08第八章 蒸发系统.ppt

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1、第八章 蒸发系统第一节 自然循环原理与基本概念一一 自然循环原理自然循环原理 定义：在一个闭合的回路中，由于工质自身的密度差造成的重位压差，推动工质流动的现象。自然循环锅炉的循环回路是由锅筒、下降管、分配水管、水冷壁下联箱、水冷壁管、水冷壁上联箱、汽水混合物引出管、汽水分离器组成的，如图所示；重位压差是由下降管和上升管(水冷壁管)内工质密度不同造成的；而密度差是由下降管引入水冷壁的水吸收炉膛内火焰的辐射热量后，进行蒸发，形成汽水混合物，使工质密度降低形成的。下降管侧上升管侧 水在回路中循环流动时，下降管侧压差Yxj等于上升管侧压差压差Yss运动压头运动压头：Syd=H(xj-hu)g=pxj+

2、pss有效压头有效压头：Syx=Syd-pss=pxj自然循环的实质自然循环的实质：由重位压差造成的循环推动力克服上升系统和下降系统的流动阻力，推动工质在循环回路中流动。即由于水冷壁管吸热，使水的密度xj改变成为汽水混合物的密度hu，并在高度为H的回路中形成了重位压差。回路高度越高，且工质密度差越大，形成的循环推动力越大。工质密度差不仅与压力有关，而且与水冷壁管吸热强度有关。在正常循环情况下，吸热越多，密度差越大，工质循环流动速度越高；而压力越高，汽、水的密度差降低，工质循环流动速度越低。二 自然循环的基本概念 循环流速w0:在饱和水状态下进入上升管入口的水的流速。质量含汽率x:上升管中蒸汽所

3、占循环流量的份额。或汽水混合物中蒸汽所占的份额。循环倍率:上升管中实际产生一公斤蒸汽需要进入多少公斤水名义循环倍率K0：按锅筒引出的饱和蒸汽量计算的循环倍率锅筒水室凝汽量D 亚临界锅炉锅筒水室中存在着蒸汽的凝结过程，使水冷壁的实际蒸发量大于从锅筒引出的饱和蒸汽量。在锅筒水室中被凝结的蒸汽量就称为锅筒水室凝汽量，记作D。由于凝汽量的存在，水冷壁中的质量含汽率应按实际蒸发量计算。凝汽量与循环流量的比值被称为凝汽率xnq一、一、DG2070/17.5-II6锅炉设备锅炉设备1、水冷壁系统锅炉的水冷壁系统由28个（每面墙各7个）水冷壁下集箱（21940，SA-106C）、水冷壁管、22个（前墙7个、两

4、侧墙各7个，后墙1个）水冷壁上集箱（27355，SA-106C）、5个（两侧墙各2个，后墙1个）水平烟道上集箱（27350，SA-106C）和62根（前墙14根、两侧墙各14根、后墙4根、水平烟道两侧墙各4根、水平烟道后墙8根）汽水引出管（16818，SA-106C）组成。为提高水冷壁下集箱的强度，水冷壁管在下集箱不开通孔，而采用dr=32mm的节流孔形式。第二节第二节 水冷壁水冷壁n整个炉膛四周为全焊式膜式水冷壁，水冷壁上设置有足够的观测孔、热工测量孔、炉管泄漏监测孔、人孔、吹灰孔等。炉膛宽20700mm，深16744mm，水冷壁管为66.78，SA-210C的光管，为了确保水循环的安全可靠

5、，在炉膛热负荷高的区域采用了66.78，SA-210C的内螺纹管以防止膜态沸腾，有较大的DNB安全裕度，保证在任何工况下均不会发生传热恶化现象，可以避免发生循环停滞、倒流、膜态沸腾等。区域见下图。n水冷壁管节距为92，在炉膛的宽度方向上前、后墙各布置有224根水冷壁管，在炉膛深度方向两侧墙各布置有182根水冷壁管，总共812根水冷壁管子。在炉后折焰角区域后墙水冷壁管五抽一形成炉膛出口吊挂管管束，吊挂管规格为82.511，材质为15CrMoG，横向节距为460，共44根，吊挂管在折焰角上、下拐点分别采用三叉管与后墙水冷壁管相连。n水平烟道宽20700mm，深5299mm，水平烟道水冷壁管为66.

