4.ppt锅炉汽水系统

武汉理工大学轮机工程系第四节船舶辅锅炉的汽、水系统水管锅炉的水循环循环方式：1、利用泵使汽水混合物经受热面的强制循环，2、利用水与汽水混合物的密度差使汽水混合物经蒸发受热面流动，叫自然循环．目前大多数船用锅炉采用自然循环。自然循环的优点是设备简单，无需专门的循环泵．武汉理工大学轮机工程系一、炉水的自然循环1．自燃循环的基本原理水管锅炉的自然循环回路由汽包、水筒(或联箱)、下降管及上升管(蒸发受热面)组成，其循环回路简图如图所示。炉水循环原理演示武汉理工大学轮机工程系2．上升管的流动状况和限制壁温过高的条件•在蒸发受热面上进行着水变为汽水混合物的沸腾过程•锅炉安全工作的重要条件之一是蒸发受热面的管壁温度不超过其金属的许用温度。•根据传热学，水管锅炉蒸发受热面外壁温度与管内工质温度、管内壁对流放热系数a2，管内水垢和管壁金属的导热热阻及单位受热面热负荷q有关。•目前船用锅炉工作压力最高约为6MPa，管内工质的温度(该压力下水的饱和温度)不超过276℃．水垢热阻与水质情况有关。•目前炉水处理良好巳能作到基本上无垢运行，而金属的热阻较小；因此管子外壁温度与管内工质温度差主要取决于a2及q。武汉理工大学轮机工程系3．保证自燃水循环良好的措施为了防止蒸发受热面过热烧坏，除了防止受热面热负荷过大和结垢严重外，主要是保证水循环良好，即保证所有的上升管有足够的循环流速Wo(以上升管人口处计)和进水流量G．为了保证良好的水循环，在设计和管理上应注童以下几个方面；(1)尽量减少或避免下降管带汽(2)避免上升管受热不均现象加重(3)避免上升管流动阻力过大(4)尽量避免用汽量突然增大或减小，引起工作汽压急剧降低或升高．(5)运行中不宜在下锅筒进行下排污，这会破坏水循环．武汉理工大学轮机工程系由汽包引出的饱和蒸汽带水过多，就会使蒸汽品质下降，蒸汽携水所带有的盐分可能加快汽、水管路和设备的腐蚀；若饱和蒸汽用于驱动蒸汽辅机，带水过多也会引起这些机械的水击；对于装有过热器的锅炉，如蒸汽带水进入过热器，则水在过热器中被加热蒸发，溶解在水中的盐分就沉积在过热器的内壁上，使过热器管子烧坏。二、影响蒸汽带水的因素和汽水分离设备武汉理工大学轮机工程系1、影响蒸汽带水的因素(1)分离高度．分离高度越大，重力分离作用越强．然而当分离高度超过0.5～0.6m时，蒸汽湿度的变化很小。(2)锅炉负荷(用汽量)。锅炉耗汽量增加时，需加强燃烧，汽泡中水的含汽量增加，蒸发平面升高，分离高度降低，同时上升管出来的汽水混合物冲击水面使炉水飞溅数量增加。(3)炉水含盐量。当炉水含盐量达到某一极限值时，炉水表面就会形成很厚的泡沫层，即所谓汽水共腾．这一极限值称为临界含盐量．汽水共腾的原因是炉水含盐量大，炉水粘度增加，泡沫强度提高且不易破裂，当含盐量超过临界值时泡沫寿命会显著增长，故形成汽水共腾。武汉理工大学轮机工程系锅炉炉水的临界含盐量武汉理工大学轮机工程系2、汽水分离设备(1)水下孔板当汽水混合物由水空间引入汽包时，可利用水下孔板来均衡蒸发平面负荷。(2)集汽管聚集在汽包顶部的蒸汽一般通过集汽管引出。(3)集汽板也可用集汽板代替集汽管。武汉理工大学轮机工程系3．防止蒸汽品质恶化的措施锅炉运行时为了防止供应的蒸汽湿度过大，管理上必须注意如下几点：(1)防止水位过高：尤其不宜在高负荷下高水位运行，因为，高负荷时水位表中指示的水位要比汽包内实际水位低得多，其次，高负荷时蒸发平面上蒸汽逸出的平均速度增大，更易携带出较大的水滴。(2)严格控制水质：避免含盐量高引起汽水共腾．(3)锅炉供汽量不宜增加过快：以防汽包内压力急降，炉水产生“自蒸发’现象，而导致汽泡急剧增多，水位上升，分离高度减小．武汉理工大学轮机工程系三、锅炉的蒸汽、给水、凝水和排污系统辅锅炉和废气锅炉所产生的蒸汽，通过管道输送至各处，供驱动蒸汽辅机和燃油、滑油加热，以及供空调装置、热水压力柜和厨房等用汽．绝大部分蒸汽在工作之后凝结成水。由凝水系统流回热水井，再由给水泵经给水系统送回锅炉。