1、锅炉水处理与蒸汽净化锅炉水处理与蒸汽净化 2.杂质危害杂质危害 结垢结垢 水垢的导热系数很小，使管壁温度急剧增加水垢的导热系数很小，使管壁温度急剧增加。结垢是不溶盐分随着蒸发而析出，有钙镁垢，硅酸盐垢，铁垢和铜垢等结垢是不溶盐分随着蒸发而析出，有钙镁垢，硅酸盐垢，铁垢和铜垢等腐蚀腐蚀 金属减薄，强度降低，缩短锅炉使用年限金属减薄，强度降低，缩短锅炉使用年限 金属与介质接触发生化学作用遭到损坏或者破坏。有化学腐蚀和电金属与介质接触发生化学作用遭到损坏或者破坏。有化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀。（1 1）气体腐蚀：铁与氧气，二氧化碳气体发生反应）气体腐蚀：铁与氧气，二氧化碳气体发生反应（2 2）碱
2、性腐蚀：）碱性腐蚀：NaOHNaOH(3)(3)垢下腐蚀垢下腐蚀 蒸汽污染蒸汽污染 在过热器、管道阀门和汽轮机叶片等处形成盐垢沉积，造成过热器爆在过热器、管道阀门和汽轮机叶片等处形成盐垢沉积，造成过热器爆管、管道堵塞以及汽轮机出力和效率降低。管、管道堵塞以及汽轮机出力和效率降低。二、锅内腐蚀二、锅内腐蚀 气体腐蚀气体腐蚀：主要为金属：主要为金属Fe与水中与水中O2,CO2气体发生反应；气体发生反应；碱性腐蚀碱性腐蚀，由铁以及管壁上非铁成分及其炉水组成一系列，由铁以及管壁上非铁成分及其炉水组成一系列电池，电池，NaOH浓度越高，温度越大，腐蚀越严重；浓度越高，温度越大，腐蚀越严重；垢下腐蚀垢下腐
3、蚀，分为酸性和碱性垢下腐蚀，酸性垢下腐蚀是，分为酸性和碱性垢下腐蚀，酸性垢下腐蚀是H2在垢下生成和积累不能扩散出去导致在垢下生成和积累不能扩散出去导致H2渗透到金属中，也渗透到金属中，也为脆性腐蚀或氢脆。碱性垢下腐蚀是在多空垢下，蒸浓炉为脆性腐蚀或氢脆。碱性垢下腐蚀是在多空垢下，蒸浓炉水中很高浓度的游离的水中很高浓度的游离的NaOH，腐蚀氧化膜，也产生，腐蚀氧化膜，也产生H2 机械应力与腐蚀性介质电化学作用机械应力与腐蚀性介质电化学作用：磨损腐蚀，腐蚀疲劳，：磨损腐蚀，腐蚀疲劳，苛性脆化。苛性脆化。三、水处理方法及其系统三、水处理方法及其系统 1.1.水的净化处理水的净化处理 混凝混凝 沉淀沉
4、淀 过滤过滤2.2.水的软化处理水的软化处理-去除去除硬度硬度（1 1）热力软化法）热力软化法（2 2）药剂软化法）药剂软化法（3 3）离子交换软化法）离子交换软化法 净化、软化、除盐、除气、炉水防垢净化、软化、除盐、除气、炉水防垢 4.4.水的除气处理水的除气处理(O(O2 2、COCO2 2)(1)(1)药剂除氧。药剂除氧。还原剂（还原剂（NaNa2 2SOSO3 3和联胺和联胺N N2 2H H4 4）与水中）与水中O O2 2发生反应。注意发生反应。注意N N2 2H H4 4易挥发且有毒。药剂贵。易挥发且有毒。药剂贵。(2)(2)热力除氧。热力除氧。O O2 2随温度升高而逸出，可将
5、随温度升高而逸出，可将O O2 2、COCO2 2、N N2 2等气体都除去，效果稳定可靠，含盐量不增等气体都除去，效果稳定可靠，含盐量不增加，但耗汽量较高。真空除氧可节约能源。加，但耗汽量较高。真空除氧可节约能源。(3)(3)解析除氧解析除氧。降低水面上某种气体的分压力，该降低水面上某种气体的分压力，该气体将会从水中逸出。气体中的气体将会从水中逸出。气体中的O O2 2与热木炭反与热木炭反应生成应生成COCO2 2，成为无氧气。只能除氧，除氧水的，成为无氧气。只能除氧，除氧水的COCO2 2含量增加。含量增加。(4)(4)除除COCO2 2 。解析方法，空气与含解析方法，空气与含COCO2
