第十章自然循环.ppt

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1、1/92,第十章 自然循环,自然循环工作原理和基本方程组 蒸发受热面的安全工作问题 自然循环特性的计算 自然循环安全性检查 提高自然循环安全性措施,2/92,自然循环锅炉构成,自然循环锅炉的蒸发系统由汽包、下降管、分配水管、下联箱、上升管、上联箱、汽水引出管、汽水分离器组成。 自然循环的研究内容是：上升管受热、循环回路里工质吸热和流动的特性。,1-汽包；2-下降管；3-分配水管；4-下联箱；5-上升管；6-上联箱；7-汽水引出管；8-旋风分离器,3/92,自然循环工作原理,自然循环的工作原理 下降管中水与上升管中汽水混合物间的重位压头差 使水在回路中产生环形流动，又称为水循环,下降管压力： 上

2、升管压力： 循环推动力：,工质依靠上升管受热所产生的密度差沿着闭合的路线运动。,4/92,循环流速：上升管开始沸腾处的饱和水速。 质量含汽率：上升管中汽水混合物中蒸汽的质量份额。 循环倍率：进入上升管的循环水量与上升管出口产汽量之比。它的物理意义为：上升管产生一公斤蒸汽带动几公斤水进入上升管，它是反映循环受热、流动特性的循环参数。,自然循环的基本概念与方程,Q-D关系可以用热力学第一定律描述：,5/92,自然循环的基本概念与方程,循环推动力与流动阻力的关系： 粘性流体总流的伯努里方程为： 对于下降系统：,对于上升管系统： 上升系统压差等于下降系统压差： 压差平衡方程：,6/92,质量守恒定律可

3、以写为：,自然循环基本方程组为：,自然循环的基本概念与方程,7/92,运动压头：循环推动力，用于克服上升系统和下降系统的阻力。 有效压头：在数值上等于循环推动力与上升系统阻力之差，用来克服下降管阻力。 停滞：在同一个进口联箱间的管屏的所有上升管均在同一个压差下工作。对于受热弱的上升管，由于 大，当 等于管屏压差时，该上升管汽水混合物就不流动，称为循环停滞。 倒流：当 大于管屏压差时，上升管汽水混合物往下流，称为倒流。,自然循环的基本概念与方程,8/92,安全工作与水循环关系,蒸发受热面担负着产生蒸汽、保护炉墙、防止结渣的重要任务，它的外部工作条件在所有受热面中是最恶劣的，烟气温度高达10001

4、600，因此蒸发受热面安全工作是个十分重要的问题。 受热面金属安全工作的条件是：管壁温度小于金属材料允许使用温度。 管壁温度tb为： ， 管壁温度主要取决于工质侧对流放热系数2。 蒸发受热面的安全工作主要取决于水循环情况，另外结垢、腐蚀等因素也影响蒸发受热面的安全工作。,9/92,弹状流型 含汽率x 增大，汽泡开始合并成弹状大汽泡，形成阻力较小的汽弹,两相流体的流动结构,泡状流型 当汽水混合物中含汽率x 较小时，蒸汽呈细小的汽泡，主要在管子中心部分向上运动,汽水混合物在垂直管中作上升运动 汽、液两相数量，即质量含汽率x 不断变化；汽、液两相间存在相对运动；产生汽泡趋中效应,10/92,液雾流型

5、 当含汽率x 再增大时，管壁上水膜变薄，汽流将水膜撕破成小水滴分布于蒸汽流中被带走，汽与水形成雾状混合物，称为雾状或液雾结构,两相流体的流动结构,柱状流型 含汽率x 继续增大，弹状汽泡汇合成汽柱并沿着管子中心流动，而水则成环状沿着管壁流动，形成汽柱状或称水膜环状流动结构,11/92,管内流动的沸腾状态与大容积沸腾过程的沸腾状态一样，有核态沸腾和膜态沸腾两种。 第二类传热恶化现象：当质量含汽率很大时，出现了液雾状流动结构，这时管中连续的水膜被撕破，对流放热系数2大大下降，管壁温度大大升高。 第二类传热恶化的另一个特点是：管壁温度发生周期性波动。波动值可达60125。特性参数是工质的界限含汽率 第