6、77，SA-210C的光管。水平烟道底部由五抽一后剩余的180根后墙水冷壁管折向水平烟道后形成，分别有88、115、131.9三种节距；水平烟道底部两侧的管子折向水平烟道侧墙，形成水平烟道侧水冷壁，水平烟道侧水冷壁分别有100.5、131.9两种节距，每侧各40根水冷壁管；水平烟道底部中间的管子向后、向上形成水平烟道出口管束，水平烟道出口管束横向节距S1=460，纵向节距S2=100.7/151.3，共44排、100根管子。n根据炉膛热负荷分布规律及几何形状，炉膛水冷壁划分为30个循环回路（前、后墙各7个回路，两侧墙各8个回路），每个回路均分别设有一个定期排污管路（也可以作为停炉放水管路），水

7、冷壁下集箱定排管路布置示意图见下图。n为加快锅炉启动，水冷壁下集箱设置有邻炉蒸汽加热装置，包括加热蒸汽分配管、高压截止阀、分配箱及与水冷壁下集箱连接的管道等，水冷壁下集箱邻炉加热管路布置示意图见下图。n2、下降管n锅炉的下降管系统由4根集中下降管（609.660，SA-106C）、4个下降管分配母管（609.680/65，SA-106C）和56根（每面墙14根）下水连接管（14116，SA-106C）组成。在每根集中下降管上都设有一充氮用的闷盖装置，在从左至右的第一、三根集中下降管上还各设有一紧急放水和定期排污合用的管接头，锅炉紧急放水和定期排污都由集中下降管上引出。n集中下降管由恒力弹簧吊架

8、悬吊于构架梁下，分配在两侧墙的下水连接管由可变弹簧吊架悬吊于冷灰斗上两侧的刚性梁下，位于前后墙的下降管分配母管由可变弹簧吊架悬吊于前后墙冷灰斗的刚性梁下。n锅炉下降管系统的布置和吊挂见下图。二、自然循环锅炉水冷壁的安全运行二、自然循环锅炉水冷壁的安全运行1、影响水冷壁安全运行的主要因素水质不良导致的水冷壁管内结垢与腐蚀，水冷壁受热偏差或管内流动阻力的影响，导致个别或部分管子出现循环流动的停滞或倒流；水冷壁热负荷过大导致的管子内壁面附近出现膜态沸腾；锅筒水位过低引起水冷壁中循环流量不足，甚至发生更为严重的“干锅”；燃烧产生的腐蚀性气体对金属管子外壁面的高温腐蚀；结渣和积灰导致的对金属管壁的侵蚀；

9、煤粉气流或含灰气流对金属管壁的磨损。停滞倒流膜态沸腾水的冷却汽的冷却连续水膜被破坏爆管超温传热恶化2、蒸发管内的停滞、倒流和膜态沸腾 循环停滞 水冷壁分成几至以至几十个独立的水循环回路。炉膛中温度场分布不均；上升系统的结构偏差和流量分配偏差；虽然管屏进出口联箱的压差是相同的，但每根管子的流动速度可能不同。受热弱的管子中，工质密度大，当这根管子的重位压头接近于管屏的压差时，管屏的压差只能托住液柱，而不能推动液柱的运动。这时，管内就出现了流体的停滞现象。从从循循环环特特性性，停停滞滞现现象象：循环流速w00，但w00；即循环流量G=D，但G0；停滞管的压差等于下降管的压差，即Ytz=Yxj，但停滞

10、管的流动阻力ptz0。后后果果：汽泡聚集弯头和焊缝处，并可能形成大汽泡，造成蒸汽塞，管子局部就会过热超温。当存在自由水面时，管子上半部是汽，下半部是水。管子上部就会过热超温；自自由由水水面面：进入上升管的循环流量微小，以至在管子微弱吸热后被蒸发成汽泡。后果后果：当自由水面的位置波动时，还会引起管子的疲劳应力 水水循循环环停停滞滞导导致致水水冷冷壁壁管管传传热热恶恶化化；主主要要发发生生在在受受热热弱弱的的管子上管子上。由于受热不均，有的管中工质向上流，有的管中工质向下流。工质向下流的管子就叫“倒流管”。倒倒流流现现象象：本来应该是工质向上流的上升管，变成了工质向下流的下降管。倒流现象的本质：倒

11、流管的压差大于同一片管屏或同一回路的平均压差，即YdlYhl。从而迫使工质向下流动。倒流 在倒流管中，水向下运动，而汽泡由于受到浮力向上运动。当倒流速度较慢且等于汽泡向上运动的速度时，向下流的水带不走汽泡，造成汽泡不上不下的状态，引起汽塞，发生传热恶化，以至使管子出现局部过热超温。当管内工质倒流速度很快时，管子仍能得到良好冷却，不出现局部超温。当汽水混合物引出管从汽包汽空间引入时，不会出现倒流。当水冷壁受热不均比较严重时，受热最差的管子有时可能出现停滞，有时可能出现倒流，所以同一根管子出现停滞和倒流以及向上流动的机会并不是固定的，而是随管外吸热状态和管内工质密度的变化而变化的。核核态态沸沸腾腾

