1、第十五章第十五章 蒸汽净化和锅炉水质蒸汽净化和锅炉水质第一节第一节 蒸汽品质及其污染原因蒸汽品质及其污染原因一、蒸汽品质一、蒸汽品质 1、定义：、定义：蒸汽中杂质的含量。蒸汽中杂质的含量。2、分类：、分类：（1）气体杂质：）气体杂质：O2、N2、CO2等等；（2）非气体杂质：盐分。）非气体杂质：盐分。3、对锅炉的影响、对锅炉的影响 （1）气体杂质：金属腐蚀；）气体杂质：金属腐蚀；（2）非气体杂质：壁面结垢）非气体杂质：壁面结垢（锅炉、汽轮机）（锅炉、汽轮机）。本章内容：非气体杂质盐分。本章内容：非气体杂质盐分。二、蒸汽受污染的原因二、蒸汽受污染的原因1 1、蒸汽受污染的原因、蒸汽受污染的原因
2、（1 1）机械携带：）机械携带：蒸汽携带锅水；蒸汽携带锅水；（2 2）溶解性（选择性）携带：）溶解性（选择性）携带：蒸汽溶解盐类。蒸汽溶解盐类。2、蒸汽携带的盐量、蒸汽携带的盐量Sv （1）机械携带的盐量：）机械携带的盐量：1）与蒸汽携带的锅水量成正比；）与蒸汽携带的锅水量成正比；2）与锅水中的盐量成正比。）与锅水中的盐量成正比。mg(盐盐)/kg(蒸汽蒸汽)（式（式15-1）：蒸汽湿度，湿蒸汽中水分的质量百分比；：蒸汽湿度，湿蒸汽中水分的质量百分比；Sw：锅水含盐量：锅水含盐量（mg盐盐/kg锅水）锅水）。wcavSS1002、蒸汽携带的盐量、蒸汽携带的盐量Sv （2）溶解性携带的盐量：）溶
3、解性携带的盐量：1）与蒸汽的溶盐能力成正比）与蒸汽的溶盐能力成正比；2）与锅水中的盐量成正比。）与锅水中的盐量成正比。mg(盐盐)/kg(蒸汽蒸汽)（式（式15-2）：分配系数，某物质溶解于蒸汽中的量，：分配系数，某物质溶解于蒸汽中的量，与该物质溶解于锅水中的量之比与该物质溶解于锅水中的量之比 wsovSS1002、蒸汽携带的盐量、蒸汽携带的盐量Sv （3）蒸汽携带的总盐量：）蒸汽携带的总盐量：（式（式15-3,4）K：携带系数，蒸汽携带的盐量与锅水含盐量之比：携带系数，蒸汽携带的盐量与锅水含盐量之比3、降低蒸汽携带盐量、降低蒸汽携带盐量 Sv 的方法：的方法：（根据式（根据式15-3）（1）
4、降低蒸汽湿度）降低蒸汽湿度；（2）降低锅水中的盐量）降低锅水中的盐量Sw。（尤其是降低分配系数（尤其是降低分配系数高的盐分含量）高的盐分含量）wwsovcavvSKSSSS100100第二节第二节 蒸汽的机械携带蒸汽的机械携带 影响机械携带的因素：影响机械携带的因素：一、锅炉负荷一、锅炉负荷（蒸汽流量（蒸汽流量D）负荷负荷D增加增加 工质动能、流速增加工质动能、流速增加 蒸汽带水（机械携带）增加蒸汽带水（机械携带）增加 蒸发面负荷蒸发面负荷 （式（式15-9）蒸汽空间负荷蒸汽空间负荷 （式（式15-10）ADvRAsDvRV 关系式关系式 （式（式15-8）临界负荷：临界负荷：蒸汽湿度蒸汽湿度
5、随负荷随负荷D增加而出现迅速增加时的负荷。增加而出现迅速增加时的负荷。（图（图15-1中中D2）nAD二、锅水含盐量二、锅水含盐量 锅水含盐量增加，使得：锅水含盐量增加，使得：（图（图15-2）（1）水、蒸汽）水、蒸汽含盐量含盐量增加；增加；（2）蒸汽）蒸汽带水量带水量增加。增加。锅水含盐量增加锅水含盐量增加（表面张力减小、粘度增加）（表面张力减小、粘度增加）：1）汽泡变小，水面形成泡沫；）汽泡变小，水面形成泡沫；2）汽泡破裂时的水滴更细；）汽泡破裂时的水滴更细；3）汽泡与水的相对流速减小。）汽泡与水的相对流速减小。临界含盐量：临界含盐量：随锅水含盐量随锅水含盐量Sw增加，蒸汽含盐增加，蒸汽含
