第十章、蒸汽净化讲解课件.ppt

1、2023-1-241 2023-1-242一、蒸汽含盐量对锅炉、汽轮机工作过程的影响一、蒸汽含盐量对锅炉、汽轮机工作过程的影响 蒸汽中携带的杂质包括蒸汽中携带的杂质包括气体杂质气体杂质和和非气体杂质非气体杂质。非气体。非气体杂质主要是杂质主要是硅酸硅酸和和钠盐钠盐等物质（统称为盐类），当其含量等物质（统称为盐类），当其含量超过规定时，就会在蒸汽通过的各部件或设备内产生明显超过规定时，就会在蒸汽通过的各部件或设备内产生明显的沉积。的沉积。沉积在过热器内沉积在过热器内，将使流动阻力和传热热阻增加，管壁，将使流动阻力和传热热阻增加，管壁温度升高，有可能导致爆管；温度升高，有可能导致爆管；沉积在汽轮机

2、中沉积在汽轮机中，将使流，将使流通截面积减小，叶片的粗糙度增加、型线改变，这将引起通截面积减小，叶片的粗糙度增加、型线改变，这将引起汽轮机出力和效率的降低，并且由于流动阻力的增加，将汽轮机出力和效率的降低，并且由于流动阻力的增加，将引起轴向推力的增大；不均匀沉积在汽轮机转子上，引起引起轴向推力的增大；不均匀沉积在汽轮机转子上，引起转子不平衡振动。转子不平衡振动。沉积在阀门中沉积在阀门中，可能使阀门动作失灵，可能使阀门动作失灵或关闭不严。或关闭不严。二、蒸汽品质标准二、蒸汽品质标准n蒸汽品质蒸汽品质是指蒸汽中杂质的含量是指蒸汽中杂质的含量。这些杂质包括盐类。这些杂质包括盐类2023-1-243n

3、物质、碱类物质和氧化物，其中绝大部分是盐类物质，所物质、碱类物质和氧化物，其中绝大部分是盐类物质，所以以通常也把蒸汽对杂质的携带称为通常也把蒸汽对杂质的携带称为蒸汽带盐蒸汽带盐。电站锅炉对于。电站锅炉对于蒸汽品质有着严格的标准规定。蒸汽品质有着严格的标准规定。表表14141 1 蒸汽最大杂质含量蒸汽最大杂质含量炉型炉型 压力（压力（MpaMpa）钠（钠（gg/kg/kg）二氧化硅（二氧化硅（gg/kg/kg）磷酸盐处理磷酸盐处理1 1）挥发性处理挥发性处理2 2）汽包炉汽包炉 3.82-5.78 3.82-5.78 15 15 20 20 5.88-12.6 5.88-12.6 10 10 1

4、0 10 12.7-18.3 12.7-18.3 10 10 直流炉直流炉 5.88-12.6 5.88-12.6 10 10 20 20 12.7-18.3 12.7-18.3 2023-1-244表表14142 2 蒸汽中最大铜和铁的含量蒸汽中最大铜和铁的含量1 1磷酸盐处理指向炉水中加入磷酸盐。磷酸盐处理指向炉水中加入磷酸盐。2 2挥发性处理指向给水中加入挥发性的氨和联氨。挥发性处理指向给水中加入挥发性的氨和联氨。争取标准争取标准 “5g/kg”5g/kg”压力（压力（MPaMPa）铁（铁（gg/kg/kg）铜（铜（gg/kg/kg）汽包炉汽包炉 直流炉直流炉 汽包炉汽包炉直流炉直流炉1

5、2.712.718.3 18.3 20 20 10 10 5 5 5 5*争取标准争取标准 “3g/kg”3g/kg”2023-1-245三、蒸汽带盐在过热器和汽轮机中的沉积规律三、蒸汽带盐在过热器和汽轮机中的沉积规律1 1、在过热器中的沉积规律、在过热器中的沉积规律 在低压和中压锅炉中，过热器中沉积的盐类主要是在低压和中压锅炉中，过热器中沉积的盐类主要是NaNa2 2SOSO4 4、NaNa3 3POPO4 4以及以及NaNa2 2COCO3 3和和NaCNaC；在高压锅炉中，过热器中；在高压锅炉中，过热器中沉积的盐类主要是沉积的盐类主要是NaNa2 2SOSO4 4，约占，约占9090以上

6、；在超高压及亚以上；在超高压及亚临界锅炉中，过热器中的盐类沉积物已经很少；在各种压临界锅炉中，过热器中的盐类沉积物已经很少；在各种压力的汽包锅炉中，还可沉积力的汽包锅炉中，还可沉积铁的氧化物铁的氧化物（主要是过热器本（主要是过热器本身的腐蚀产物）。铁的氧化物在过热蒸汽中溶解度很小，身的腐蚀产物）。铁的氧化物在过热蒸汽中溶解度很小，所以其绝大部分沉积在过热器中，极少部分以固态微粒的所以其绝大部分沉积在过热器中，极少部分以固态微粒的形式被带入汽轮机中。形式被带入汽轮机中。2 2、在汽轮机中的沉积规律、在汽轮机中的沉积规律 汽轮机的第一级和最后几级的盐类沉积量极少，而在中汽轮机的第一级和最后几级的盐