12、：水冷壁管受热时，在管子内壁面上开始蒸发，形成许多小汽泡。如果此时管外的热负荷不大，小汽泡可以及时地被管子中心水流带走，并受到“趋中效应”的作用力，向管子中心转移，而管中心的水不断地向壁面补充。膜膜态态沸沸腾腾：如果管外的热负荷很高，汽泡生成的速度大于汽泡脱离壁面的速度，汽泡就会在管子内壁面上聚集起来，形成蒸汽膜，将管子中心的水与管壁隔开，使管子壁面得不到水膜的直接冷却，导致管壁超温。也称为第一类传热恶化第一类传热恶化。过渡沸腾过渡沸腾：由核态沸腾向膜态沸腾开始转变的过程膜态沸腾 膜态沸腾膜态沸腾一般发生在亚临界参数锅炉水冷壁管内。这是因为水的汽化潜热随着压力提高而大幅度减小，使得亚临界参数下

13、在水冷壁管内壁面附近流体边界层中的水更容易汽化，即容易形成更多的汽化核心，因而产生膜态沸腾的机会相应增加。膜态沸腾膜态沸腾的产生取决于水冷壁管外的热负荷、管内工质的质量含汽率、管内的质量流速、工质压力、管径等多种因素。但主要取决于水冷壁的热负荷与质量含汽率。运行和试验证明，尽管亚临界参数锅炉水冷壁管出口汽水混合物的质量含汽率一般只达到0.30.4，但发生传热恶化的可能性较大。采用内螺纹管内螺纹管水冷壁可抑制膜态沸腾膜态沸腾三、蒸发管内的汽液两相流型及传热三、蒸发管内的汽液两相流型及传热 泡状流弹状流环状流雾状流1、汽液两相流的流型 泡状流泡状流：在连续的液相中,分散散存在着小汽泡。弹弹状状流流

14、：泡状流中，汽泡浓度增大时，受趋中效应的作用，小汽泡聚合成大汽泡，直径逐渐增大。汽泡直径接近于管子内径时，形成弹状流。环环状状流流：由于汽弹的内压力增大，当汽弹的内压力大于汽泡的表面张力时，汽泡破裂，液相沿管壁流动，形成一层液膜；汽相在管子中心流动，夹带着小液滴。雾雾状状流流：管子壁面上的水膜完全蒸干时，蒸干点的质量含汽率x=0.8，即蒸汽中仍然夹带着小液滴，形成雾状流。自然循环锅炉的蒸发管中，因为限制x0.4，所以一般不会出现雾状流。2、蒸发管内的传热 蒸发管内的流型与传热的关系单单相相液液体体流流动动阶阶段段：在管子入口处，为过冷水对流传热，放热系数基本不变。过过冷冷沸沸腾腾阶阶段段：汽泡

15、状流动的初级阶段。壁面温度大于饱和温度，在壁面上产生小汽泡，而管子中心流体温度尚未达到饱和温度，汽泡被带到水流中很快凝结而消失，放热系数增大。汽汽泡泡状状流流动动的的后后期期和和环环状状流流动动阶阶段段：由于不断吸热，管内的水流达到饱和温度在壁面上产生的蒸汽不再凝结，壁面上不断产生汽泡，又不断脱离壁面，水流中分散着许多小汽泡，此时饱和核态沸腾开始，并一直持续到环状流动阶段结束。管内放热系数变化不大，管壁温度接近流体温度。有卷吸的环状流动阶段有卷吸的环状流动阶段：环状流的液膜变薄，管子壁面上的热量很快通过液膜传递到液膜表面，此时在管子壁面上不再产生汽泡，蒸发过程转移的液膜表面进行。放热系数略有提

16、高，管壁温度接近流体温度。雾状流动阶段雾状流动阶段：由于管子壁面的水膜被蒸干，只有管子中心的蒸汽流中夹带着小液滴，壁面由雾状蒸汽流冷却，工质对管壁的放热系数急剧减小，管壁温度发生突变性提高。随后，由于流动速度增加和小液滴对管壁的润湿作用，使工质对管壁的放热系数又有所增大，管壁温度略有下降。当雾状流蒸汽中水滴全部被蒸干以后当雾状流蒸汽中水滴全部被蒸干以后，形成单相的过热蒸汽流动，放热系数进一步减小，管壁温度进一步上升。当热负荷不断增大到一定程度时，水冷壁管内就会产生膜态沸腾。膜态沸腾有可能发生在环状流动阶段，当热负荷进一步提高时，也可能发生在泡状流动阶段，特别是可能发生在过冷沸腾阶段。第二类传热