6、盐Sv出现出现 迅速增加时的迅速增加时的Sw。汽水共腾：汽水共腾：当锅水当锅水含盐量增加含盐量增加到某个值时，出现的汽到某个值时，出现的汽 包水位快速上升、波动、模糊不清的现象。包水位快速上升、波动、模糊不清的现象。影响机械携带的因素：影响机械携带的因素：三、汽包水位三、汽包水位 汽包水位汽包水位L增加增加（蒸汽空间高度（蒸汽空间高度H减小）减小）汽水分离效果变差（机械携带增加）汽水分离效果变差（机械携带增加）影响机械携带的因素：影响机械携带的因素：四、工作压力四、工作压力 （1）压力值压力值增加增加 1）汽水分离效率降低；）汽水分离效率降低；2）蒸汽带水能力增加。）蒸汽带水能力增加。（2）压
7、力变化率压力变化率增加增加 压力迅速下降（主蒸汽流量迅速增加）：压力迅速下降（主蒸汽流量迅速增加）：产生上涨的产生上涨的“虚假水位虚假水位”蒸汽空间减小蒸汽空间减小 机械携带增加机械携带增加 第三节第三节 蒸汽的溶解性携带蒸汽的溶解性携带一、一、蒸汽溶盐的特点蒸汽溶盐的特点 1、能溶于饱和蒸汽的盐也能溶于过热蒸汽；、能溶于饱和蒸汽的盐也能溶于过热蒸汽；2、蒸汽溶盐能力随压力的升高而增加；、蒸汽溶盐能力随压力的升高而增加；3、蒸汽对盐的溶解具有选择性。、蒸汽对盐的溶解具有选择性。（式（式15-11）二、锅水中溶盐的分类二、锅水中溶盐的分类 按不同盐类在蒸汽中溶解的难易程度，分为三类按不同盐类在蒸
8、汽中溶解的难易程度，分为三类。蒸汽中溶解性携带蒸汽中溶解性携带最多最多的盐类：的盐类：硅酸硅酸H2SiO3。n 三、影响溶解性携带的因素：三、影响溶解性携带的因素：（式（式15-2）（式（式15-11）1、工质压力、工质压力（正比）；（正比）；2、盐的成分；、盐的成分；（成分不同，指数（成分不同，指数n不同）不同）3、锅水含盐量、锅水含盐量（正比）。（正比）。n wsovSS100四、机械携带与溶解性携带的主要成分四、机械携带与溶解性携带的主要成分 1、机械携带：、机械携带：碱性物质（钠盐碱性物质（钠盐NaCl、NaOH、Na2SO4）为主；）为主；2、溶解性携带：、溶解性携带：硅酸和少量钠盐
9、。硅酸和少量钠盐。【压力很高（超临界压力）时，溶盐中的铁、铜氧化物压力很高（超临界压力）时，溶盐中的铁、铜氧化物 （尤其是（尤其是CuO）也会有明显增加。）也会有明显增加。】五、锅水五、锅水PH值对蒸汽品质的影响值对蒸汽品质的影响 锅水的锅水的PH值增加值增加 锅水的酸性减小、碱性增加锅水的酸性减小、碱性增加 机械携带增加、选择性携带减小机械携带增加、选择性携带减小 第四节第四节 汽水分离和蒸汽净化装置汽水分离和蒸汽净化装置一、对一、对汽水分离装置的要求汽水分离装置的要求 1、作用、作用 （1）使蒸发区与过热区有固定的分界点；）使蒸发区与过热区有固定的分界点；（2）减少蒸汽的机械携带。）减少蒸
10、汽的机械携带。2、原理、原理 （1）重力：）重力：水自然落下；水自然落下；（2）惯性力：）惯性力：改变流动方向；改变流动方向；（3）离心力：）离心力：旋转流动；旋转流动；（4）附着力：）附着力：水与壁面接触（水膜分离）水与壁面接触（水膜分离）。3、对汽水分离装置的要求、对汽水分离装置的要求 （1）蒸汽湿度低（分离效率高）；）蒸汽湿度低（分离效率高）；（2）单位蒸汽负荷高（结构紧凑）；）单位蒸汽负荷高（结构紧凑）；（3）流动阻力小）流动阻力小。二、汽水分离装置二、汽水分离装置1、旋风分离器、旋风分离器（利用：离心力重力）（利用：离心力重力）二、汽水分离装置二、汽水分离装置2、波形板（百叶窗、波形
11、板（百叶窗）（利用：惯性力（利用：惯性力+附着力）附着力）二、汽水分离装置二、汽水分离装置2、波形板（百叶窗、波形板（百叶窗）（利用：惯性力（利用：惯性力+附着力）附着力）二、汽水分离装置二、汽水分离装置3、均汽孔板、均汽孔板：（均匀流速（均匀流速+附着力分离）附着力分离）三、三、蒸汽清洗蒸汽清洗 让蒸汽与清洁的让蒸汽与清洁的给水给水接触，使蒸汽中的盐分转移接触，使蒸汽中的盐分转移 到水中。到水中。三、三、蒸汽清洗蒸汽清洗 1、作用：、作用：减少蒸汽的选择性携带，以及机械携带。减少蒸汽的选择性携带，以及机械携带。2、原理：、原理：与与锅水锅水接触接触 与清洁的与清洁的给水给水接触接触 Sw降低