6、一类传热恶化现象：当热负荷很高时，管子内壁汽化核心数急剧增加，气泡形成速度超过气泡脱离速度，使管子壁面形成一个连续的蒸汽膜，2急剧下降，壁温急剧上升，这种由核态沸腾转变为膜态沸腾的传热恶化现象称为第一类传热恶化。这个转折点称为偏离核态沸腾点，用DNB表示。其特性参数为临界热负荷qlj，发生第一类传热恶化的含汽率称为临界含汽率Xlj。,传热恶化,12/92,蒸发受热面的安全工作条件是：内壁有连续的水膜存在。或者说，内壁连续的水膜遭到破坏时水循环就出了故障。 停滞：由于炉膛中的温度场不均匀，每个上升管受热是不一样的。受热弱的管子工质密度大，当管屏压差Y等于受热弱管子液柱重 时，Y刚好能托住管子液柱

7、；而没有一个能使水流动的力量时，工质不流动，即产生了停滞。在停滞情况下，汽泡容易在弯头焊缝处聚集，形成蒸汽塞，连续水膜破坏，使管子烧坏。 倒流： 当管屏压差小于受热弱管子液柱重 时，水就自上往下流，称为倒流。当上升管接到汽包汽空间时，不能发生倒流，而是出现自由水面。 下降管带汽：下降管带汽将使循环推动力减小，易出现停滞、倒流，因此它是一种不安全因素。,循环故障,13/92,自然循环特性的计算,自然循环锅炉水循环计算的目的 确定各回路平均循环流速w0、工质流量G；循环倍率Kh 确定锅炉总的循环倍率Kg 检验水循环的可靠性,自然循环锅炉水循环回路 简单循环回路和复杂循环回路 区分循环回路 具体计算

8、回路的划分,14/92,上升管受热, 含汽率X 不断增加，各截面两相流动参数不同，应分区段进行计算，把结构、受热相同的划为一段。A是上升管开始沸腾点,上升管区段的划分,热水段Hrs 从下联箱到A点是热水段，其中Hrq为热前段。采用单相流动计算公式 上升管进入炉膛（B点），水具有一定欠焓，开始沸腾点A的位置需计算确定,含汽段Hq 热水段以外的上升管管段均为含汽段，采用两相流体公式进行计算,15/92,上升管区段的划分,导汽管不受热，含汽率不变 对引入汽包汽空间的导汽管，导汽管最高点到超过水位那一段高度为提升段高度Hcq，应与导汽管分开计算,热后段Hrh 上升管离开炉膛到上联箱间管段，该管段不受热

9、，若10上升管总长，则分开单独计算,当热负荷、管径或管倾斜角度变化较大、 水冷壁敷设卫燃带时含汽段应再分段,16/92,上升管进入炉膛处（B点） 工质欠焓,开始加热点B工质欠焓hB 锅水欠焓 式中 、 分别为饱和水焓和锅水焓；,17/92,上升管进入炉膛处（B点） 工质欠焓,B点工质欠焓iB,18/92,热水段高度Hrs的计算,H 段工质因压力减少而引起饱和水焓的减少量,H 段高度 开始沸腾点A工质欠焓hA为零,19/92,热水段高度Hrs的计算,热水段高度 Hrs,H 段高度,20/92,水循环是否安全，必须算出：受热最弱管是否发生循环停滞或倒流、受热最强管是否发生传热恶化，回路循环倍率是否

10、大于界限循环倍率。 自然循环的特点 在自然循环回路中，热负荷和循环流速的关系称为自然循环特性。 Q增加时，推动力增加起主要作用，0上升；当Q大大增加时，阻力增加起主要作用，0下降。 自然循环特性具体归结为：受热强，循环流速大；受热弱，循环流速小。这个特性也称为自然循环的自补偿性。,自然循环安全性与特点,21/92,现象 停滞产生的原因和规定。 当某根管子受热弱到是循环流量等于蒸发量时，就说这根管子循环出现停滞。,停 滞,停滞现象的具体表现。 出现自由水面；自由水面在管子最高点；补充水从汽包或下联箱流入；补充水来自上下联箱；流量G周期性波动 2不停滞的判别式 用GD来判别。 判别式。,22/92