17、恶化，“蒸干”：在自然循环锅炉的水冷壁中在正常运行状态下不出现“蒸干”导致的传热恶化。在非正常运行状态下一旦出现第二类传热恶化，虽然开始时壁温并不太高，但含盐量较高的炉水水滴润湿管壁时，盐分沉积在管壁上，也会造成传热恶化。蒸发管内的传热恶化3、内螺纹管抑制传热恶化的作用 鳍片光管鳍片光管：x=0.3，壁温开始飞升x=0.6，壁温达到第一个高峰点，此后壁温略有下降，x=0.8，出现蒸干,管壁温度再次出现飞升。内螺纹管内螺纹管：x=0.8，壁温才开始飞升。说明内螺纹管具有显著的抵抗膜态沸腾、推迟传热恶化的作用。内螺纹管抑制膜态沸腾、推迟传热恶化的机理内螺纹管抑制膜态沸腾、推迟传热恶化的机理：工质受

18、到螺纹的作用产生旋转，增强了管子内壁面附近流体的扰动，使水冷壁管内壁面上产生的汽泡可以被旋转向上运动的液体及时带走，而水流受到旋转力的作用紧贴内螺纹槽壁面流动。从而避免了汽泡在管子内壁面上的积聚所形成的“汽膜”，保证了管子内壁面上有连续的水流冷却。亚临界参数自然循环锅炉采用内螺纹管水冷壁是具有相当大的安全裕度内螺纹管与光管中质量含汽率的允许变动范围内螺纹管与光管中质量含汽率的允许变动范围内螺纹管光管汽包压力MPa16.6/18.1/19.3/20.716.6/18.1/19.3/20.7最大允许的x0.940/0.915/0.875/0.7800.485/0.385/0.185/0.185燃烧

19、器区域x0.155/0.165/0.185/0.2330.155/0.165/0.185/-x允许范围0.785/0.750/0.690/0.5400.330/0.220/0.0/-四、水冷壁高温腐蚀四、水冷壁高温腐蚀高温腐蚀是燃料中的硫在燃烧过程中生成腐蚀性灰污层或渣层以及腐蚀性气氛，使高温受热面金属管子表面受到侵蚀的现象。内部原因主要是燃料中的硫外部原因是由于水冷壁管处于高温烟气的环境中，金属壁面温度又很高，当火焰贴近炉墙时，金属壁面邻近的区域中形成还原性气氛，使灰的熔点温度降低，加剧金属管子表面的积灰或结渣过程，并使管子表面产生高温腐蚀腐蚀严重的现象通常出现在燃烧器区域或过热器区域。水冷

20、壁高温腐蚀大致有三类，第一类是硫酸盐型高温腐蚀；第二类是硫化物型高温腐蚀。第三类是炉内的SO3、H2S、HCl气体也会对水冷壁产生高温腐蚀。一 水冷壁的高温腐蚀机理 1.硫酸盐型腐蚀 硫酸盐型腐蚀：灰渣层中的碱金属硫酸盐与SO3共同作用产生腐蚀；碱金属焦硫酸熔盐腐蚀 1.在水冷壁管壁金属表面生成薄氧化层（Fe2O3）和极细灰粒沾污层。2.冷凝在管壁上的碱性金属氧化物与周围烟气中的SO3发生化学反应生成硫酸盐3.水冷壁管壁金属表面的硫酸盐层增厚，热阻增大，表面温度提高，灰渣熔化，促使黏结烟气中的飞灰形成疏松的灰渣层。硫酸盐熔化时释放出SO3，并向内外扩散。硫酸盐与硫酸盐与SO3一起对水冷壁管子的

21、腐蚀过程一起对水冷壁管子的腐蚀过程 反应生成的Na2SO4和K2SO4循环作用使铁的腐蚀不断进行。上述反应使管壁上的Fe2O3保护层被破坏。Na3Fe(SO4)3和K3Fe(SO4)3则熔化，并与铁发生反应产生腐蚀：4.硫酸盐释放出的SO3和烟气中的SO3会穿过疏松的灰渣层向内扩散5.运行中管壁外层灰渣层因为清灰或灰渣层过厚而脱落，使Na3Fe(SO4)3等暴露在高温火焰辐射中，发生分解反应：新的碱金属硫酸盐层，在SO3作用下使管壁不断受到腐蚀。碱金属焦硫酸盐的熔点很低，在一般的壁温下就呈现熔化状态。如果在灰渣附着层中存在焦硫酸盐时会形成反应速度更快的熔盐型腐蚀。焦硫酸盐与氧化铁保护膜的反应方