7、类沉积量极少，而在中间的各级中，低压级的的盐类沉积量总是比高压级的多些。间的各级中，低压级的的盐类沉积量总是比高压级的多些。参见图参见图14141 1。这是因为，在汽轮机的第一级中，蒸汽的参。这是因为，在汽轮机的第一级中，蒸汽的参数还很高，蒸汽中的杂质不会析出或来不及析出，因此几数还很高，蒸汽中的杂质不会析出或来不及析出，因此几乎没有沉积物。在最后几级中，蒸汽中已含有水分，杂质乎没有沉积物。在最后几级中，蒸汽中已含有水分，杂质转移到了水分中，并且蒸汽中的水分能冲洗掉叶轮或叶片转移到了水分中，并且蒸汽中的水分能冲洗掉叶轮或叶片上已析出的杂质，因此最后几级也几乎没有沉积物。上已析出的杂质，因此最后

8、几级也几乎没有沉积物。2023-1-2462023-1-247一、蒸汽污染的原因一、蒸汽污染的原因（一）（一）机械性携带机械性携带1 1、机械性携带、机械性携带是是指蒸汽由于携带含盐的炉水水滴而带盐的指蒸汽由于携带含盐的炉水水滴而带盐的现象现象。机械性携带量的大小决定于携带水滴的多少及炉水的。机械性携带量的大小决定于携带水滴的多少及炉水的含盐浓度，可由式（含盐浓度，可由式（14141 1）表示：）表示：，mg/kg mg/kg（1 10 01 1）式中式中 S Sq qJ J蒸汽机械携带的盐分，蒸汽机械携带的盐分，mg/kgmg/kg；S Slsls 炉水的含盐量，炉水的含盐量，mg/kgmg

9、/kg蒸汽的湿度，表示蒸汽中携带的炉水水滴的质量占蒸汽蒸汽的湿度，表示蒸汽中携带的炉水水滴的质量占蒸汽质量的百分数；质量的百分数；2 2、影响蒸汽携带水滴的主要因素、影响蒸汽携带水滴的主要因素为：为：（1 1）锅炉负荷锅炉负荷、（2 2）锅炉工作压力锅炉工作压力、（3 3）汽包蒸汽空间的高度汽包蒸汽空间的高度、（4 4）炉水含盐炉水含盐量量和和（5 5）汽包内部装置分离效率汽包内部装置分离效率等。等。lsJqSS1002023-1-248（1 1）锅炉负荷）锅炉负荷 当锅炉负荷增大时，进入汽包的汽水混合物的动能增大，当锅炉负荷增大时，进入汽包的汽水混合物的动能增大，生成的水滴增多，同时水空间含

10、汽量增加，使汽包水位升生成的水滴增多，同时水空间含汽量增加，使汽包水位升高，相应降低了蒸汽空间的高度，另外，锅炉负荷的增加，高，相应降低了蒸汽空间的高度，另外，锅炉负荷的增加，也使得汽包蒸汽空间的汽流速度增大，因而蒸汽的携带的也使得汽包蒸汽空间的汽流速度增大，因而蒸汽的携带的水滴增加，即水滴增加，即蒸汽湿度蒸汽湿度增大增大。试验表明：当炉水含盐量。试验表明：当炉水含盐量一定时，蒸汽湿度一定时，蒸汽湿度与负荷与负荷D D的关系可由的关系可由下下式表示：式表示：（10102 2）式中式中:A:A与压力和汽水分离装置有关的系数；与压力和汽水分离装置有关的系数；n n与负荷有关的系数。与负荷有关的系数

11、。n在设计汽包及其内部装置时，要用到蒸发面负荷在设计汽包及其内部装置时，要用到蒸发面负荷R Rm m和蒸汽和蒸汽空间负荷空间负荷R Rk k两个指标两个指标:m m3 3/(m/(m2 2.h).h)；（；（1 10 03 3）m m3 3/(m/(m3 3.h).h)；（1 10 04 4）FDRmVDRKnAD2023-1-249式中式中 D D锅炉蒸发量，锅炉蒸发量，kg/hkg/h；饱和蒸汽比容，饱和蒸汽比容，m m3 3/kg/kg；F F汽包中蒸发面的面积，汽包中蒸发面的面积，m m3 3；V V汽包蒸汽空间容积，汽包蒸汽空间容积，m m3 3。n当蒸发面负荷和蒸汽空间负荷大时，意

12、味着汽包尺寸相对当蒸发面负荷和蒸汽空间负荷大时，意味着汽包尺寸相对较小，汽水分离条件变坏。反之，当蒸发面负荷和蒸汽空较小，汽水分离条件变坏。反之，当蒸发面负荷和蒸汽空间负荷小时，意味着汽包尺寸相对较大，也是不经济的。间负荷小时，意味着汽包尺寸相对较大，也是不经济的。表表10103 3给出了蒸汽空间负荷的设计推荐值。给出了蒸汽空间负荷的设计推荐值。表表10103 3 蒸汽空间负荷蒸汽空间负荷R RK K的设计推荐值的设计推荐值 汽包压力汽包压力MPaMPa 4.3 4.3 11 11 15 15 蒸汽空间负荷蒸汽空间负荷RK mRK m3 3/(m/(m3 3.h).h)7007001100 1

