第三节蒸汽净化课件.ppt
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- 三节 蒸汽 净化 课件
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1、第三节第三节 蒸汽净化蒸汽净化L蒸汽品质对汽轮机、锅炉等热力设备的安全经蒸汽品质对汽轮机、锅炉等热力设备的安全经济运行影响很大,济运行影响很大,尤其是高参数及以上的热力尤其是高参数及以上的热力设备设备,对蒸汽品质的要求极高。为此,现代锅,对蒸汽品质的要求极高。为此,现代锅炉要求蒸汽严格净化,以保证蒸汽品质合格。炉要求蒸汽严格净化,以保证蒸汽品质合格。*本节重点本节重点L蒸汽、给水及炉水品质的标准蒸汽、给水及炉水品质的标准L蒸汽污染的原因蒸汽污染的原因L净化蒸汽的各种装置净化蒸汽的各种装置L锅炉排污和典型汽包内部装置锅炉排污和典型汽包内部装置48-1 一、一、蒸汽污染的危害和对蒸汽品质的蒸汽污染
2、的危害和对蒸汽品质的要求要求L(一)蒸汽污染对电厂热力设备的危害(一)蒸汽污染对电厂热力设备的危害L含盐蒸汽在过热器中过热时,部分盐分会沉积在过含盐蒸汽在过热器中过热时,部分盐分会沉积在过热器管壁上形成盐垢。易造成管子过热损坏。热器管壁上形成盐垢。易造成管子过热损坏。L一部分盐随蒸汽流动,沉积在管道阀门处,可能造一部分盐随蒸汽流动,沉积在管道阀门处,可能造成阀门卡涩和漏汽。成阀门卡涩和漏汽。L沉积在汽轮机部分,会使喷嘴叶片的叶型改变,汽沉积在汽轮机部分,会使喷嘴叶片的叶型改变,汽轮机效率降低;使轴向推力与叶片应力增大;影响轮机效率降低;使轴向推力与叶片应力增大;影响转子平衡,甚至造成重大事故。
3、转子平衡,甚至造成重大事故。48-2(二)对蒸汽品质的要求(二)对蒸汽品质的要求蒸汽品质定义:蒸汽品质定义:一般用单位质量蒸汽中所含杂一般用单位质量蒸汽中所含杂质的数量来表示。它反映了蒸汽的清洁程度,质的数量来表示。它反映了蒸汽的清洁程度,蒸汽中杂质含量愈少,蒸汽愈清洁,蒸汽品质蒸汽中杂质含量愈少,蒸汽愈清洁,蒸汽品质愈好。愈好。蒸汽中所含杂质为绝大部分是盐类,故通常多蒸汽中所含杂质为绝大部分是盐类,故通常多以蒸汽中含盐量的多少表示蒸汽的品质。含盐以蒸汽中含盐量的多少表示蒸汽的品质。含盐量愈多,蒸汽品质愈差。量愈多,蒸汽品质愈差。48-3L为了保证锅炉、汽轮机等热力设备的长期安全为了保证锅炉、
4、汽轮机等热力设备的长期安全经济运行,我国经济运行,我国火力发电厂水汽质量标准火力发电厂水汽质量标准对蒸汽的含盐量提出了明确要求,如表对蒸汽的含盐量提出了明确要求,如表64所所示。监督的主要项目是含钠量和含硅量:示。监督的主要项目是含钠量和含硅量:L 争取标准为争取标准为5 g/kg。表64 蒸汽品质标准 钠 (g/kg)炉型 压力 (Mpa)磷酸盐处理 挥发性处理 二氧化硅(g/kg)3.82 5.78 凝汽式发电厂15 热 电 厂20 汽包炉 5.88 18.62 10 *10 直流炉 5.88 18.62 *10 20 48-4二、二、蒸汽污染的原因蒸汽污染的原因L 蒸汽被污染的原因蒸汽被
5、污染的原因L进入锅炉的给水中含有杂质。给水进入锅炉进入锅炉的给水中含有杂质。给水进入锅炉汽包以后,蒸发受热面中不断蒸发产生蒸汽,汽包以后,蒸发受热面中不断蒸发产生蒸汽,使炉水含盐浓度大大超过给水含盐浓度。使炉水含盐浓度大大超过给水含盐浓度。L炉水中的盐分进入到蒸汽中的方式:炉水中的盐分进入到蒸汽中的方式:一是一是饱饱和蒸汽带水,也称为蒸汽的机械携带:和蒸汽带水,也称为蒸汽的机械携带:二是二是蒸汽直接蒸汽直接 溶解某些盐分,也称为蒸汽的选溶解某些盐分,也称为蒸汽的选择性携带。择性携带。在高压以上的锅炉中,蒸汽的清在高压以上的锅炉中,蒸汽的清洁度决定于蒸汽带水和蒸汽溶盐两个方面洁度决定于蒸汽带水和