22、程式如下：熔融硫酸盐积灰层对金属壁面的腐蚀速度比气态硫酸盐要快的多。当温度600左右时，熔融硫酸盐的腐蚀速度约为气态时的4倍。炉内水冷壁温度通常在600以下，所以熔融硫酸盐的腐蚀速度随着管壁温度增高而加快。高参数锅炉的水冷壁管壁温度高，高温腐蚀快，因而容易发生爆管事故。2硫化物型腐蚀 在水冷壁管子附近，呈现还原性气氛并且有硫化氢（H2S）存在时，就会产生硫化物腐蚀，它的反应过程如下。（1）黄铁矿硫粉末随着高温烟气流过水冷壁的管壁，在还原性气氛下受热分解：当水冷壁管子附近有一定浓度的H2S和SO2的时候，（3）在还原性气氛中，由于缺氧自由硫原子可以存在。当水冷壁管壁温度达到350时，会有硫化反应

23、，同时还有硫化亚铁与氧化亚铁的反应：（3）硫化亚铁（FeS）的熔点为1195，在温度较低的时候可以稳定存在。在温度比较高的时候，Fe将被氧化成Fe3O4，使管壁腐蚀：煤中的黄铁矿FeS2和有机硫化合物燃烧时生成SO2：由SO2转化为SO3的过程有以下几种方式：3.SO2和SO3的生成及腐蚀（1）在高温下，SO2与烟气中的自由氧原子反应，生成SO3。而自由氧原子可以由如下三种方式产生：氧气在炉膛内的高温条件下分解；（2）催化反应生成SO3。当高温烟气流过水冷壁积灰层的时候，由于有灰层中的五氧化二钒和氧化铁的催化作用，产生了下列反应：（3）煤中的硫酸盐热解产生SO3，反应方程如下：SO2和SO3的

24、存在，除了能促使硫酸盐型和硫化物型腐蚀发生以外，它们本身也会直接对水冷壁发生腐蚀。三氧化硫气体可以穿过灰层直接与壁面的氧化铁膜反应生成硫酸铁：n高参数、大容量问题：温度高，热负荷大，燃烧器功率大；n煤质：燃烧特性差、细度；n风粉分离；n炉内氧量波动；n管内结垢。二、影响高温腐蚀的因素二、影响高温腐蚀的因素三、防止高温腐蚀的措施（1）在水冷壁金属表面喷涂耐腐蚀材料，或提高水冷壁金属材料的耐腐蚀性能。（2）采用低氧燃烧技术。减小炉内的过量空气系数，自由氧原子的生成量减少，二氧化硫转化为三氧化硫的转化率降低，三氧化硫的浓度低，发生高温腐蚀的机会就会减少。（3）合理配风和强化炉内气流的湍流混合过程，避

25、免出现局部还原性气氛，以减少H2S和硫化物型腐蚀。（4）加强一次风煤粉气流的调整，尽可能使各燃烧器煤粉流量相等，使燃烧器内横截面上煤粉浓度均匀分布，以保证燃烧器出口气流的煤粉浓度均匀分布。（5）高的水冷壁管壁温度过高是引起水冷壁结渣和高温腐蚀的重要原因，应当避免出现水冷壁局部管壁温度过高现象。（6）采用烟气再循环，可以降低炉膛内火焰温度和烟气中的SO3浓度，减轻高温腐蚀。（7）采用贴壁风技术，在水冷壁壁面附近形成氧化气氛的空气保护膜，避免高温腐蚀。（8）在燃料中加入添加剂，改变煤灰结渣特性。n一、汽包的作用一、汽包的作用n加热、蒸发、过热的分界点；n储存热量与工质；n蒸汽净化蒸汽净化；n测量参

26、数。第三节第三节 汽包汽包n二、汽包的安全运行二、汽包的安全运行n控制壁温差；n夹层结构；n邻炉加热；n燃烧均匀。三、蒸汽净化蒸汽净化n1蒸汽的品质n压力、温度、杂质的含量；n2杂质n各种盐类，碱及氧化物、腐蚀产物等，绝大部分是盐类和腐蚀产物。n对蒸汽规定了杂质含量的标准（杂质含量上限），锅炉的参数越高，要求就越高。n3杂质来源原水经过一定程度净化处理后得到锅炉的给水，自然环锅炉来说，给水带入锅炉的杂质（即盐份）有三个出路：（1）大部分随锅炉的排污排掉了；（2）小部分随过热蒸汽带出锅炉；（3）其余部分在锅炉的蒸发系统内循环。nSgs水处理后残余的盐份nSq蒸汽携带的盐份nSls炉水携带的盐份，