11、,循环完全特性曲线 对于上升管，在q一定的情况下，上升管压差与流量的关系，称为循环回路上升管水动力特性曲线，亦称上升管压差特性曲线或上升管特性曲线。 对于下降管有循环回路下降管水动力特性曲线，上升管水动力特性曲线和下降管水动力特性曲线统称为水循环水动力特性曲线，简称循环特性曲线。,倒 流,不倒流判别式及倒流出现的条件 当 时不发生倒流。 B点不稳定，a点和c点稳定，有可能出现倒流。 出现不稳定的停滞,23/92,要求：回路循环倍率大于界限循环倍率，受热最强管质量含汽率X小于临界质量含汽率。 界限循环倍率的概念 最高循环流速对应下的循环倍率称为界限循环倍率Kj。 限定循环倍率 压力不十分高时（超

12、高压以下），KKj，自然循环具有自补偿能力。当KKj时，不能进行自补偿。 压力较高时（亚临界参数），K小，X较大，易出现第二类传热恶化。,界限循环倍率和传热恶化,24/92,自汽化 不产生自汽化的条件为：汽包容积水面至下降管入口重位压差大于下降管入口局部阻力和加速阻力之和。 避免办法：水位不能太低，下降管流速不要太大。 旋涡斗的防止 防止旋涡斗的办法：当使用分散下降管时，中压以下锅炉：h4dxj，0xj3m/s，否则加装栅格；高压以上锅炉加栅格；大直径下降管加装十字板或栅格。 下降管水带汽 蒸汽进入下降管的条件是：蒸汽上浮速度小于水的下降速度。,下降管带汽和自汽化,25/92,自然循环安全性指

13、的是在锅炉运行过程中，循环回路中的所有上升管有连续的水膜来冷却它。具体指标为： 受热最弱管不发生停滞和倒流； 受热最强管不发生传热恶化； 回路循环倍率大于界限循环倍率，使循环具有自补偿特性； 下降管入口不形成旋涡漏斗； 各循环回路流速和循环倍率都在推荐范围内。,自然循环安全性指标,26/92,不发生停滞和倒流的条件是： 和 增加受热最弱上升管吸热量，及减少受热不均，可使 和 减少。 提高管屏流量，即提高管屏循环流速0，亦即提高 提高循环流速0。 提高循环推动力：增加上升管高度、汽水引出管高度、增加上升管吸热量； 减少上升管阻力； 减少汽水引出管阻力和旋风分离器阻力； 减少下降管阻力。,影响安全

14、性的因素,27/92,循环倍率大于界限循环倍率和不发生传热恶化。 应使管屏吸热量不要太大，使循环具有自补偿特性； 使受热最强管热负荷不要太大和X不要太高，以使沿管子高度各截面X小于临界含汽率Xlj和界限含汽率Xjx。 为提高循环安全性，可采取下述措施： 减少受热不均； 确定合适的上升管吸热量； 确定合适的上升管高度和管径； 确定合适的汽水导管高度和截面积； 减少旋风分离器阻力； 减少下降管阻力。,影响安全性的因素,28/92,设计上要求： 炉膛温度场均匀些，如采用四角布置燃烧器比前墙布置均匀，多布置燃烧器比少布置均匀； 把炉膛四角取消，即作成八角形，切口宽度大于23个管子节距； 有燃烧带时，不

15、要遮住受热弱管子。一般离开墙边510根管子间距；看火孔、燃烧器结构上要均匀些。 运行上的要求： 限制最小负荷；不要使火焰偏斜；防止结渣，结渣后要及时清除。 为减轻受热不均对水循环影响，可以把水冷壁分组： 受热和结构相同的组成同一组件；边角部分管子最好划成单独回路；燃烧器让开管子划在同一管组内；一般把一面墙分成35个组件。,减少受热不均,29/92,上升管吸热量Q 回路单位长度吸热量 上升管高度H 上升管单位截面积蒸发量D/F 上升管管径d,确定上升管吸热量Q、高度H和管径,30/92,减少汽水导管和旋风分离器阻力 汽水导管和旋风分离器中的X较大，阻力较大，对0影响较大。 减少汽水导管阻力办法：

