10第十章蒸汽净化及水质工况

第十章蒸汽净化及水质工况1第十章蒸汽净化第一节蒸汽污染的原因及其净化措施一、蒸汽含盐量对锅炉，汽轮机工作过程的影响1．蒸汽品质一般用单位质量蒸汽中所含杂质的数量来衡量，其单位用ug/kg或mg/kg来表示。2．蒸汽含杂质危害：当盐沉积在过热器中，就会影响流动，使阻力增大；影响传热，使蒸汽吸热量减少，锅炉排烟温度升高，锅炉效率降低；如沉积严重则使管壁温度升高，可能发生爆管。盐分沉积在阀门中，会使阀门关闭不严，动作不灵。沉积在汽轮机中，会改变叶片型线，影响汽轮机出力和效率，使阻力增大，周向推力增大；如果汽轮机转子积盐不均匀，还会引起机组振动，造成事故。二、蒸汽品质规范根据《火力发电厂水汽标准》（DL/T561—95）、《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》（GB12145—89）、《火力发电厂水汽化学监督导则》（DL/T561—95）制定表10—1，表10—2三、蒸汽污染的原因蒸汽通过携带含盐水滴而污染称之为机械性携带。蒸汽通过直接溶盐而污染称之为溶解性携带或选择性携带。蒸汽机械性携带的含盐量，取决于蒸汽湿度和锅水含盐量，其关系式为lsJqSS100mg/kg(10—1)蒸汽对某一物质的溶解能力服从物理化学中的分配定律：100aSSmlsmq（10—2）饱和蒸汽携带某种盐类的量，应为机械携带和选择性携带之和，即mqJqqSSSmg/kg（10—3）通常用蒸汽的携带系数mK来表示蒸汽携带某种盐分的能力，即mKω+ma（10—4）四、净化蒸汽的原则措施1、控制锅炉水品质。解决此问题的办法是进行排污。2、提高给水品质。3、减少机械性携带，主要是采用高效汽水分离设备。4、减少选择性携带，主要是提高蒸汽清洗效果。第十章蒸汽净化及水质工况2第二节饱和蒸汽的机械携带当汽流速度一定时，能被汽流带走的最大水滴直径，可根据汽流升力与水滴在蒸汽中的重力两者之间的平衡关系确定，即gdd)(6243max22max将上式整理后可得)(432maxgd（10—5）式中ξ——球形水滴在气流中的流动阻力系数。由上式可知，汽流速度越大，蒸汽压P越高，能被汽流带走的最大水滴直径maxd越大。当水滴直径一定时，能将水滴带走的最小蒸汽上升速度，称为飞升速度，即min=dg3)(4（10—6）由上式可知：直径为0～maxd的水滴可被汽流传送到任意高度；大于maxd的水滴由于初速度大，可跃起一定的高度。当跃起高度小于蒸汽分离空间高度时，水滴自行落下，否则，由于蒸汽出口处汽流速度大，大量水滴进入蒸汽中去。影响蒸汽带水的主要因素为锅炉负荷、蒸汽压力、蒸汽空间高度和炉水含盐量等,下面将分别说明.1．负荷的影响在炉水含盐量一定时，蒸汽湿度与负荷D的关系可表示为nAD（10—7）2．汽空间高度汽包内蒸汽空间高度，在一定范围内对蒸汽带水的影响较大。当蒸汽空间高度减小时，水滴来不及从汽流中分离开来，大量水滴被蒸汽带走，蒸汽湿度将增加。汽包蒸汽空间高度越小，蒸汽带水能力越强。3．水含盐量的影响锅水含盐影响水的表面张力和动力粘度，因此也影响蒸汽的带水量。锅水含盐增多，特别是碱性物质增多，会使溶液的表面张力减小，汽泡的直径也随之减小。4．蒸汽压力的影响随着蒸汽压力的增高，汽水密度差减小，汽水分离更加困难，导致蒸汽携带水滴的能力增加；另外，蒸汽压力增高，对应的饱和温度也高，水分子的运动加强，第十章蒸汽净化及水质工况3相互间的引力减小，水的表面张力减小，水就更容易破裂成细小水滴被蒸汽带走，由此可见，蒸汽压力越高，蒸汽越容易带水。