由于少量蒸汽被直接消牦和漏泄，流回热水井的凝结水量要少于锅炉向外的供汽量，再加上锅炉需要排污，所以经常需要由炉水舱向热水井补充给水。武汉理工大学轮机工程系锅炉汽水系统1、蒸汽系统2、凝水系统3、给水系统4、排污系统锅炉汽水系统原理演示武汉理工大学轮机工程系•因为阻汽器总会有一部分蒸汽漏过，并且当凝水流出阻汽器时，因压力降低，也可能产生二次蒸汽．所以凝水在进入热水井前先经大气式冷凝器冷却，使其中的蒸汽凝结，然后才留回热水井．大气式冷凝器观察柜热水井上排污漏斗武汉理工大学轮机工程系底部排污可定期在投放药除垢药物后过一段时间进行．通常要求在熄灭后半小时或锅炉负荷较低，锅筒压力降至0.4～0.5Ma时进行，因为此时炉水比较平静，有更多的泥渣沉积在底部．水管锅炉为防止从底部放走大量炉水破坏正常的水循环，所以不允许在锅炉正常工作时进行底部污．底部排污应在水位较高时开始，并严密注意水位变化，谨防失水．每次排污时间不能过长，一般阀全开时间不超过30，每次排污量可按1/3～1／2水位表高度考虑。废气锅炉也要进行排污(除强制循环水管锅炉外)武汉理工大学轮机工程系在排污总管上设有止回阀15，以免锅炉中无压力时，海水倒灌人锅炉中．排污时，应先打开舷旁通海阀16，以防开启排污阀时管内发生水击。武汉理工大学轮机工程系1．失水锅炉水位低于最低工作水位时称为失水，这是锅炉的一种严重事故．2．满水水位高过最高工作水位称为满水．3、受热面管子破裂因结垢严重、水循环不良等导致管壁过热，或腐蚀严重都可能引起受热面管子破裂．•堵塞水管锅炉水管的钢塞具有一定锥度，涂上白铅油后，塞在破管的两端，然后用手槌敲紧，再借助于工作蒸汽的压力即可保证一定的严密性．•堵塞烟管锅炉烟管，可用图示堵棒将破管堵死．武汉理工大学轮机工程系第五节船舶辅锅炉的运行和维护管理锅炉是在高温条件下工作的压力容器，它的安全可靠是至关重要的．对船舶锅炉，尤其是对低压辅锅炉发生的事故分析表明，管理操作和维护保养方面的失误往往是发生事故的主要原因．因此轮机人员应有高度的责任感，应该熟悉锅炉的操作程序及维护保养方面的规定及要求，并在实际工作中认真遵照执行．一、锅炉的运行管理1．点火苗的准备2．点火升汽燃油锅炉在开始点火前，一定要先预扫风5min以上，将炉内积存的油气彻底吹净．3．运行中的管理锅炉在运行时，最主要的是要保证安全生产、燃烧质量良好和维持蒸汽参数的稳定．为此值班人员应随时注意水位、汽压、油压、油温、风压、炉内的燃烧情况和排烟的颜色，以及给水和炉水水质的分析与处理等。同时要注意油泵、风机和及其它附件的工作情况，保证其处于正常状态。4、停火留汽5、停用放空武汉理工大学轮机工程系二、防止锅炉受热面的低温腐蚀和积灰复燃1、防止锅炉受热面的低温腐蚀烟气温度小于500℃硫酸腐蚀防止低温腐蚀措施：(1)对装有空气预热器的锅炉，可采用装设空气再循环管道的方法来提高空气入口温度，即让一部分热空气与冷空气混合后，再送入空气预热器，以提高管壁温度，使之不低于水蒸气露点温度．也可以采用旁通烟道或旁通空气道的方法，当锅炉点火升汽或处于低负荷运行时，将烟气或空气旁通，不经过空气预热器．(2)改善燃烧工况采用低过量空气的燃烧方式，它能减少二氧化硫的进一步氧化，从而减少硫酸的生成．有效地降低酸露点．当a＝1．15～1．2时，烟气中三氧化硫的浓度为15～25ppm，酸露点约为150～180℃，当a＝1．1时，酸露点约为130℃，当a＝1．01～1．02时，烟气中三氧化硫的浓度为4～8ppm，酸露点约为60℃，保证良好的燃烧还能使生成的三氧化硫在离开炉膛前尽量分解．(3)要及时进行吹灰，经常保持受热面的清洁，尽量减少其对生成硫酸的催化作用；在停炉检修时，要清除受热面上的铁锈和积灰武汉理工大学轮机工程系三、锅炉的水质控制在锅炉的管理维护工作中，定期对给水和炉水水质进行化验与处理是不可忽视的．水质控制得好，可显著减轻水垢的生成，防止腐蚀发生和汽水共腾，炉水质量控制好坏直接影响锅炉工作的安全，可靠，经济和使用年限．