16、增大汽水导管截面积； 减少长度、减少局部阻力；减少汽水导管进入汽包提升段的高度； 增大汽水导管高度Hd有助于水循环。 旋风分离器汽水混合物流速，对于中压锅炉，推荐58m/s，高压或超高压锅炉为46m/s。,减少阻力,31/92,减少下降管阻力 增大下降管截面积。 减少下降管带汽或自汽化。,减少阻力,32/92,强制循环锅炉和直流锅炉工作原理及工作过程特点 直流锅炉蒸发受热面水动力学 直流锅炉蒸发受热面的传热恶化 直流锅炉蒸发受热面结构形式 低循环倍率锅炉 部分负荷复合循环锅炉,第十一章 强制流动锅炉及其水动力特性,33/92,强制流动锅炉及产生原因,自然循环锅炉：用汽水密度差推动工质流动、循环

17、的锅炉。 强制流动锅炉：用水泵压头推动工质流动的锅炉。 强制循环锅炉：利用水泵压头和汽水密度差推动工质流动、循环的有汽 包锅炉。 直流锅炉：工质不循环，即工质一次通过各受热面的锅炉。,34/92,强制流动锅炉及产生原因,强制循环锅炉、直流锅炉出现的原因 提高压力，可提高机组热经济性，因此锅炉向高参数发展是锅炉发展的必然趋势。当压力提高时，汽水密度差下降，自然循环推动力下降，所以需要采用强制流动；压力进一步提高，汽水分离困难，因此必然取消汽包，所以强制流动锅炉出现是锅炉发展的必然结果。,35/92,由于增加了水泵推动力，工质流量可以人为地控制，水流量可以小些； 可采用小直径水冷壁； 可采用小直径

18、旋风分离器，因而可减小汽包直径。 强制循环锅炉的主要困难是高温高压循环泵的运行可靠性。,控制循环锅炉具有汽包，循环回路下降管系统增设循环泵，工质流动的动力为循环泵的压头和工质重位差,强制流动锅炉及产生原因,36/92,工作原理 在给水泵压头作用下，工质顺次通过预热、蒸发、过热各受热面，被加热到所需温度。简言之，直流锅炉是工质一次通过各受热面，没有循环的强制流动锅炉。,直流锅炉的工作原理,37/92,直流锅炉的工作原理,工作过程 工质一次通过受热面，蒸发量D等于给水量G。 因没有汽包，所以不能把受热面固定下来，在工况变化时，受热面长度发生变化。,工作过程中的参数变化。工作焓值不断增加；压力不断下

19、降；温度预热段上升，蒸发段降低，过热段上升；比容不断上升。,38/92,本质特点 没有汽包； 工质一次通过； 受热面无固定界限。 蒸发受热面中工质流动过程特点 受热不均对流动过程影响； 水动力特性呈多值性； 有脉动现象； 直流锅炉消耗水泵压头大。 传热过程特点 第二类传热恶化现象一定要出现。,直流锅炉工作过程特点,39/92,热化学过程特点 直流锅炉没有汽包，给水带来的盐分除一部分被蒸汽带走外，其余全部沉积在受热面上，因此直流锅炉要求给水品质高 调节过程特点 直流锅炉的参数调节和自动调节比汽包锅炉复杂得多。直流锅炉当负荷发生变化时，必须同时调节给水量和燃煤量，以保持物质平衡Gg=D和能量平衡，