13、100 250250300 300 150150200 200 2023-1-24102023-1-2411（2 2）工作压力）工作压力n当汽包的工作压力升高时，饱和温度升高，水分子的当汽包的工作压力升高时，饱和温度升高，水分子的热运热运动加强动加强，分子间的相互引力减小，故饱和水的，分子间的相互引力减小，故饱和水的表面张力减表面张力减小小，汽泡更易破碎为，汽泡更易破碎为细小的水滴细小的水滴而被带走；压力越高，饱而被带走；压力越高，饱和蒸汽与水的和蒸汽与水的密度差越小密度差越小，汽水分离越困难，蒸汽带水的，汽水分离越困难，蒸汽带水的能力就越强。能力就越强。n在锅炉运行中，当蒸汽负荷在锅炉运行中

14、，当蒸汽负荷突然增大突然增大而燃烧未调整时，汽而燃烧未调整时，汽包压力将急剧下降，相应的饱和温度也降低，因此将放出包压力将急剧下降，相应的饱和温度也降低，因此将放出热量产生附加蒸汽。使得水位面以下的蒸汽量剧增、水位热量产生附加蒸汽。使得水位面以下的蒸汽量剧增、水位面上升，而且穿过蒸发面的蒸汽量也增多，结果造成蒸汽面上升，而且穿过蒸发面的蒸汽量也增多，结果造成蒸汽大量带水、湿度增加、品质恶化。这种现象被称为大量带水、湿度增加、品质恶化。这种现象被称为汽水共汽水共腾腾。发生汽水共腾时，过热汽温也会降低，严重时还导致。发生汽水共腾时，过热汽温也会降低，严重时还导致炉水进入汽轮机。炉水进入汽轮机。（3

15、 3）蒸汽空间的高度）蒸汽空间的高度n当蒸汽空间高度较小时，不但小水滴容易被蒸汽带走，而当蒸汽空间高度较小时，不但小水滴容易被蒸汽带走，而且部分飞溅的大水滴也能进入蒸汽引出管被带走，所以蒸且部分飞溅的大水滴也能进入蒸汽引出管被带走，所以蒸汽的湿度很大。当蒸汽空间高度较大时汽的湿度很大。当蒸汽空间高度较大时(超过超过0.6m)0.6m)，飞溅，飞溅起的起的2023-1-2412大水滴在未到达蒸汽引出管的高度时其动能就消失了，然大水滴在未到达蒸汽引出管的高度时其动能就消失了，然后落回到蒸发面上，此时被蒸汽带走只是一些较小的水滴，后落回到蒸发面上，此时被蒸汽带走只是一些较小的水滴，这时即使再增加蒸汽

16、空间的高度，蒸汽的湿度变化不大。这时即使再增加蒸汽空间的高度，蒸汽的湿度变化不大。为了保证足够的蒸汽空间高度，通常汽包的正常水位应在为了保证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汽包中心线以下100100200200毫米处，其波动范围为毫米处，其波动范围为50507575毫米。毫米。（4 4）炉水含盐量）炉水含盐量n蒸汽的含盐量与炉水的含盐量的关系如图蒸汽的含盐量与炉水的含盐量的关系如图14142 2所示。所示。n由图可见，最初两者基本上呈线性关系，这说明炉水含由图可见，最初两者基本上呈线性关系，这说明炉水含盐量增大时，蒸汽的带水量基本未变，只是由于水中的含盐量增大时，蒸汽的

17、带水量基本未变，只是由于水中的含盐增多才使蒸汽含盐增多。盐增多才使蒸汽含盐增多。但当炉水含盐量增大到某一数但当炉水含盐量增大到某一数值后，蒸汽的含盐量突然急剧增加，此时对应的炉水含盐值后，蒸汽的含盐量突然急剧增加，此时对应的炉水含盐量叫量叫临界含盐量临界含盐量。临界含盐量临界含盐量的数值与的数值与蒸汽压力蒸汽压力、负荷负荷、炉水中的杂质成分炉水中的杂质成分、蒸汽空间高度蒸汽空间高度以及以及汽水分离装置汽水分离装置等因等因素有关。素有关。n炉水含盐量炉水含盐量S Slsls，mg/kgmg/kgn蒸发量蒸发量D D（5 5）汽包内部装置分离效率）汽包内部装置分离效率2023-1-24132023

18、-1-2414（二）（二）溶解性携带溶解性携带1 1、溶解性携带、溶解性携带指指由于蒸汽能够溶解盐类而带盐的现象由于蒸汽能够溶解盐类而带盐的现象。在。在高压、超高压及亚临界压力的锅炉中，饱和蒸汽和过热蒸高压、超高压及亚临界压力的锅炉中，饱和蒸汽和过热蒸汽都具有直接溶解某些盐类的能力。蒸汽中的溶盐量可用汽都具有直接溶解某些盐类的能力。蒸汽中的溶盐量可用下式表示：下式表示：，mg/kg(1mg/kg(10 0-5)-5)式中：式中：m m分配系数分配系数，又叫，又叫溶解系数溶解系数，表示表示溶解于蒸汽溶解于蒸汽中的某种杂质的含量与此种杂质在炉水中的含量的比值的中的某种杂质的含量与此种杂质在炉水中的