27、盐浓缩及腐蚀产物等SqSlsSgs排排污污定排n杂质的危害杂质的危害n1原理n蒸汽中各种盐份的溶解度不同，同一种盐类，在不同的压力和温度下，溶解度也不相同，因而，不同的盐份将在不同的温度和压力下沉积下来。n一般情况下，温度、压力升高，溶解度增加。n饱和蒸汽中携带的盐份大于该盐份在过热蒸汽中溶解度，因此，将有盐份在过热器内析出沉积，否则在后面的汽轮机内析出沉积。n2危害表现n表现在锅炉的工质侧，蒸发回路中产生的饱和蒸汽所携带的盐份将在从汽包出来后一路沉积下来。（1）过热器积盐 流动阻力增加，传热热阻增加，管壁温度升高；（2）盐份沉积在管道的阀门处 引起阀门的动作失灵，卡涩，漏汽等；（3）汽轮机的

28、通流部分积盐 叶型发生改变，阻力增加，出力及效率下降 调速机构及主汽门卡涩，造成严重的后果。n电站锅炉蒸汽质量标准电站锅炉蒸汽质量标准n监督钠和硅的含量n主要是钠盐；n硅酸的溶解度高，沉积难清除；n压力越高，品质要求高。蒸汽质量监督标准蒸汽质量监督标准 电电站站锅锅炉炉蒸蒸汽汽品品质质按按水水利利电电力力部部颁颁发发的的火火力力发发电电厂厂水水汽汽化化学学监监督导则督导则中规定的蒸汽质量标准执行中规定的蒸汽质量标准执行 电站锅炉饱和蒸汽和过热蒸汽质量监督标准电站锅炉饱和蒸汽和过热蒸汽质量监督标准蒸汽压力蒸汽压力（MPaMPa）含含盐盐量量（以以含含钠钠量量表表示示Na+Na+）（g/kgg/k

29、g）二氧化硅二氧化硅SiOSiO2 2(g/kg)(g/kg)凝汽式电厂凝汽式电厂热电厂热电厂 6 6 610102020n蒸汽携带盐分的原因蒸汽携带盐分的原因1蒸汽被污染的根源 根源是给水处理不可能彻底2污染的原因（1）饱和蒸汽从汽包中出来，直接携带有炉水水滴 称为机械携带n机械携带的影响因素机械携带的影响因素n1工作压力n2锅炉负荷n3蒸汽空间高度n4锅水含盐量（2）蒸汽直接溶解盐份称为选择性携带 a-分配系数n 所以，蒸汽携带杂质的总量：n饱和蒸汽溶盐影响因素饱和蒸汽溶盐影响因素n（一）具有以下的特点n1具有选择性：在相同的条件下，不同的盐类 在蒸汽中的溶解度相差很大。n2饱和蒸汽和过热

30、蒸汽均可以溶解盐类。n3压力升高，汽水性质相接近，溶盐的能力 增大。随着压力的降低，盐份开始析出。n（二）炉水中的物质在饱和蒸汽中的溶解能力，分为、类：n类易溶：主要是硅酸，H2SiO3，危害最大，沉积在较低压力的汽轮机级的叶片上，几乎无法用水冲洗。n提高炉水的碱度（即PH值升高），有利于硅酸转化成硅酸盐n类一般溶：NaOH，NaCl，CaCl2。n类难溶：硅酸盐，Na2SO4，Na2SiO3，Na2PO4n四四、提高蒸汽品质的途径提高蒸汽品质的途径n1降低炉水含盐量n对自然循环锅炉，只依靠提高给水的品质不能够使炉水含盐量降低。n采用排污的手段：（1）连续排污从汽包内含盐量最大的位置排出一 定

31、量的炉水（2）定期排污从下降管的最低处（下集箱），排 出沉积物。n2汽水分离降低机械携带；n3蒸汽清洗降低溶盐以及机械携带（亚临界不用）；n4.锅内水处理，加药。n汽水分离汽水分离n1目的 是解决蒸汽带水，使蒸汽的湿度不大于0.05%。n2分离的原理（1）重力分离依靠汽水的密度差自然分离；（2）惯性分离气流转向；（3）离心力分离离心力可以比重力大几百 至几千倍；（4）水膜分离水黏附在金属壁面上形成水 膜流下来。n3分离装置n实际工程上的分离装置同时利用几种分离原理：（1）锅内旋风分离器（2）档板，消除动能；（3）孔板，消除动能，均匀流动（4）百叶窗等汽水分离装置汽水分离装置 汽水分离装置汽水分