20、才能稳住汽压和汽温。,直流锅炉工作过程特点,40/92,启动过程特点 启动旁路系统。直流锅炉和自然循环锅炉相比，在结构上的不同之处为：蒸发受热面系统和启动旁路系统。 直流锅炉启动速度快。 设计、制造安装特点 适用于任何压力；蒸发受热面可任意布置；节省金属；制造方便。,直流锅炉工作过程特点,41/92,自然循环锅炉 强制循环锅炉 直流锅炉 对于高压、超高压参数，自然循环锅炉优越；对于亚临界参数，三种类型还分不出绝对优劣；对于超临界参数，只能采用直流锅炉。,三种类型锅炉工作压力范围及比较,42/92,直流锅炉结构特点,直流锅炉结构特点主要表现在蒸发受热面上，其省煤器、过热器、空气预热器、燃烧系统与

21、自然循环锅炉完全一样。 直流锅炉的工质流动动力是给水泵压头，水冷壁布置比较自由：可以水平布置、垂直布置、迂回布置。 直流锅炉没有汽包，不能排污。 为了解决启动问题，需要有旁路系统回收工质和热量。,43/92,原则 管子不被烧坏； 能够解决膨胀问题； 蒸发受热面能够制造出来； 制造、安装方便。 保证管子不被烧坏问题 影响蒸发受热面可靠性的因素有：水动力多值性；垂直管屏的停滞和倒流；脉动问题；热偏差；传热恶化；两相流体分配不均匀性问题；水平管圈汽水分层。 热膨胀问题 由于采用膜式水冷壁，要求相邻两根管子管壁温度差小于50，或相邻两根管子工质温度差小于50。,对蒸发受热面的基本要求,44/92,本生

22、型，蒸发受热面型式为多次垂直上升管屏； 苏尔寿型，蒸发受热面型式为多行程迂回管屏； 拉姆辛型，蒸发受热面为水平围绕管屏。,早期直流锅炉蒸发受热面型式,水平围绕上升管圈（质量流速，热偏差，安装制造） 多次垂直上升管圈（质量流速，热偏差，安装制造） 多行程迂回管屏（热偏差，安装制造）,45/92,膜式水冷壁的采用 要求管屏型式有较小的热偏差。 锅炉容量的增大 水平管圈管带宽度增大，热偏差增大；垂直管屏要减少行程数目。 滑参数的应用 不要中间联箱。 给水处理技术的进步 外置式过渡区取消，也不用苏尔寿罐进行排污。,直流锅炉发展的影响因素,46/92,现代直流锅炉蒸发受热面的主要型式主要有三种： 一次垂

23、直上升管屏 炉膛下部多次上升、上部一次上升管屏 螺旋围绕上升管屏,“通用压力”型锅炉水冷壁垂直管屏结构型式 （a）一次上升（b）上升上升（c）双回路上升,现代直流锅炉蒸发受热面的主要型式,47/92,一次垂直上升管屏,48/92,炉膛下部多次上升、上部一次上升管屏（FW型）,49/92,螺旋式水冷壁管屏,50/92,51/92,低循环倍率锅炉,直流锅炉继续发展所需要解决的问题 采用一次垂直上升管屏问题。 直流锅炉给水泵压头大。 启动系统庞大复杂，启动损失大。,52/92,低循环倍率锅炉,低循环倍率锅炉构成原理 蒸发受热面里流动的工质除给水流量外，还通过再循环泵添加了再循环流量。 低循环倍率锅炉

24、与强制循环锅炉的不同： 循环倍率小，额定负荷时的循环倍率K2，一般为1.31.8。而强制循环循环倍率一般为4。 低循环倍率锅炉有苏尔寿罐，起贮存汽水，固定受热面界限作用，而强制循环锅炉有汽包，因此低循环倍率锅炉是无汽包低循环倍率强制循环锅炉。,53/92,给水泵压头和功率比直流锅炉大大减小。 不需要采用很小管径的水冷壁管。 可以用直径较小的汽水分离器取代汽包，节约了钢材，简化了制造工艺。 传热恶化比一次上升直流锅炉的传热恶化大为减轻，因而一般可以不用内螺纹管。 管屏及管子的管壁温度比较均匀。 可以采用小的启动流量，启动系统简化，启动损失小；启动速度快，能适应经常起停工况。,低循环倍率锅炉的工作