19、含量的比值的百分数。百分数。n对于高压和超高压以上的锅炉，蒸汽污染是由对于高压和超高压以上的锅炉，蒸汽污染是由机械性携带机械性携带和和溶解性携带溶解性携带引起的，蒸汽既携带炉水又溶解盐类。因此，引起的，蒸汽既携带炉水又溶解盐类。因此，蒸汽中某种杂质的总量为：蒸汽中某种杂质的总量为：，mg/kg(14-6)mg/kg(14-6)lsmqSaS100lslsmmqJqqSkSaSSS1001002023-1-2415式中：式中：k k蒸汽的蒸汽的携带系数携带系数，表示表示蒸汽中的含盐量占炉水蒸汽中的含盐量占炉水含盐量的百分数。含盐量的百分数。2 2、溶解性携带特点、溶解性携带特点：（1 1）具有选

20、择性；）具有选择性；（2 2）蒸汽溶盐能力与压力有关；）蒸汽溶盐能力与压力有关；3 3、影响蒸汽溶解性带盐的因素、影响蒸汽溶解性带盐的因素有：有：（1 1）杂质的种类）杂质的种类、（2 2）蒸汽压力）蒸汽压力、（3 3）炉水的含盐量）炉水的含盐量与与（4 4）PHPH值值等。等。（1 1）杂质的种类）杂质的种类 杂质的种类不同，在蒸汽中的溶解能力就不同，即其分杂质的种类不同，在蒸汽中的溶解能力就不同，即其分配系数不同，见图配系数不同，见图14143 3。第一类第一类为为硅酸（硅酸（H H2 2SiOSiO3 3），），分配系数最大，在蒸汽中的溶解分配系数最大，在蒸汽中的溶解能力也就最强能力也就

21、最强。表。表10104 4给出了不同压力、不同给出了不同压力、不同PHPH值时硅酸值时硅酸的分配系数。由表看出，当压力为的分配系数。由表看出，当压力为8MPa8MPa、PHPH值为值为7 7时，时，m m0.50.50.60.6，机械携带，机械携带0.010.010.030.03，即硅酸溶解性携，即硅酸溶解性携带比机械性携带大带比机械性携带大20205050倍。因此，高压蒸汽溶解硅酸是倍。因此，高压蒸汽溶解硅酸是蒸汽污染的主要原因。蒸汽污染的主要原因。2023-1-24162023-1-2417n第二类第二类为为NaOHNaOH、NaClNaCl和和CaClCaCl2 2，这类杂质的分配系数比

22、硅，这类杂质的分配系数比硅酸低得多，即在蒸汽中的溶解能力很差。酸低得多，即在蒸汽中的溶解能力很差。但当压力很大但当压力很大（大于（大于12.5MPa12.5MPa）时，其分配系数也可以达到比较大的数值。）时，其分配系数也可以达到比较大的数值。例如例如NaClNaCl，当压力为，当压力为15MPa15MPa时，时，0.060.06，相当于机械携带的，相当于机械携带的1 15 5倍。一般，当压力大于倍。一般，当压力大于14MPa14MPa时就必须考虑第二类杂质时就必须考虑第二类杂质的溶解性携带。的溶解性携带。n第三类第三类为一些为一些难溶于蒸汽的盐分难溶于蒸汽的盐分，如，如NaNa2 2SOSO4

23、 4、NaNa2 2SiOSiO3 3、NaNa3 3POPO4 4、CaCa3 3(PO(PO4 4)2 2、CaSOCaSO4 4和和MgSOMgSO4 4等。等。只有当压力大于只有当压力大于20MPa20MPa时，才能溶解于蒸汽中，所以当压力小于时，才能溶解于蒸汽中，所以当压力小于20MPa20MPa时，时，可以不考虑其在蒸汽中的溶解问题。可以不考虑其在蒸汽中的溶解问题。n总之，在压力小于总之，在压力小于6MPa6MPa时，主要考虑机械性携带；压力大时，主要考虑机械性携带；压力大于于6MPa6MPa时，要考虑硅酸携带；压力大于时，要考虑硅酸携带；压力大于12.5MPa12.5MPa时，要

24、考虑时，要考虑第二类杂质的溶解性携带；压力大于第二类杂质的溶解性携带；压力大于20MPa20MPa时，才考虑第三时，才考虑第三类杂质的溶解性携带。类杂质的溶解性携带。2023-1-2418表表10104 4 不同压力下硅酸的分配系数不同压力下硅酸的分配系数工作压力工作压力MpaMpa 4 46 68 8101011111414151516161818202022.522.5PHPH7 7时时的的a asio3 sio3%0.0.5 50.60.60.80.81.01.02.82.88.08.016.316.3100100PHPH1010时时的的a asio3sio3%0.030.033 30.