1．锅炉水控制的主要项目(1)硬度为了减少水垢的生成，低压锅炉一般要求将硬度控制在0.25°H以下．常用的方法：是炉水中加入磷酸钠(Na3PO4·12H2O，也称磷酸三钠)或磷酸二钠(Na2HPO4·12H2O,也称磷酸二钠)，它们在水中离解后生成的磷酸根与Ca2+、Mg2+离子结合生成分散的胶状沉淀，当炉水pH值为10一12，过剩PO43-在要求范围内时，能生成松软而无附着性的泥渣，可通过底部排污而除去．因此现在有的炉水处理方法只测量和控制水中过剩PO43-的浓度，而不再直接控制硬度。武汉理工大学轮机工程系(2)碱度水的碱度是使水带碱性的OH—、CO2-2、HCO-、PO3-4等离子的浓度(毫克当量／升)．控制在适当的碱度范围内(相当pHl0～12)，有利于抑制电化学腐蚀．碱性不足，且溶有较多O2、CO2并含有大量盐和Cl-，将会促进锅炉受热面发生电化学腐蚀．但是当炉水的碱性太强，也会破坏金属表面氧化层保护膜，反而腐蚀加剧。•锅炉水处理常以磷酸钠在降低炉水硬度的同时，提高炉水碱度．•有时为了迅速提高炉水碱度，也使用Na2CO3，它提高碱度的效果1kg大约可抵4kg磷酸钠。万一投药不当使碱度太大，则须上排污并补充淡水，使碱度下降。(3)含盐量含盐量太大会引起汽水共腾，恶化蒸汽品质，加剧管路设备腐蚀．海船炉水的含盐量以氯盐居多，故通常化验氯离子浓度来反映含盐量的多少，单位用mg/L(NaCl)．工作压力较低的辅助锅炉可2～3天化验一次。武汉理工大学轮机工程系我国海运部门尚未制定统一的锅炉用水的水质指标。1981年交通部颁布的“交通部直属水运船舶锅炉水质标准及处理规程(试行)”中规定的水质标准如表13—4和表13—5所示。武汉理工大学轮机工程系2．锅炉水质的测定方法(1)水样的采取(2)碱度的测定(3)硬度的测定(4)含盐量的测定3.锅炉水处理药剂目前世界各船公司采用的控制标准、化验方法和处理药剂不尽一致，但大同小异。武汉理工大学轮机工程系化学品公司提供的船用低压锅炉水处理方法大多采用单—的混合药剂，主要成分亦多为磷酸钠，根据酚酞碱度决定投放量，可同时起提高碱度、降低硬度、增加泥渣流动性面防止其生成二次水垢等作用。我国海运公司采用磷酸三钠或磷酸二钠(后者在碱度巳够时使用)为主要药剂，掺配拷胶使用．拷胶外观呈黄棕色，是粉状或块状的弱酸性天然有机物，可溶，毒性很低，其主要成分是单宁(约占65％～70％)．单宁可吸附和凝聚炉水中钙、镁离子，阻止炉水中钙、镁离子以水垢的形式沉析出来，使它们变成流动性好的泥渣而随排污排出炉外；同时单宁在碱性介质中能吸附水中氧以及与过剩PO43-一起组成一层中性保护膜，防止了金属表面的腐蚀．拷胶用量按要求投放：初次投放量为每吨水80g，日常补给水投放量为每吨水加100g。武汉理工大学轮机工程系四、锅炉停用时的保养锅炉在较长时间停用时需要加以保养，否则其腐蚀程度甚至比工作时要严重，辅锅炉与废气锅炉停炉时的保养方法，可根据停用的时间长短分为满水保养法(一般不超过一个月)和干燥保养法。1．满水保养法满水保养法就是将锅炉的汽、水空间全部充满不含氧的碱性水，以防腐蚀．它的操作要点是彻底排除锅炉中的空气和保持炉水含有合适的碱度。如果满水保养已超过一个月仍需继续保持，可放掉部分水再加热驱氧，然后化验碱度或磷酸根含量，决定补水时是否要加药。2、干燥保养法如果锅炉停用时间较长或需内部检修，可以用干燥保养法来代替满水保养法，以减少维护管理的工作量．干燥保养法的要点是保持锅炉内部干燥，防止潮气造成锅炉腐蚀．武汉理工大学轮机工程系五、锅炉的清洗1．水垢的清洗如果炉水处理良好，金属表面仅附有一层薄而稀松的水垢，用钢丝刷可刷掉。如果水垢厚度超过2mm，呈结晶状态，并牢牢地附在金属表面上，则说明炉水硬度太高，过剩磷酸根不足，钙、镁离于没有完全转变为泥渣。如果水垢厚而不紧密，且略带半透明的大晶粒，放在淡水中2～3h后极易破碎，则说明是易溶盐