6、蒸汽溶盐两个方面 。48-5(一)饱和蒸汽带水(一)饱和蒸汽带水L蒸汽带水的含盐量,取决于携带水分的多少及蒸汽带水的含盐量,取决于携带水分的多少及炉水含盐量的大小炉水含盐量的大小 ,其关系可用下式表示,其关系可用下式表示,即即 8)-(6 mg/kg 100lssqSS 48-6_当汽流速度一定时,可根据汽流升力与水滴在当汽流速度一定时,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,即蒸汽中的重力两者之间的平衡关系确定,即 gdwpdmaxmax 624322 43 2max gwd将上式整理后可得:将上式整理后可得:48-7_汽流速度汽流速度w越大,蒸汽压力越大,蒸汽压力p越高,
7、能被汽流带越高,能被汽流带走的最大水滴直径越大。走的最大水滴直径越大。_ 水滴直径一定,将水滴带走的最小汽流速度:水滴直径一定,将水滴带走的最小汽流速度:155.134min gddgw48-8影响蒸汽带水的影响蒸汽带水的主要因素主要因素_ 1.锅炉负荷的影响锅炉负荷的影响_ 锅炉负荷增加时,由于产汽量增加,一方锅炉负荷增加时,由于产汽量增加,一方面使进入汽包的汽水混合物动能增加,从而面使进入汽包的汽水混合物动能增加,从而导致锅炉生成的细微水滴增多;另一方面也导致锅炉生成的细微水滴增多;另一方面也使汽包蒸汽空间的汽流速度增大,因而蒸汽使汽包蒸汽空间的汽流速度增大,因而蒸汽湿度增加,蒸汽品质随之
8、恶化。湿度增加,蒸汽品质随之恶化。_ 汽流速度可用锅炉的蒸发强度表示,而锅汽流速度可用锅炉的蒸发强度表示,而锅炉的蒸发强度则是用炉的蒸发强度则是用“蒸汽空间负荷蒸汽空间负荷”和和“蒸发面负荷蒸发面负荷”表示的。表示的。48-9_蒸汽空间负荷是指通过单位蒸汽空间的蒸汽容蒸汽空间负荷是指通过单位蒸汽空间的蒸汽容积流量,用符号积流量,用符号Rk表示,即表示,即_ Rk=D/V m3/(m3h)_ 蒸发面负荷蒸发面负荷是指通过单位蒸发面积的蒸汽容积是指通过单位蒸发面积的蒸汽容积流量,用符号流量,用符号Rm表示,即表示,即_ Rm=D/A m3/(m2h)_ 当蒸汽参数和汽包尺寸一定时,随着锅炉负当蒸汽
9、参数和汽包尺寸一定时,随着锅炉负荷增加,蒸汽空间负荷和蒸发面负荷增加,从荷增加,蒸汽空间负荷和蒸发面负荷增加,从而使蒸汽流速增加和蒸汽在汽包内逗留时间缩而使蒸汽流速增加和蒸汽在汽包内逗留时间缩短,结果使蒸汽湿度增加。短,结果使蒸汽湿度增加。48-10_在炉水含盐量一定的情在炉水含盐量一定的情况下,锅炉负荷与蒸汽况下,锅炉负荷与蒸汽湿度的关系可用如下公湿度的关系可用如下公式表示:式表示:_ =ADn (6-9)_ 上式关系用图上式关系用图611表表 示。示。_从图中可以看出,随着从图中可以看出,随着锅炉负荷的增加,蒸汽锅炉负荷的增加,蒸汽的湿度增加。的湿度增加。_蒸汽湿度一般不允许超蒸汽湿度一般
10、不允许超过过0.1%。48-11 2.蒸汽压力的影响蒸汽压力的影响_蒸汽压力愈高,汽水密度密度差减小,大蒸汽压力愈高,汽水密度密度差减小,大水滴利用重力分离较困难,而高压蒸汽卷吸水滴利用重力分离较困难,而高压蒸汽卷吸水滴的能力却增强;汽压升高,饱和水温升水滴的能力却增强;汽压升高,饱和水温升高,水的表面张力减小,汽泡容易破碎成小高,水的表面张力减小,汽泡容易破碎成小水滴,被蒸汽带走。因此,对于高压锅炉,水滴,被蒸汽带走。因此,对于高压锅炉,蒸汽空间负荷应比中压锅炉低。蒸汽空间负荷应比中压锅炉低。48-124对运行中的锅炉,当压力骤降时,将使对运行中的锅炉,当压力骤降时,将使锅水骤然沸腾,汽水容
11、积膨胀,穿过蒸锅水骤然沸腾,汽水容积膨胀,穿过蒸发面的蒸汽量增多,蒸汽大量带水,蒸发面的蒸汽量增多,蒸汽大量带水,蒸汽品质恶化。汽品质恶化。48-133.蒸汽空间高度的影响蒸汽空间高度的影响_蒸汽空间高蒸汽空间高度对蒸汽带度对蒸汽带水的影响,水的影响,其关系如下其关系如下图所示。所图所示。所以不必要采以不必要采用过大的汽用过大的汽包尺寸。包尺寸。48-14_为了保证汽包有足够的蒸汽空间高度,通常汽为了保证汽包有足够的蒸汽空间高度,通常汽包的正常水位应在汽包中心线以下包的正常水位应在汽包中心线以下100 200mm处。锅炉正常运行时,水位应保持在正常水位处。锅炉正常运行时,水位应保持在正常水位线