25、特点,54/92,苏尔寿罐固定了受热面界限，在调节上可以分成若干区域。 低循环倍率锅炉适合于亚临界参数，也可用在超临界参数上，但使用国家不多。 低循环倍率锅炉主要需要解决长期在高温高压下再循环泵的运行问题,工作特点及存在问题,55/92,工作特点及存在问题,低循环倍率锅炉蒸发受热面水动力方面的几个问题 质量流速 实际质量流速大于计算得到的最小质量流速。 流量的分配 按水冷壁管屏吸热量的大小来分配流量。 节流圈 一般采用集中式节流圈。 再循环泵的工作可靠性 防止蒸汽进入再循环管路；防止再循环泵入口发生汽化。,56/92,57/92,部分负荷复合循环锅炉构成原理,基本原理 在启动和低负荷运行时，采

26、用再循环流量而不是只用给水流量来冷却水冷壁；但在高负荷运行时，只采用直流的给水流量而又不使用再循环流量来冷却水冷壁。,58/92,部分负荷复合循环锅炉构成原理,特点 取消了汽包，加装了使冷热工质混合的混合球； 在循环回路中有再循环泵； 取消了直流锅炉为保护水冷壁用的启动和低负荷旁路系统； 水冷壁采用的管径与强制循环锅炉相同。,59/92,部分负荷复合循环锅炉的工作特点 水冷壁的工质流速。 循环倍率。 水冷壁结构。 旁路系统。 适合于超临界大容量锅炉（600MW以上）。,部分负荷复合循环锅炉的工作特点与流动特性,60/92,复合循环锅炉的流动特性 串联系统复合循环的流动特性 串联式复合循环锅炉流

27、动特性与低循环倍率锅炉流动特性比较 并联式复合循环流动特性,部分负荷复合循环锅炉的工作特点与流动特性,61/92,第十二章 蒸汽净化,概述 饱和蒸汽的机械携带 蒸汽的选择性携带 汽水分离装置 蒸汽清洗装置 排污,62/92,蒸汽含盐量对 锅炉、汽轮机工作过程的影响,当蒸汽含盐量比较大时，就会在锅炉、汽轮机中沉积下来，形成盐垢。,过热器 杂质沉积在管子内壁形成盐垢，使蒸汽流通截面变小，流阻增加；影响传热，热阻增大，管壁温度升高，可能发生爆管,汽轮机 改变叶片型线，影响汽轮机出力和效率，使阻力增大，轴向推力增大,本章研究内容： （1）蒸汽带盐和沉盐规律； （2）蒸汽净化方法和设备。,63/92,蒸

28、汽品质规范,电站锅炉蒸汽品质符合火电发电厂水汽标准、火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准、火力发电厂水汽化学监督导则中规定的蒸汽质量标准执行 表12-1 蒸汽最大杂质含量,64/92,原因 （1）蒸汽通过带水而污染，称之为机械携带。 （2）蒸汽通过直接溶盐而污染，称之为选择携带。 用物理量描述蒸汽污染情况 蒸汽含盐量： ，mg/kg 蒸汽湿分：=（水滴质量/湿蒸汽质量）100，% 蒸汽机械携带盐量： ，mg/kg,蒸汽污染的原因,65/92,用物理量描述蒸汽污染情况 对于中、低压锅炉来说，机械携带几乎是蒸汽带盐的唯一方式。 蒸汽对某一物质的溶解能力服从物理化学中的分配定律： 饱和蒸汽携带某种

29、盐类的量，应为机械携带和选择性携带之和：,蒸汽污染的原因,66/92,控制锅水品质。 解决此问题的办法是进行排污，即放掉一部分锅水，也就是放掉一部分盐来控制锅水品质。 提高给水品质。 减少机械性携带，主要是采用高效汽水分离设备。 减少选择性携带，主要是提高蒸汽清洗效果。,净化蒸汽的原则措施,67/92,水滴的生成 机械打碎。 由于汽水混合物有很大的动能，所以当汽水混合物碰到固体壁上，蒸发面上将会引起大量水滴飞溅。 汽包水面发生强烈波动时，可能击溅起许多小水滴。 大水滴落在蒸发表面上被打碎，形成二次水滴。 汽泡从蒸汽表面上浮、破裂。,蒸汽带水过程,68/92,水滴带出过程 飞升直径dfs：在速度