6、2的水接触。的水接触。152 152 蒸汽净化蒸汽净化 一、蒸汽污染及蒸汽品质一、蒸汽污染及蒸汽品质 1.1.蒸汽污染蒸汽污染rjqjxqrjiqjxqqSSSSS,总盐分总盐分 机械性携带：蒸汽机械性携带：蒸汽中含有盐分的炉水中含有盐分的炉水水滴水滴 lsjxqSS100溶解性携带溶解性携带:直直接溶解在蒸汽中接溶解在蒸汽中的盐分的盐分 ilsyrjiqSaS,100总携带系数总携带系数100qlsSkS蒸汽携带盐分导蒸汽携带盐分导致蒸汽品质恶化致蒸汽品质恶化 蒸汽含盐量取决蒸汽含盐量取决于蒸汽湿度于蒸汽湿度，盐分在蒸汽中的盐分在蒸汽中的溶解能力溶解能力a ay y，炉，炉水含盐量水含盐量S
7、 Slsls。降低热能的有效利用；蒸汽中合有过多的杂质会引起过热器受热面、汽轮机通流部分或蒸汽管道沉积盐垢。沉积在过热器受热面管子中，将使管壁温度升高，可能将管子烧坏；沉积在汽轮机的通流部分，将使蒸汽的流通截面减小叶片粗糙度增加，甚至改变叶片的型状使汽轮机的阻力增大，出力和效率降低，沉积在蒸汽管道的阀门可能引起阀门动作失灵以及阀门漏汽。蒸汽污染的后果 影响机械携带的主要因素影响机械携带的主要因素蒸汽压力。蒸汽压力。pp，()而而，w wfyfy，d dfyfy，汽水不易分离；饱和水的表面张，汽水不易分离；饱和水的表面张力和汽泡直径随都减小，汽泡破碎时形成的水滴力和汽泡直径随都减小，汽泡破碎时形
8、成的水滴直径小，直径小，。p p15MPa15MPa，pp，。gwdfy432飞逸速度飞逸速度w wfyfy：水滴直径一定，将水滴带走的汽速：水滴直径一定，将水滴带走的汽速 汽速越大，飞逸直径也越大，蒸汽湿度增加汽速越大，飞逸直径也越大，蒸汽湿度增加 2.2.蒸汽含盐机理蒸汽含盐机理 （1 1）机械性携带）机械性携带 锅炉负荷锅炉负荷区：区：n=1n=13 3。D D不大，不大，ww较小，较小，增加较慢增加较慢区：区：n=2.5n=2.54 4。DD，炉水飞溅增加，炉水飞溅增加，ww，nAD区：区：n=8n=81010。ww；汽泡增加使蒸汽空间；汽泡增加使蒸汽空间高度减小；液面剧烈波动，泡沫被
9、带走，高度减小；液面剧烈波动，泡沫被带走，电站锅炉要求电站锅炉要求0.030.03，即，即D DD D1 1。蒸汽空间高度蒸汽空间高度 h hq q很小，很小，很大。随着很大。随着h hq q的增加，的增加，急剧减少急剧减少h hq q0.6m0.6m，大水滴不能被携带，大水滴不能被携带，变化平缓变化平缓炉水含盐量炉水含盐量 S SlslsS Sljlj S Slsls，炉水表面张力增大炉水表面张力增大，汽泡液膜很薄，破裂时水，汽泡液膜很薄，破裂时水滴细小；滴细小；炉水粘度增大炉水粘度增大，小汽泡浮升速度慢，不易合并，小汽泡浮升速度慢，不易合并成大汽泡，成大汽泡，h hq q。随着随着S Sl
10、sls，S Sq q，当，当S SlslsS Sljlj时，时，而且，而且S Sq q随着随着DD，S Sljlj值值 提高蒸汽品质的提高蒸汽品质的措施措施 提高给水品质；提高给水品质；改进锅筒内部装置；增加炉水排污量。改进锅筒内部装置；增加炉水排污量。（2 2）蒸汽选择性）蒸汽选择性携带机理携带机理饱和蒸汽饱和蒸汽溶盐能力取决于其在溶盐能力取决于其在饱和蒸汽中的溶解度（分配饱和蒸汽中的溶解度（分配系数）系数）选择性选择性 nya分配系数分配系数 nn，a ay y第一类：第一类：n n1.01.0，在蒸汽中溶解度最大，但是炉水中含量，在蒸汽中溶解度最大，但是炉水中含量少，所以蒸汽中的含量不会
11、大；少，所以蒸汽中的含量不会大；第二类：第二类：n n1.01.03.03.0，弱电解质，在水中含量最高的是，弱电解质，在水中含量最高的是H H2 2SiOSiO3 3，溶解度，溶解度ay较大；较大；第三类：第三类：n n4 4，难溶盐分，一般不用考虑。，难溶盐分，一般不用考虑。压力压力 pp，蒸汽与水的性质即溶，蒸汽与水的性质即溶盐能力接近，盐能力接近，a ay y。pHpH值值 炉水中硅酸盐与炉水中硅酸盐与H2SiO3之间处于水解平衡状态之间处于水解平衡状态 HSiOHSiO3 3-+H+H2 2O HO H2 2SiOSiO3 3+OH+OH-提高提高pHpH，OHOH-，平衡向左，平衡