25、070.070.160.160.60.60.920.922.22.22.82.83.83.87.37.31001002023-1-2419(2)(2)压力压力n压力对蒸汽的溶解性携带的影响，在杂质种类对溶解性携压力对蒸汽的溶解性携带的影响，在杂质种类对溶解性携带的影响的讨论中已可看出。对同一种杂质而言，压力升带的影响的讨论中已可看出。对同一种杂质而言，压力升高，蒸汽对其溶解能力就增加。因为压力升高时，饱和蒸高，蒸汽对其溶解能力就增加。因为压力升高时，饱和蒸汽与饱和水的密度差减小，使饱和蒸汽的性质逐渐接近于汽与饱和水的密度差减小，使饱和蒸汽的性质逐渐接近于水的性质，所以蒸汽的溶盐能力增强，这表现

26、为分配系数水的性质，所以蒸汽的溶盐能力增强，这表现为分配系数增加。分配系数与压力的关系可用下式近似表示：增加。分配系数与压力的关系可用下式近似表示：(1(10 07)7)式中式中 n n某种盐类的溶解指数，某种盐类的溶解指数，取决于取决于该盐类的性质。该盐类的性质。（3 3）炉水的含盐量与）炉水的含盐量与PHPH值值n炉水的炉水的PHPH值影响第一类杂质硅酸（值影响第一类杂质硅酸（H H2 2SiOSiO3 3）在炉水中的含）在炉水中的含量，所以也就影响着蒸汽对硅酸的溶解性携带。当量，所以也就影响着蒸汽对硅酸的溶解性携带。当PHPH值减值减小（即炉水的碱度减小）时，难溶于蒸汽的第三类杂质小（即

27、炉水的碱度减小）时，难溶于蒸汽的第三类杂质（硅酸盐（硅酸盐NaNa2 2SiOSiO3 3、NaNa2 2SiSi2 2O O5 5）将水解为硅酸）将水解为硅酸H H2 2SiOSiO3 3，一般认，一般认为：为：PHPH6.56.5（7 77.57.5）时）时,Na,Na2 2SiOSiO3 3、NaNa2 2SiSi2 2O O5 5大部分大部分nma2023-1-24202023-1-2421转变为转变为H H2 2SiOSiO3 3，使炉水中的硅酸含量增加，从而使蒸汽对硅，使炉水中的硅酸含量增加，从而使蒸汽对硅酸的溶解性携带增加。酸的溶解性携带增加。二二、蒸汽污染的防治途径蒸汽污染的防

28、治途径n根据蒸汽污染的原因，可以根据蒸汽污染的原因，可以提出防治蒸汽污染提出防治蒸汽污染、提高蒸汽提高蒸汽品质的途径品质的途径。1 1、提高给水品质；提高给水品质；（1 1）采用合理的水处理工艺，降低补给水中杂质的含量；采用合理的水处理工艺，降低补给水中杂质的含量；（2 2）防止凝汽器泄漏，以免汽轮机凝结水被循环冷却水污）防止凝汽器泄漏，以免汽轮机凝结水被循环冷却水污染；染；（3 3）对凝结水进行除盐处理，除去汽轮机凝结水中的各种）对凝结水进行除盐处理，除去汽轮机凝结水中的各种杂质；杂质；（4 4）对回收的疏水和热用户的返回水进行水质监督。如不）对回收的疏水和热用户的返回水进行水质监督。如不合

29、格，应暂时将之放掉，而后查明原因并进行及时处理。合格，应暂时将之放掉，而后查明原因并进行及时处理。对于汽包锅炉，还可采取如下的锅内净化的措施来提高蒸对于汽包锅炉，还可采取如下的锅内净化的措施来提高蒸汽的品质：汽的品质：2023-1-24222 2、进行排污控制锅水品质，控制溶解性携带和机械性携、进行排污控制锅水品质，控制溶解性携带和机械性携带；带；3 3、进行汽水分离控制机械性携带；、进行汽水分离控制机械性携带；4 4、进行蒸汽清洗，控制溶解性携带。、进行蒸汽清洗，控制溶解性携带。2023-1-2423一一、汽水分离汽水分离1 1、汽水分离原理、汽水分离原理（1 1）重力分离重力分离：利用汽与

30、水的密度差进行的自然分离。利用汽与水的密度差进行的自然分离。（2 2）惯性力分离惯性力分离：使汽水改变方向，利用汽水所受离心力使汽水改变方向，利用汽水所受离心力大小不同的原理来分离汽水。大小不同的原理来分离汽水。（3 3）离心力分离离心力分离：使汽水混合物产生旋转运动，利用汽水使汽水混合物产生旋转运动，利用汽水所受离心力大小不同的原理来分离汽水。所受离心力大小不同的原理来分离汽水。（4 4）水膜分离水膜分离：使蒸汽中的水滴粘附于金属壁面或金属网使蒸汽中的水滴粘附于金属壁面或金属网格上形成水膜流下而进行汽水分离。格上形成水膜流下而进行汽水分离。2 2、汽水分离设备、汽水分离设备n在现代大型锅炉上

31、，常见的汽水分离设备有：在现代大型锅炉上，常见的汽水分离设备有：旋风分离器旋风分离器、百叶窗百叶窗、顶部多孔板（均汽板顶部多孔板（均汽板）等。其中旋风分离器是最）等。其中旋风分离器是最主要的汽水分离设备。主要的汽水分离设备。2023-1-2424（1 1）旋风分离器）旋风分离器（a a）非导流式旋风分离器）非导流式旋风分离器n立置非导流式旋风分离器的结构如图立置非导流式旋风分离器的结构如图1 10 05 5所示。所示。它由筒体、顶帽和筒底导叶等部件组成。其工作过程为：汽它由筒体、顶帽和筒底导叶等部件组成。其工作过程为：汽水混合物由切向进入筒体，产生旋转运动，水在离心力的作水混合物由切向进入筒体

