高度、鍋水含鹽量及汽包內(nèi)部裝置等 。,鍋爐負(fù)荷,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 7,（一）飽和蒸汽的機(jī)械攜帶,提

5、高鍋爐負(fù)荷D，飽和蒸汽機(jī)械攜帶含鹽量增大。,鍋爐負(fù)荷,影響蒸汽帶水的主要因素為鍋爐負(fù)荷、鍋爐工作壓力、汽包蒸汽空間高度、鍋水含鹽量及汽包內(nèi)部裝置等 。,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 8,（一）飽和蒸汽的機(jī)械攜帶,影響蒸汽帶水的主要因素為鍋爐負(fù)荷、鍋爐工作壓力、汽包蒸汽空間高度、鍋水含鹽量及汽包內(nèi)部裝置等 。,3/5,2.鍋爐工作壓力,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 9,（一）飽和蒸汽的機(jī)械攜帶,影響蒸汽帶水的主要因素為鍋爐負(fù)荷、鍋爐工作壓力、汽包蒸汽空間高度、鍋水含鹽量及汽包內(nèi)部裝置等 。,3.汽包水位汽包蒸汽空

6、間高度,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 10,（一）飽和蒸汽的機(jī)械攜帶,影響蒸汽帶水的主要因素為鍋爐負(fù)荷、鍋爐工作壓力、汽包蒸汽空間高度、鍋水含鹽量及汽包內(nèi)部裝置等 。,鍋水含鹽量,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 11,式中 蒸汽的攜帶系數(shù)， ，%。,（二）蒸汽溶鹽及選擇性攜帶,選擇性攜帶：飽和蒸汽具有直接溶解鹽分的能力，即蒸汽溶鹽，蒸汽對(duì)不同鹽分的溶解能力不同即蒸汽溶鹽具有選擇性。,蒸汽對(duì)某種物質(zhì)的溶解量用分配系數(shù)a來(lái)表示，分配系數(shù)a是指某物質(zhì)溶解于蒸汽的量（mgkg）與該物質(zhì)溶解于鍋水中的量（mgkg）之比，即

7、,對(duì)高壓和超高壓以上的鍋爐，蒸汽污染是由蒸汽帶水（即機(jī)械攜帶）和溶鹽兩種 原因引起的，即蒸汽既攜帶鍋水又溶解鹽類(lèi)。此時(shí)，蒸汽中所含某物質(zhì)的總量為：,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 12,蒸汽溶鹽及選擇性攜帶,蒸汽溶鹽的特點(diǎn)： 飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽均可溶解鹽類(lèi)。 蒸汽的溶鹽能力隨蒸汽壓力升高而增大。 如圖9-4所示。 蒸汽對(duì)不同鹽類(lèi)的溶解有選擇性。 硅酸（H2SiO3）分配系數(shù)最大； 但硅酸鹽等(Na2SiO3等)分配系數(shù)小。 NaOH、NaCl、CaCl2中等,對(duì)于高壓和超高壓的大容量鍋爐蒸汽的污染原因：蒸汽帶水和溶鹽。,2020/9/18,Princip

8、les of Boiler,Page 13,2 汽包的內(nèi)部裝置,一、汽水分離設(shè)備 二、蒸汽清洗 三、鍋爐排污,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 14,一、汽水分離裝置,汽水分離裝置的主要工作原理是利用水和汽的密度差和離心力作用。,1/3,汽水分離裝置包括擋板、孔板（有水下孔板和集汽孔板）、百葉窗分離器（波形板分離器）、旋風(fēng)分離器。,百葉窗分離器：由很多平行波紋板組成，可臥式或立式布置，蒸汽與水平行反向或互相垂直流動(dòng)。,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 15,波形板,2020/9/18,Principles of Boi

9、ler,Page 16,柱形筒式旋風(fēng)分離器 汽水混合物以一定的速度沿切線方向進(jìn)入筒體，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，水滴由于離力作用被拋向筒壁，并沿筒壁流下，蒸汽則由中心上升。,柱形筒體旋風(fēng)分離器,溢流環(huán)：裝在圓筒頂部，以防貼筒水膜被上升汽流撕破重新使蒸汽帶水。,圓形底板：位于筒底中心，底板周?chē)沫h(huán)形通道內(nèi)裝有傾斜導(dǎo)葉，使水穩(wěn)定地流入汽包水容積中，以防止水向下排出時(shí)將蒸汽帶出。,波形板頂帽：裝在分離器的頂部，再次使汽水分離。,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 17,渦輪式分離器 汽水混合物由分離器底部軸向進(jìn)入，固定式導(dǎo)向葉片產(chǎn)生的離心力使工質(zhì)產(chǎn)生強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)而分離，水被拋到內(nèi)筒壁