12、线50 75mm范围内波动,当水位过高,会使蒸范围内波动,当水位过高,会使蒸汽空间高度减小,使蒸汽湿度增加。且水位过汽空间高度减小,使蒸汽湿度增加。且水位过高时,当负荷突然增加或压力突然降低时,将高时,当负荷突然增加或压力突然降低时,将导致虚假水位发生。导致虚假水位发生。48-154.炉水含盐量的影响炉水含盐量的影响_ 蒸汽温度与炉水含蒸汽温度与炉水含盐量的关系如图盐量的关系如图612所示。所示。临界含临界含盐量定义:盐量定义:当炉水当炉水含盐量增大到某一含盐量增大到某一数值时,将使蒸汽数值时,将使蒸汽带水量急剧增加,带水量急剧增加,这时的锅水含盐量这时的锅水含盐量称为临界含盐量。称为临界含盐
13、量。48-16_出现临界炉水含盐量的原因:由于炉水含出现临界炉水含盐量的原因:由于炉水含盐量增加,使炉水的粘性增大,使汽泡在汽盐量增加,使炉水的粘性增大,使汽泡在汽包水容积中的含汽量增多,促使汽包水容积包水容积中的含汽量增多,促使汽包水容积膨胀。且使水面上的泡沫层增厚。这些原因膨胀。且使水面上的泡沫层增厚。这些原因都将使蒸汽带水量增加。都将使蒸汽带水量增加。48-17(二)蒸汽的溶盐(二)蒸汽的溶盐 1.高压蒸汽溶盐原因及影响因素高压蒸汽溶盐原因及影响因素 原因是随着压力提高,蒸汽的密度不断增大,原因是随着压力提高,蒸汽的密度不断增大,同时饱和水的密度相应降低,蒸汽的密度逐渐同时饱和水的密度相
14、应降低,蒸汽的密度逐渐近于水的密度,蒸汽的性质也愈接近水的性质,近于水的密度,蒸汽的性质也愈接近水的性质,蒸汽能直接溶解某些盐类。蒸汽能直接溶解某些盐类。且高压蒸汽的溶盐且高压蒸汽的溶盐具有选择性。具有选择性。高压蒸汽的溶盐量,可用下式表示,即高压蒸汽的溶盐量,可用下式表示,即10)-(6 mg/kg 100lsrjqSaS 48-18所示。所示。指数如表指数如表有关,各种盐的溶解有关,各种盐的溶解溶解指数,与盐的种类溶解指数,与盐的种类其中其中有关。试验表明有关。试验表明大小与压力和盐的种类大小与压力和盐的种类的比值百分数。其的比值百分数。其含量含量与此种盐分在炉水中的与此种盐分在炉水中的含
15、量含量解于蒸汽中的某种盐分解于蒸汽中的某种盐分为溶解系数,它表示溶为溶解系数,它表示溶6-6 n 11)-(6 nlsrjqaSSa 48-19c蒸汽对各种盐类的溶解能力不同,具有选择性,蒸汽对各种盐类的溶解能力不同,具有选择性,因而可将锅炉炉水中的各种盐分分为三类。因而可将锅炉炉水中的各种盐分分为三类。c第一类分为硅酸(第一类分为硅酸(SiO2、H2SiO3 等),其等),其溶解系数最大,当压力超过溶解系数最大,当压力超过6MPa时,则应时,则应考虑蒸汽溶解硅酸对蒸汽品质的影响。考虑蒸汽溶解硅酸对蒸汽品质的影响。c第二类盐分有第二类盐分有NaOH、NaCl、CaCO3等,当等,当压力超过压力
16、超过15MPa时,则应在考虑硅酸溶解的时,则应在考虑硅酸溶解的同时还应考虑该类盐分的溶解;同时还应考虑该类盐分的溶解;c第三类盐分有第三类盐分有Na2SO4、Na2SiO3等,这是一等,这是一些难溶的盐分,其溶解系数很低。当压力小些难溶的盐分,其溶解系数很低。当压力小于于20MPa时,可以不考虑其对蒸汽品质影响。时,可以不考虑其对蒸汽品质影响。48-20一组数据:一组数据:4(/)=0.6时时4n=4.1 a=0.1234n=1.9 a=0.379 4(/)=0.8时时4n=4.1 a=0.4014n=1.9 a=0.65448-212.硅酸在蒸汽中的溶解特性硅酸在蒸汽中的溶解特性 硅酸在高压
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