32、，产生旋转运动，水在离心力的作用下被抛向筒壁，大部分水在重力的作用下沿筒壁流下，蒸用下被抛向筒壁，大部分水在重力的作用下沿筒壁流下，蒸汽则由中心上升，经顶帽中的波形板进行进一步的水膜分离汽则由中心上升，经顶帽中的波形板进行进一步的水膜分离后进入蒸汽空间。后进入蒸汽空间。（b b）导流式旋风分离器）导流式旋风分离器n图图14149 9是立置导流式旋风分离器的示意图。是立置导流式旋风分离器的示意图。n立置导流式旋风分离器广泛应用于超高参数的锅炉上。它立置导流式旋风分离器广泛应用于超高参数的锅炉上。它在筒体内部汽水混合物入口引管的上半部加装有导流板，形在筒体内部汽水混合物入口引管的上半部加装有导流板

33、，形成导流式筒体成导流式筒体，这是它与立置非导流式旋风分离器的主要不，这是它与立置非导流式旋风分离器的主要不同之处。导流板的加装，延长了汽水混合物的流程和在筒体同之处。导流板的加装，延长了汽水混合物的流程和在筒体内的停留时间，强化了离心作用，从而提高了分离效果，增内的停留时间，强化了离心作用，从而提高了分离效果，增大了旋风分离器的允许负荷。与立置非导流式旋风分离器相大了旋风分离器的允许负荷。与立置非导流式旋风分离器相比，在筒体直径相同的情况下，其允许负荷可提高比，在筒体直径相同的情况下，其允许负荷可提高2020左右，左右，且阻力基本相当。且阻力基本相当。2023-1-24252023-1-24

34、26（c c）涡轮式旋风分离器）涡轮式旋风分离器n涡轮式旋风分离器又叫涡轮式旋风分离器又叫轴流式轴流式旋风分离器（见图旋风分离器（见图1 10 07 7）。）。n汽水混合物由涡轮式分离器底部进入，在向上流动的过程汽水混合物由涡轮式分离器底部进入，在向上流动的过程中，借助于固定螺旋导向叶片使汽水混合物产生强烈旋转，中，借助于固定螺旋导向叶片使汽水混合物产生强烈旋转，在离心力的作用下水被抛向内筒壁并向上作螺旋运动，通过在离心力的作用下水被抛向内筒壁并向上作螺旋运动，通过集气短管与内筒之间的环形截面流入内外筒间的疏水夹层，集气短管与内筒之间的环形截面流入内外筒间的疏水夹层，然后折向下流，进入汽包的水

35、容积。蒸汽则由筒体的中心部然后折向下流，进入汽包的水容积。蒸汽则由筒体的中心部分向上流动，经顶帽的波形板分离器进行水膜分离后进入蒸分向上流动，经顶帽的波形板分离器进行水膜分离后进入蒸汽空间。分离器体积小、分离效率高，但阻力较大，因此多汽空间。分离器体积小、分离效率高，但阻力较大，因此多用于强制循环锅炉。用于强制循环锅炉。（d d）卧式旋风分离器）卧式旋风分离器n卧式旋风分离器主要是借助于离心力进行汽水分离，在蒸卧式旋风分离器主要是借助于离心力进行汽水分离，在蒸汽的出口处装有钢丝网分离装置进行进一步的水膜分离。由汽的出口处装有钢丝网分离装置进行进一步的水膜分离。由于蒸汽空间高度小，分离效果不及前

36、几种。在于蒸汽空间高度小，分离效果不及前几种。在FW1025t/hFW1025t/h自自然循环锅炉的汽包中有应用。然循环锅炉的汽包中有应用。2023-1-24272023-1-24282023-1-2429（2 2）百叶窗分离器百叶窗分离器n百叶窗分离器由许多波形钢板组装而成，如图百叶窗分离器由许多波形钢板组装而成，如图14141111所示。所示。n各波形板之间的间隙为各波形板之间的间隙为10mm10mm左右。当蒸汽进入波形板间的左右。当蒸汽进入波形板间的弯曲通道时，蒸汽中的水滴便会在离心力的作用下被抛出来、弯曲通道时，蒸汽中的水滴便会在离心力的作用下被抛出来、粘附在钢板表面，形成水膜，然后在

37、重力的作用下流入汽包粘附在钢板表面，形成水膜，然后在重力的作用下流入汽包的水空间。的水空间。n百叶窗分离器属于汽包中的细分离装置百叶窗分离器属于汽包中的细分离装置。它有水平和立式。它有水平和立式两种型式。为了使波形板分离器前的蒸汽负荷均匀，波形板两种型式。为了使波形板分离器前的蒸汽负荷均匀，波形板分离器往往与顶部多孔板配合使用。多孔板布置在波形板分分离器往往与顶部多孔板配合使用。多孔板布置在波形板分离器的上方。离器的上方。（3 3）顶部多孔板顶部多孔板n顶部多孔板顶部多孔板又叫又叫均汽板均汽板，布置在汽包顶部靠近蒸汽引出管，布置在汽包顶部靠近蒸汽引出管口的地方。它是利用孔板的节流作用，使蒸汽空