30、一定的情况下，汽流携带的最大水滴直径，这个直径称为飞升直径。 飞升速度：当水滴直径一定时，能将此水滴带到任意高度的最小蒸汽上升速度，称为飞升速度。,蒸汽带水过程,69/92,影响蒸汽带水的理论因素： 蒸汽速度 汽水分离空间 压力 锅水含盐量 实际影响蒸汽带水的因素： 负荷D 水位 压力 锅水含盐量 汽水分离设备型式,影响蒸汽带水因素,70/92,蒸汽空间高度对蒸汽带水的影响,饱和蒸汽机械携带的影响因素,71/92,2锅炉负荷影响 锅炉负荷增加： （1）气流速度增加，dfs增加，对于较大水滴，跃起高度增加； （2）锅水中汽泡数量增加，水位涨起严重，实际水位升高； （3）汽泡增多，形成水滴数量增多

31、。,饱和蒸汽机械携带的影响因素,72/92,2锅炉负荷影响 蒸发面负荷Rs：Rs在一定程度上代表蒸汽在蒸汽空间的上升速度，也代表了通过蒸发面的汽泡数量。 ，m3/(m2.h) 蒸汽空间负荷RV：RV代表蒸汽在汽包蒸汽空间的停留时间。 ，m3/(m3.h),饱和蒸汽机械携带的影响因素,73/92,3锅水含盐量的影响 锅水临界含盐量：当锅水浓度Sgs增大到某一数值时，蒸汽含盐量急剧增加，此时的锅水含盐量为锅水临界含盐量Slj。 运行中锅水含盐量最高不得超过临界含盐量的75%。 4压力的影响 （1）压力增高，水的表面张力变小，水滴直径缩小； （2）压力增高，汽水密度差 减小，汽水分离困难； （3）压

32、力增高，蒸汽密度 上升，蒸汽上升速度减小。 只有当压力高于15Mpa时，蒸汽湿分才有急剧增长的趋势。,饱和蒸汽机械携带的影响因素,74/92,溶盐规律 分配规律 蒸汽溶盐服从物理化学中的分配定律：在一定压力和温度下，如果某物质在两种互不相溶的介质里均能溶解，则在平衡状态下，该物质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。 饱和蒸汽溶盐特点： 具有选择性 蒸汽溶盐能力与压力有关，压力增加，溶解能力增加。,饱和蒸汽的溶盐,75/92,盐类分类 （1）第一类的盐分为硅酸。 高压蒸汽携带硅酸是蒸汽污染的主要原因。 （2）第二类的盐分有NaOH、NaCl 、CaCl2等。 当压力大于14Mp

33、a时，就必须考虑第二类盐的溶解携带。 （3）第三类的是一些难溶于蒸汽的盐分，如Na2SO4等。 压力小于6MPa，主要考虑机械携带；大于6MPa，要考虑硅酸携带；大于12.75MPa，要考虑第二类盐类溶解携带问题；大于20MPa时，才考虑第三类盐的溶解携带问题。,饱和蒸汽的溶盐,76/92,重要性 高压蒸汽硅酸溶解性携带大大高于机械携带，既高压以上蒸汽携带硅酸是蒸汽污染的重要根源。但硅酸在过热蒸汽中溶解度很大，所以硅酸不在过热器中沉淀，而在汽轮机低压缸中沉积。,硅酸的选择性携带,77/92,硅化物溶盐规律 （1）复杂性。 （2）蒸汽中硅化物溶解量。 （3）锅水中硅酸含量。 水中硅酸含量取决于锅