12、向左，H H2 2SiOSiO3 3，硅酸，硅酸a ay y，硅酸盐硅酸盐。但但pHpH应符合水质标准，不能采用这个方法来减小应符合水质标准，不能采用这个方法来减小硅酸含量硅酸含量。二、蒸汽溶盐的净化二、蒸汽溶盐的净化蒸汽清洗、分段蒸发蒸汽清洗、分段蒸发三、汽水分离三、汽水分离 分离原理分离原理重力分离。重力分离。利用蒸汽与水的密度差在一定空间中利用蒸汽与水的密度差在一定空间中进行自然分离进行自然分离离心力分离。离心力分离。利用汽流旋转时蒸汽与水产生不同利用汽流旋转时蒸汽与水产生不同的离心力进行分离的离心力进行分离惯性力分离。惯性力分离。利用汽流改变方向时蒸汽与水产生利用汽流改变方向时蒸汽与水
13、产生不同的惯性力进行分离不同的惯性力进行分离水膜分离。水膜分离。利用蒸汽与水的不同粘性，使水粘附利用蒸汽与水的不同粘性，使水粘附在固体壁面上形成水膜流下而进行分离在固体壁面上形成水膜流下而进行分离 分类分类 粗分离（一次分离）：将大部分蒸汽分离出来，粗分离（一次分离）：将大部分蒸汽分离出来，并消除汽水混合物流动动能并消除汽水混合物流动动能 细分离（二次分离）：进一步降低蒸汽湿度细分离（二次分离）：进一步降低蒸汽湿度1.1.汽水粗分离装置汽水粗分离装置（1 1）水下孔板）水下孔板 汽垫使蒸汽比较均匀地流汽垫使蒸汽比较均匀地流经孔板经孔板,均衡锅筒内蒸均衡锅筒内蒸发面负荷发面负荷 （2 2）挡板）
14、挡板 消除汽水混合物进入锅筒消除汽水混合物进入锅筒时动能，对流体起到导时动能，对流体起到导向和分离作用向和分离作用（3 3）旋风分离器）旋风分离器 锅内旋风分离器（立式、卧锅内旋风分离器（立式、卧式和涡轮式）式和涡轮式）锅外旋风分离器锅外旋风分离器2.2.汽水细分离装置汽水细分离装置 （1 1）集气管）集气管 均匀沿锅筒长度方向的蒸汽负荷，延长在汽均匀沿锅筒长度方向的蒸汽负荷，延长在汽空间的滞留时间，改善汽水分离效果。空间的滞留时间，改善汽水分离效果。（2 2）蜗壳分离器）蜗壳分离器 切线方向进入蜗壳，切线方向进入蜗壳，在离心力作用下将汽水在离心力作用下将汽水分离，汽流多次转弯在分离，汽流多次
15、转弯在惯性力作用下进一步分惯性力作用下进一步分离，进入集汽管内输出。离，进入集汽管内输出。（3 3）匀汽孔板）匀汽孔板 均匀蒸汽空间负荷分均匀蒸汽空间负荷分布，降低蒸汽的上升速布，降低蒸汽的上升速度，增强汽空间的重力度，增强汽空间的重力分离效果。分离效果。（4 4）波形板百叶窗）波形板百叶窗 多次转弯改变流动多次转弯改变流动方向，依靠惯性力或方向，依靠惯性力或粘性力使汽水分离。粘性力使汽水分离。中压锅炉水平布置中压锅炉水平布置 高压锅炉垂直布置高压锅炉垂直布置 （5 5）钢丝网分离器）钢丝网分离器 利用惯性分离和液利用惯性分离和液膜分离，使水分粘附膜分离，使水分粘附在网上流下。在网上流下。在设
16、计汽水分离装置时，应注意下列几点：在设计汽水分离装置时，应注意下列几点：1、使锅筒内的蒸汽负荷沿锅长筒度和宽度分布均、使锅筒内的蒸汽负荷沿锅长筒度和宽度分布均匀。匀。2、防止汽水混合物、蒸汽和水的流体对水面发生防止汽水混合物、蒸汽和水的流体对水面发生冲击。冲击。3、防止水滴粉碎尽量避免微小水滴的出现。、防止水滴粉碎尽量避免微小水滴的出现。4、组织好分离设备的琉水，尽量壁面分离后的水组织好分离设备的琉水，尽量壁面分离后的水滴被汽流第二次带走滴被汽流第二次带走5、防止汽泡带入下降管中，影响水循环的可靠性。防止汽泡带入下降管中，影响水循环的可靠性。6、制造安装简单检查维修方便。制造安装简单检查维修方便。