38、间的负荷沿口的地方。它是利用孔板的节流作用，使蒸汽空间的负荷沿汽包的长度和宽度均匀分布，避免蒸汽局部流速过高。在波汽包的长度和宽度均匀分布，避免蒸汽局部流速过高。在波形板分离器上方布置多孔板，可以均衡波形板前的蒸汽负荷，形板分离器上方布置多孔板，可以均衡波形板前的蒸汽负荷，提高其分离效率。另外它还能阻挡住一些小水滴，起到一定提高其分离效率。另外它还能阻挡住一些小水滴，起到一定的细分离作用。的细分离作用。2023-1-24302023-1-24312023-1-2432二二、蒸汽清洗蒸汽清洗1 1基本原理基本原理n蒸汽清洗就是让蒸汽与含盐浓度较低的清洗水接触，使溶蒸汽清洗就是让蒸汽与含盐浓度较低

39、的清洗水接触，使溶解于蒸汽中的盐分转移到清洗水中，从而减少蒸汽的溶解解于蒸汽中的盐分转移到清洗水中，从而减少蒸汽的溶解带盐。蒸汽清洗的主要目的是减少蒸汽的溶解性携带。带盐。蒸汽清洗的主要目的是减少蒸汽的溶解性携带。2 2清洗装置清洗装置 按照蒸汽与水的接触方式的不同，清洗装置按工作形式按照蒸汽与水的接触方式的不同，清洗装置按工作形式可分为可分为喷水式喷水式、水膜式水膜式、起泡穿层式起泡穿层式等。按照结构形式可等。按照结构形式可分为分为钟罩式钟罩式和和平孔板式平孔板式。（1 1）喷水式）喷水式n喷水式清洗是将给水喷入旋风分离器以上的蒸汽空间对蒸喷水式清洗是将给水喷入旋风分离器以上的蒸汽空间对蒸汽

40、进行清洗。这是最简单的清洗方法，清洗效率不高。汽进行清洗。这是最简单的清洗方法，清洗效率不高。（2 2）水膜式）水膜式n水膜式清洗是将旋风分离器顶部的百叶窗倾斜放置。水膜式清洗是将旋风分离器顶部的百叶窗倾斜放置。n给水从百叶窗上端送入，当蒸汽穿过百叶窗时与波形板壁给水从百叶窗上端送入，当蒸汽穿过百叶窗时与波形板壁面的水膜接触而进行清洗。在这种结构中，清洗水易被旋面的水膜接触而进行清洗。在这种结构中，清洗水易被旋风分离器带入的炉水污染，从而影响蒸汽品质。风分离器带入的炉水污染，从而影响蒸汽品质。2023-1-24332023-1-24342023-1-2435（3 3）起泡穿层式）起泡穿层式n图

41、图14-1314-13为穿层式清洗装置，蒸汽穿过清洗水层时水层会为穿层式清洗装置，蒸汽穿过清洗水层时水层会起泡，所以也称为起泡，所以也称为起泡穿层式起泡穿层式。多采用平板式清洗装置。多采用平板式清洗装置。3 3、影响蒸汽清洗效果的因素、影响蒸汽清洗效果的因素（1 1）给水含盐量越低，清洗效果越好；）给水含盐量越低，清洗效果越好；（2 2）给水与蒸汽的接触程度（时间、面积）完善，清洗效）给水与蒸汽的接触程度（时间、面积）完善，清洗效果越好；果越好；（3 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，清洗后蒸汽含盐量也越高；清洗后蒸汽含盐量也

42、越高；（4 4）给水经过清洗装置的份额数量越大，则清洗效果越好。）给水经过清洗装置的份额数量越大，则清洗效果越好。4 4、蒸汽清洗后的含盐量计算、蒸汽清洗后的含盐量计算测定可由热化学试验取水样，ysysgsqxsqxsqSSSSSS)(211002023-1-24362023-1-2437三三、锅炉排污锅炉排污n排污方法有两种：即排污方法有两种：即连续排污连续排污和和定期排污定期排污。1 1、连续排污连续排污：也叫也叫表面排污表面排污，它是连续不断地从，它是连续不断地从汽包水位汽包水位面附近将浓度最大的炉水排出面附近将浓度最大的炉水排出，降低炉水中的含盐量和碱，降低炉水中的含盐量和碱度，使其保

43、持在规定的范围之内，防止炉水浓度过高影响度，使其保持在规定的范围之内，防止炉水浓度过高影响蒸汽品质。蒸汽品质。2 2、定期排污定期排污：又叫又叫间断排污间断排污或或底部排污底部排污。这种排污方式是。这种排污方式是定期从锅炉水循环系统的最低点（如水冷壁的下联箱处或定期从锅炉水循环系统的最低点（如水冷壁的下联箱处或大直径下降管底部）排放部分炉水。其主要目是排除水中大直径下降管底部）排放部分炉水。其主要目是排除水中的沉渣、铁锈，以防这些杂质在水冷壁管中结垢和堵塞。的沉渣、铁锈，以防这些杂质在水冷壁管中结垢和堵塞。n排污量排污量D Dpwpw占锅炉额定蒸发量占锅炉额定蒸发量D D的百分比称为的百分比称

44、为排污率排污率（以（以p p表表示），即：示），即：(14-8)(14-8)n增大排污率虽然可以降低炉水的含盐浓度，提高蒸汽的品增大排污率虽然可以降低炉水的含盐浓度，提高蒸汽的品质，但将损失较多的热量和水，从而影响蒸汽动力装置的质，但将损失较多的热量和水，从而影响蒸汽动力装置的效率，因此对排污率应加以控制。效率，因此对排污率应加以控制。100%DDppw2023-1-2438n一般情况下，对凝汽式发电厂，一般情况下，对凝汽式发电厂，p p（1 12 2）；对热电厂，）；对热电厂，p=p=（2 25 5）。）。3 3、排污利用系统、排污利用系统n单级排污利用系统；单级排污利用系统；n两级串联排污