32、离装置的主要工作原理是的主要工作原理是利用水和汽的密度差利用水和汽的密度差和和离心力作用离心力作用 汽汽水水分分离离装装置置包包括括挡挡板板、孔孔板板（有有水水下下孔孔板板和和集集汽汽孔孔板板）、百百叶叶窗分离器（波形板分离器）、旋风分离器窗分离器（波形板分离器）、旋风分离器 百百叶叶窗窗分分离离器器由由很很多多平平行行波波纹纹板板组组成成，可可卧卧式式或或立立式式布布置置，蒸蒸汽汽与水平行反向或互相垂直流动与水平行反向或互相垂直流动 柱形筒体旋风分离器柱形筒体旋风分离器 柱形筒式旋风分离器柱形筒式旋风分离器 汽汽水水混混合合物物以以一一定定的的速速度度沿沿切切线线方方向向进进入入筒筒体体，产

33、产生生旋旋转转，水水滴滴由由于于离离力力作作用用被被抛抛向向筒筒壁壁，并沿筒壁流下，蒸汽则由中心上升并沿筒壁流下，蒸汽则由中心上升 溢溢流流环环 装装在在圆圆筒筒顶顶部部，以以防防贴贴筒筒水水膜膜被被上升汽流撕破重新使蒸汽带水上升汽流撕破重新使蒸汽带水 圆圆形形底底板板 位位于于筒筒底底中中心心，底底板板周周围围的的环环形形通通道道内内装装有有倾倾斜斜导导叶叶，使使水水稳稳定定地地流流入入汽汽包包水容积中，以防止水向下排出时将蒸汽带出水容积中，以防止水向下排出时将蒸汽带出 波波形形板板顶顶帽帽 装装在在分分离离器器的的顶顶部部，再再次次使汽水分离使汽水分离1-1-梯形顶帽；梯形顶帽；2-2-百

34、叶窗板；百叶窗板；3-3-集汽短管；集汽短管；4-4-钩头；钩头；5-5-固定式导向叶片；固定式导向叶片；6-6-芯子；芯子；7-7-外筒；外筒；8-8-内筒；内筒；9-9-疏水夹层；疏水夹层；10-10-支撑螺栓支撑螺栓 涡轮式旋风分离器涡轮式旋风分离器 涡轮式分离器涡轮式分离器 汽汽水水混混合合物物由由分分离离器器底底部部轴轴向向进进入入，固固定定式式导导向向叶叶片片产产生生的的离离心心力力使使工工质质产产生生强强烈烈旋旋转转而而分分离离，水水被被抛抛到到内内筒筒壁壁向向上上运运动动，通通过过集集汽汽短短管管与与内内筒筒之之间间的的环环形形截截面面流流入入疏疏水水夹夹层层，然然后后折折向向

35、下下流流，进进入入汽汽包包水水容容积积；蒸蒸汽汽则则由由筒筒体体的的中中心心部部分分上上升升经经波波形形板板分分离离器器进入汽包蒸汽空间进入汽包蒸汽空间 涡轮式分离器涡轮式分离器分离高效高，体分离高效高，体积小；但阻力较大，常用于强制积小；但阻力较大，常用于强制循环锅炉循环锅炉n蒸汽清洗蒸汽清洗1主要的目的是降低蒸汽中的溶盐，也减少 了机械携带的盐份。2机理 经分离后的蒸汽，再经过洁净水层（来自给水）进行清洗，使从浓度较大的炉水中出来的蒸汽在洁净的给水层中发生物质扩散，使溶于蒸汽中的盐份部分地转移到清洗水中。n3效果n理论上可以提高蒸汽品质达40倍以上，但实际上，一般只能提高410倍。n4限制

36、 给水不能全部用来清洗蒸汽，原因：n（1）清洗中部分蒸汽凝结，水冷壁受热面要增 加蒸汽凝结量的蒸发份额，分离器的负荷 增加；n（2）蒸汽的凝结将给水温度加热到饱和温度，不利于水循环的安全。n一般4050%的给水用于蒸汽清洗。n5蒸汽清洗装置n常用平孔板式，或称为起泡穿层式。n采用23mm厚的钢板，开出直径为812mm小孔，蒸汽的穿孔速度为1.31.6m/s，清洗水层为5070mm，蒸汽向上流动的阻力托住水层，使水不至于漏下来。目前大容量锅炉不使用蒸汽清洗：一是布置困难；二是亚临界压力下，溶解成主要原因，清洗效果不明显，需改善给水品质。排排 污污 连续排污连续排污 连连续续不不断断地地从从汽汽包

37、包中中排排出出因因水水蒸蒸发发含含盐盐量量不不断断增增大大的的部部分分锅锅水水，代代之之以以比比较较纯纯净净的的给给水水，以以获获得得符符合合品品质质要要求求（含含盐盐量量和和碱碱度度保保持持在在规规定定值值内内）的蒸汽的蒸汽 连连续续排排污污应应从从锅锅水水含含盐盐量量最最大大的的部部位位（通通常常是是汽汽包包水水容容积积靠靠近近蒸蒸发发面面处处）引出引出 定期排污定期排污 用以排除水中的沉渣、铁锈，用以排除水中的沉渣、铁锈，以防这些杂质在水冷壁管中结垢和堵塞以防这些杂质在水冷壁管中结垢和堵塞 定定期期排排污污应应从从循循环环回回路路的的最最低低位位置置，即即沉沉淀淀物物积积聚聚最最多多的的