10、向上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)集汽短管與內(nèi)筒之間的環(huán)形截面流入疏水夾層，然后折向下流，進(jìn)入汽包水容積；蒸汽則由筒體的中心部分上升經(jīng)波形板分離器進(jìn)入汽包蒸汽空間。,1-梯形頂帽；2-百葉窗板；3-集汽短管； 4-鉤頭；5-固定式導(dǎo)向葉片；6-芯子； 7-外筒；8-內(nèi)筒；9-疏水夾層；10-支撐螺栓,渦輪式旋風(fēng)分離器,渦輪式分離器分離高效高，體積小； 但阻力較大，常用于強(qiáng)制循環(huán)鍋爐。,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 18,二、蒸汽清洗,蒸汽清洗：使蒸汽通過(guò)潔凈的清洗水（一般為給水），利用清洗水與鍋水含鹽濃度差來(lái)降低蒸汽溶解攜帶的鹽分。,蒸汽清洗主要用于減少溶解性攜帶，也可減

11、少蒸汽機(jī)械攜帶的鹽分，因?yàn)榻?jīng)清洗的蒸汽帶出的水為含鹽濃度較低的清潔水，而不是鍋水。,大機(jī)組汽包的相對(duì)長(zhǎng)度減少，加裝清洗裝置有困難；由于蒸汽溶解硅酸的分配系數(shù)隨之增大，清洗裝置效率明顯下降 亞臨界壓力汽包爐，主要靠改善給水條件來(lái)保證蒸汽品質(zhì)，可不采用蒸汽清洗裝置,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 19,穿層式清洗裝置：蒸汽穿過(guò)清洗水層時(shí)水層會(huì)起泡，所以也稱(chēng)為汽泡穿層式，多采用平板式清洗裝置。,（二）蒸汽清洗： 減少蒸汽的溶解性攜帶。 基本原理 清潔給水與含鹽蒸汽接觸，鹽分?jǐn)U散至清水，普遍采用穿層式清洗裝置。,2020/9/18,Principles of B

12、oiler,Page 20,鍋爐排污系統(tǒng),2020/9/18,Principles of Boiler,Page 21,鍋爐排污系統(tǒng),鍋爐排污: 鍋爐運(yùn)行中，將帶有較多鹽分和水渣的鍋水排放到鍋爐外，稱(chēng)為鍋爐排污。 排污的目的: 排掉含鹽濃度較高的鍋水，以及鍋水中的腐蝕物及沉淀物，使鍋水含鹽量維持在規(guī)定的范圍之內(nèi)，以減小鍋水的膨脹及出現(xiàn)泡沫層，從而可減小蒸汽濕度及含鹽量，保證良好的蒸汽品質(zhì)。同時(shí)，排污還可消除或減輕蒸發(fā)受熱面管內(nèi)結(jié)垢。,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 22,三、鍋爐排污,連續(xù)排污 ：連續(xù)不斷地從汽包中排出因水蒸發(fā)含鹽量不斷增大的部分鍋水，代

13、之以比較純凈的給水，以獲得符合品質(zhì)要求（含鹽量和堿度保持在規(guī)定值內(nèi)）的蒸汽。 連續(xù)排污應(yīng)從鍋水含鹽量最大的部位（通常是汽包水容積靠近蒸發(fā)面處）引出。,定期排污：用以排除水中的沉渣、鐵銹，以防這些雜質(zhì)在水冷壁管中結(jié)垢和堵塞 定期排污應(yīng)從循環(huán)回路的最低位置，即沉淀物積聚最多的地方（如水冷壁下部聯(lián)箱或大直徑下降管底部）引出，間斷進(jìn)行。,2020/9/18,Principles of Boiler,Page 23,排污率的計(jì)算,鍋爐鹽平衡 進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)的鹽的質(zhì)量=離開(kāi)蒸發(fā)系統(tǒng)的鹽的質(zhì)量 鍋爐鹽平衡方程 DgsSgs=DSq+DpwSpw 排污率 p=(Dpw/D)100 % p=(Sgs-Sq)/(Sls-Sgs) p (Sgs/(Sls