12、降低 3、应用对象：、应用对象：高压、超高压锅炉。高压、超高压锅炉。wsovcavvSSSS100第五节第五节 给水品质和锅炉水工况给水品质和锅炉水工况 一、给水品质一、给水品质用给水中的杂质含量表示。用给水中的杂质含量表示。杂质包括：杂质包括：1、溶解于水的盐类和气体；、溶解于水的盐类和气体；2、不溶解的悬浮物。、不溶解的悬浮物。对锅炉给水品质的要求：对锅炉给水品质的要求：表表15-6 二、补给水处理二、补给水处理去除补给水中的杂质（悬浮物、胶体、溶解性盐类）。去除补给水中的杂质（悬浮物、胶体、溶解性盐类）。1、预处理、预处理 通过混凝、澄清、过滤，去除水中悬浮物、胶体。通过混凝、澄清、过滤
13、，去除水中悬浮物、胶体。2、离子交换处理、离子交换处理 通过离子交换反应，去除水中的溶解性盐类。通过离子交换反应，去除水中的溶解性盐类。三、汽包锅炉的水工况三、汽包锅炉的水工况 汽包锅炉水工况的特点：汽包锅炉水工况的特点：蒸发区中，给水的盐分不断被浓缩到锅水中。蒸发区中，给水的盐分不断被浓缩到锅水中。去除锅水含盐的过程：去除锅水含盐的过程：1、校正处理、校正处理 加药：水垢加药：水垢 水渣水渣 2、排污、排污 （1）连续排污）连续排污 连续地排出蒸发区中含盐浓度较高的锅水。连续地排出蒸发区中含盐浓度较高的锅水。位置：位置：汽包水面以下，靠近水面。汽包水面以下，靠近水面。（2）定期排污）定期排污
14、 定期排出蒸发区中的沉积物（沉渣、铁锈）。定期排出蒸发区中的沉积物（沉渣、铁锈）。位置：位置：蒸发区最低处。蒸发区最低处。排污率：排污率：（D：锅炉蒸发量，主蒸汽流量）锅炉蒸发量，主蒸汽流量）锅水杂质平衡式：锅水杂质平衡式：100DDpblblvfwpSSSp100100四、直流锅炉水工况四、直流锅炉水工况 直流锅炉水工况的特点：直流锅炉水工况的特点：蒸发区循环倍率蒸发区循环倍率=1：没有含盐量浓缩的锅水，没有排污。没有含盐量浓缩的锅水，没有排污。在给水、凝结水处理基础上，增加的水处理：在给水、凝结水处理基础上，增加的水处理：1、还原性全挥发处理、还原性全挥发处理AVT（R）水工况）水工况 （
15、联氨联氨-氨氨水工况）水工况）（1）加入联氨加入联氨N2H4：除除O2 （2）加入氨加入氨NH3 ：除除CO2，使水的，使水的PH值维持碱性值维持碱性 （维持维持PH值在值在911，以利于联氨除氧，以利于联氨除氧）不利因素：不利因素：联氨的还原性，导致壁面氧化层疏松。联氨的还原性，导致壁面氧化层疏松。2、弱氧化性全挥发处理、弱氧化性全挥发处理 AVT（O）水工况）水工况（1）原理：原理：当水中电解质浓度非常小（电导率很低）时，当水中电解质浓度非常小（电导率很低）时，水中溶解氧对金属不再具有腐蚀性，相反能使金属水中溶解氧对金属不再具有腐蚀性，相反能使金属 表面形成表面形成紧紧密的氧化膜，遏制腐蚀。密的氧化膜，遏制腐蚀。（2）方法）方法：加氧：加氧：维持维持水的氧浓度在水的氧浓度在200g/L左右，以左右，以利于利于 金属表面生成紧密的金属表面生成紧密的氧化层氧化层保护膜；保护膜；加氨：加氨：维持水的维持水的PH值值为为中性或弱碱性中性或弱碱性，以利于以利于 金属表面保护膜的生成金属表面保护膜的生成。（3）优点）优点 与与AVT（R）水工况相比）水工况相比 1）省去昂贵的联氨省去昂贵的联氨；2）减轻金属表面的结垢减轻金属表面的结垢。第十五章第十五章 结束！结束！