第三节蒸汽的溶解性携带一、饱和蒸汽的溶盐(一)溶盐规律1、分配定律。在一定压力和温度下，如果某物质在两种互不相容的介质里均能溶解，则在这两种介质中的溶解度之比为一常数，并称之为分配系数。分配定律应用于蒸汽溶盐时，可用式(10—2)表示。2、饱和蒸汽溶盐特点：（1）具有选择性。不同的盐类在相同的条件下，在蒸汽中的溶解能力是不同的，即蒸汽溶盐具有选择性。因此蒸汽溶解性携带又称之为选择性携带。（2）蒸汽溶盐能力与压力有关。压力增加，溶解能力增加。不同盐分溶解于蒸汽的量可用分配系数ma表示。各种盐类的分配系数与压力有关，可用下式表示：nma'（10—10）式（10~10)说明了压力对蒸汽溶盐能力影响。随着压力的提高，饱的汽与饱和水的密度差减小，即值'增大，分配系数ma随之增大，汽与水的性质越来越接近，因而蒸汽的溶盐能力与水接近。当压力达到临界及以上压力时，分配系数ma=100%。(二)、盐的分类接溶解指数的不同，可将锅水中常见的盐分为三类：第一类为硅酸(SiO2、H2SiO3、H2SiO5、H4SiO4)，可见高压蒸汽溶解硅酸是蒸汽污染的主要原因。第二类为氢氧化钠(NaoH)、氯化钠(Nacl)、氯化钙(CaCl2)等，它们的n值相当，分配系数比硅酸低得多，但到超高压时，其分配系数也能达到相当大的数值。第三类为一些难溶于蒸汽的盐分，如Na2SO4、CaSO4、MgSO4、Na2SO3、Na3PO4、Ca3(PO4)2等，它们的n最大，分配系数最小。二、硅酸的选择性携带1．重要性2．硅化物溶盐规律3．减少蒸汽中硅化物含量的方法（1）减少锅水中硅化物含量，主要是采用补给水除硅和防止凝汽器泄漏措施。（2）采用清洁的水来清洗蒸汽，这是改善高压蒸汽品质的有效方法。（3）控制锅水中PH值。第十章蒸汽净化及水质工况4三、过热蒸汽的溶盐规律第四节汽水分离和蒸汽清洗装置一、汽水分离汽水分离元件的型式很多。一次分离元件有：旋风分离器、挡板、立式节流板、水下孔板等；二次分离元件有：百叶窗、均汽板等。二、蒸汽清洗（一）蒸汽清洗原理（二）蒸汽清洗装置目前我国普遍采用起泡穿层式清洗装置，有钟罩式和平板式两种，其结构如图10—9所示。（三）影响蒸汽清洗效果的因素（1）给水含盐量越低，清洗效果越好。（2）给水与蒸汽的接触程度（时间、面积）完善，清洗效果好。（3）清洗前蒸汽品质越差，清洗后清洗水的含盐量就越高，清洗后蒸汽的含盐量也就越高。（4）给水经清洗装置的数量大，则清洗效果好。（四）蒸汽清洗后的含盐量计算蒸汽经清洗装置清洗后的含量盐可用下式计算，即qxsqSaS100（10—11）式中qxsS——清洗水的平均含盐量，mg/kg。三、锅炉排污及其利用系统（一）锅炉排污连续排污是连续不断地从锅炉含盐浓度最大的接近汽包蒸发表面处排出一部分锅水，并补充较清洁的给水，使锅水含盐浓度不致过高，并维持锅水有一定碱度。定期排污就是间断地将沉积在锅炉汽水系统较低处（如水冷壁下联箱）的不溶性沉渣和铁锈等杂质排出。定期排污的间隔时间和排污量由化学监督人员根据汽水品质的要求来确定。锅炉排污量的多少通常用排污率p表示。排污量pwD占锅炉蒸发量D的百分数称为排污率，即p=%100DDpw（10—13）排污率应有一恰当值。我国规定：凝汽式电厂排污率为1%～2%，热电厂排污率为2%～5%