34、水中硅化物含量和pH值。 （4）溶解系数。,硅酸的选择性携带,78/92,硅酸的选择性携带,减少锅水中硅化物含量方法 （1）补给水除硅和防止凝汽器泄漏； （2）控制锅水中pH值，以防硅化物以 H2SiO3形态存于锅水中。,79/92,饱和蒸汽中易于溶解的盐分在过热蒸汽中溶解度较大； 压力愈高，溶解度愈大； 压力一定时，随着温度增加，有的盐分溶解度下降，有的增加，有的先降后升；过热汽温很高时，蒸汽接近于理想气体，盐分溶解度受温度影响大，而受压力影响相对较小。,过热蒸汽的溶盐规律,80/92,汽水混合物粗分离阶段任务和一次分离元件 任务 把汽水混合物的汽和水分开，使蒸汽湿分减少到0.5%1%。 消

35、除汽水混合物的动能。 为细分离（二次分离）阶段创造良好的条件。 粗分离装置是自然循环的一个部件，其阻力应小。 一次分离元件包括： 旋风分离器 档板 立式节流板 水下孔板 钢丝网分离器,汽水分离过程的组织,81/92,细分离阶段的任务和办法 任务 使蒸汽中湿分由0.5%1%降低到0.01%0.03%，最大不超过0.05%。 办法： 减少汽流携带水滴的卷吸力。 局部区域汽流速度不要过高。 进行重力分离，主要是增加汽水分离空间高度。 采用二次分离元件：均汽板、百叶窗。,汽水分离过程的组织,82/92,旋风分离器工作过程 旋风分离器是综合了离心分离、重力分离及膜式分离来进行汽水分离的。 立式旋分离器结

36、构型式及允许负荷 结构型式 旋风分离器的允许负荷 1）临界负荷和临界速度。 2）旋风分离器推荐负荷。,立式旋风分离器,83/92,旋风分离器的布置 汽水混合物引入旋风分离器方式。 有单位式、总汇流箱式及分组汇流箱并联式，国产大部分机组采用分组汇流箱并联式。 布置方式。 旋风分离器实际负荷,立式旋风分离器,84/92,涡轮式旋风分离器又叫轴流式旋风分离器。,涡轮式旋风分离器,85/92,蒸汽清洗装置,蒸汽清洗工作原理 对高压以上蒸汽，蒸汽携带硅酸是蒸汽污染的主要原因。 分配系数：根据分配定律，在饱和状态某种物质在汽相和液相的溶解度之比为一常数，称之为分配系数。 方法：在蒸汽离开汽包之前，让从锅水

37、中出来的蒸汽与干净的给水进行接触，即蒸汽通过给水进行清洗。,86/92,蒸汽清洗装置,蒸汽清洗装置 按清洗方式分，主要有三种，即：雨淋式、水膜式和起泡穿层式。 起泡穿层式又分为钟罩式和平孔板两种。,87/92,提高蒸汽清洗效果措施 蒸汽与清洗水要充分接触。 1）保证必要的清洗水层厚度Hqxs。 2）清洗孔板上部保持连续的清洗水层。 3）保证清洗装置上水层均匀，溢流通畅。 蒸汽与清洗水要均匀地接触。 进入清洗水层蒸汽应力求干净。,蒸汽清洗装置,88/92,89/92,提高蒸汽清洗效果措施 减少清洗后的蒸汽带水量。 1）清洗装置负荷强度Rqxb在推荐值范围内。 2）清洗水份额 x。 3）清洗装置与

38、二次分离元件的距离。 提高锅炉给水品质。,蒸汽清洗装置,90/92,锅水品质的限定 为了汽轮机、锅炉的安全工作，规定了蒸汽允许含盐量Sq。 影响蒸汽含盐量的因素可被概括为：根源是锅水含盐量，途径是蒸汽携带水分和蒸汽直接溶盐。 在运行中要对锅水含盐量进行控制。,排 污,91/92,排污 排污的作用：放掉一部分浓缩的锅水，即排掉一部分盐分，代之以比较干净的给水，这样可维持锅水的品质。 排污率： ，%,排 污,92/92,锅水盐分平衡 排污率和给水的限定 排污方法的局限性 （1）压力增高，排污带走盐分相对减少，排污作用减小。 （2）压力增高，蒸汽带走盐分增多，为保证蒸汽品质，锅水品质应该好些。 给水品质,排 污,