38、地地方方（如如水水冷壁下部联箱或大直径下降管底部）引出，冷壁下部联箱或大直径下降管底部）引出，间断进行间断进行给水净化n天然水质天然水质n含有：n1悬浮物n2胶体物n3溶解物质n（1）盐类（钙镁盐，钠盐，铁盐，锰盐等）通常以离子的状态存在与水中：分为阳离子和阴离子，（2）气体（氧气，CO2，氮气等），会发生气体腐蚀（属于电化学腐蚀）（3）其他有机物质。n二、水质指标水质指标n通常，有如下定义：n1总含盐量水中阳离子和阳离子的总和；n2硬度水中钙镁盐类的总量n水的软化处理：完全除去钙镁盐后的水的硬度为零，再要求高时，就需要除去铜等。n三、受热面工质侧结水垢受热面工质侧结水垢（一）钙镁盐（硬盐），

39、在升温及蒸发过程中均可以析出，从而形成：n1水垢直接在金属受热面上形成致密的沉积物，结晶核心在壁面上的粗糙点，也称为一 次水垢；n2水渣沉积在水中，结晶中心是水中的胶体质 点，可及时排出，否则可形成二次水垢。n现代电站的水处理技术已能使钙镁盐水垢在电站锅炉中极少发生。（二）铁垢和铜垢n对现代电站锅炉，锅炉受热面的水垢的主要成分为氧化铁、铜和硅酸盐等。汽包内部装置汽包内部装置 汽汽包包采采用用上上、下下等等壁壁厚厚结结构构，下下半半部部采采用用汽汽水水混混合合物物内内夹夹套套结结构构15，即即汽汽水水混混合合物物在在该该内内夹夹套套中中流流动动后后进进入入切切向向旋旋风风分分离离器器进进行行一一

40、次次分分离离，给给水水管管从从锅锅筒筒底底部部引引入入锅锅筒筒，夹夹套套将将给给水水、炉炉水水与与锅锅筒筒内内壁壁隔隔开开，下下部部内内夹夹套套里汽水混合物处于流动状态，使锅筒上、下壁温尽量保持一致。里汽水混合物处于流动状态，使锅筒上、下壁温尽量保持一致。下下降降管管管管座座位位于于汽汽包包底底部部，保保证证下下降降管管入入口口上上部部有有最最大大的的水水层层高高度度，以以防防下下降降管管进进口口处处工工质质汽汽化化；下下降降管管入入口口处处装装有有防防旋旋装装置置1010，以以消消除除大大直直径径下下降降管管进进口口产产生生漏漏斗斗形形水水面面，防防止止蒸蒸汽汽进进入入下下降降管管，保保证证

41、锅锅炉炉水水循循环环的的安安全。全。汽汽包包筒筒体体上上部部有有饱饱和和蒸蒸汽汽引引出出管管管管座座1212，汽汽水水混混合合物物引引入入管管管管座座1111；汽汽包包筒筒体体下下部部有有给给水水管管管管座座1313，连连续续排排污管管座污管管座9 9和和给水分配管给水分配管5 5 旋风分离器旋风分离器1 1沿汽包长度方向分两排对称布置，对汽水混合物沿汽包长度方向分两排对称布置，对汽水混合物进行第一进行第一次粗分离次粗分离 百叶窗分离器百叶窗分离器3 3 在汽包顶部沿长在汽包顶部沿长度方向对称布置，呈鸟翼状倾斜的度方向对称布置，呈鸟翼状倾斜的立式倒立式倒“V V”形，形，进行进行第三次分离第三次分离 立式波形板立式波形板2 2（又称顶帽）布置在（又称顶帽）布置在分离器的顶部，分离器的顶部，进行第二次分离进行第二次分离 汽水混合物汽水混合物经三次分离，水经疏经三次分离，水经疏水管引至汽包水容积，蒸汽通过顶水管引至汽包水容积，蒸汽通过顶部布置的部布置的均均汽孔板汽孔板4 4进行均流，经进行均流，经饱饱和蒸汽引出管和蒸汽引出管将蒸汽引至炉顶过热将蒸汽引至炉顶过热器器机组启动和停运的化学处理机组启动和停运的化学处理n一、锅炉启动前的化学清洗n二、锅炉的停用保护