45、利用系统。两级串联排污利用系统。%100)()()(gslsgsqgslsqgsgslsqgspwlspwqgspwlspwpwgspwpwqgsgsSSSpSSSSSpSSSSDDSDDSSDDSSDDDSDDSSD：忽略，2023-1-24392023-1-2440五五、典型汽包及其内部装置典型汽包及其内部装置1 1高压及超高压锅炉汽包高压及超高压锅炉汽包n高压及超高压锅炉汽包及其内部装置如图高压及超高压锅炉汽包及其内部装置如图14141414所示。所示。其净化过程为：首先以旋风分离器进行粗分离，分离后的其净化过程为：首先以旋风分离器进行粗分离，分离后的蒸汽经给水清洗后，经波形板分离器进行

46、细分离，最后经蒸汽经给水清洗后，经波形板分离器进行细分离，最后经过顶部多孔板（均汽板）引出。另外，在水位面以下设有过顶部多孔板（均汽板）引出。另外，在水位面以下设有连续排污装置可以进行连续排污，以改善锅水品质。连续排污装置可以进行连续排污，以改善锅水品质。2 2SG1025.7t/hSG1025.7t/h亚临界控制循环锅炉的汽包及其内部装置亚临界控制循环锅炉的汽包及其内部装置SG1025.7t/hSG1025.7t/h亚临界控制循环锅炉的汽包及其内部装置见亚临界控制循环锅炉的汽包及其内部装置见图图14141515。它以它以涡轮式旋风分离器涡轮式旋风分离器作为汽水分离的一次分离（粗分离）作为汽水

47、分离的一次分离（粗分离）元件，以涡轮式旋风分离器的元件，以涡轮式旋风分离器的立式波形板顶帽立式波形板顶帽作为二次分作为二次分离元件，以立式波形板分离器（又称干燥器）作为第三次离元件，以立式波形板分离器（又称干燥器）作为第三次分离元件。在汽包内部未设蒸汽清洗装置。分离元件。在汽包内部未设蒸汽清洗装置。2023-1-24412023-1-24422023-1-2443n锅内的大致锅内的大致工作过程工作过程是：由水冷壁来的汽水混合物经汽包是：由水冷壁来的汽水混合物经汽包上部的引入管进入汽包，沿着汽包内壁与弧形衬板之间的的上部的引入管进入汽包，沿着汽包内壁与弧形衬板之间的的弯曲通道向下流动，然后由下部

48、进入弯曲通道向下流动，然后由下部进入涡轮式旋风分离器涡轮式旋风分离器进行进行一次粗分离，粗分离出来的水进入汽包的水空间，而蒸汽则一次粗分离，粗分离出来的水进入汽包的水空间，而蒸汽则进入进入立式波形板顶帽立式波形板顶帽进行二次分离，二次分离出来的蒸汽还进行二次分离，二次分离出来的蒸汽还带有许多细小水滴，这些水滴重量轻，难以利用重力和离心带有许多细小水滴，这些水滴重量轻，难以利用重力和离心力将其从蒸汽中分离出来，于是让携带这些细小水滴的蒸汽力将其从蒸汽中分离出来，于是让携带这些细小水滴的蒸汽进入立式进入立式“V”V”型型波形板分离器波形板分离器（干燥器）进行第三次分离，（干燥器）进行第三次分离，分

49、离出来的水经疏水管引入汽包的水空间，而蒸汽则经过分离出来的水经疏水管引入汽包的水空间，而蒸汽则经过顶顶部多孔板部多孔板后进入饱和蒸汽引出管。水空间的水经防止水流旋后进入饱和蒸汽引出管。水空间的水经防止水流旋转的焊接十字架进入下降管。这种锅炉的给水直接注入下降转的焊接十字架进入下降管。这种锅炉的给水直接注入下降管入口端，有利于防止下降管入口发生汽化。管入口端，有利于防止下降管入口发生汽化。3.3.拔伯葛拔伯葛1160t/h1160t/h亚临界自然循环锅炉的汽包及其内部装置亚临界自然循环锅炉的汽包及其内部装置拔伯葛拔伯葛1160t/h1160t/h亚临界自然循环锅炉的汽包及其内部装置见亚临界自然循

50、环锅炉的汽包及其内部装置见图图14141616。2023-1-24442023-1-2445它以切向式旋风分离器作为汽水分离的一次分离（粗分离）它以切向式旋风分离器作为汽水分离的一次分离（粗分离）元件。以波形板分离器作为第二次分离元件。采用两级清元件。以波形板分离器作为第二次分离元件。采用两级清洗，一级清洗器为布置在旋风分离器顶部的水膜式清洗器，洗，一级清洗器为布置在旋风分离器顶部的水膜式清洗器，二级清洗器为布置在汽包上部空间的复式清洗器。汽包下二级清洗器为布置在汽包上部空间的复式清洗器。汽包下部采用内夹层结构，即与旋风分离器入口连同箱相连的密部采用内夹层结构，即与旋风分离器入口连同箱相连的密