蒸汽净化和锅炉水质工况 ppt课件
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第15章 锅炉水处理与蒸汽净化=西安交通大学-锅炉原理
3. 水的除盐处理 将水中各种离子消除或减少到一定的程度 2ROH + H2SO4(或H2CO3)→ R2SO4(或R2CO3) + 2H2O ROH + HCl(或H2SiO3) → RCl(或RHSiO3) + H2O 除碳器清除CO2 H2SiO3的酸性比 H2CO3弱，不除CO2， 妨碍交换剂吸附 H2SiO3
（2）药剂软化法 投放化学药品（石灰和纯碱），促使钙、镁离 子转变成难溶的化合物析出。 石灰软化法 熟石灰Ca(OH)2 可以除去暂时硬度 Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓+ 2H2O Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2→2CaCO3↓+ Mg(OH)2↓+ 2H2O 不能除去水中的永久硬度 将镁的非碳酸盐硬度转变为钙的非碳酸盐硬度 MgSO4 + Ca(OH)2 → Mg(OH)2↓+ CaSO4 水火管锅炉，给水预处理
飞逸速度wfy：水滴直径一定，将水滴带走的汽速 汽速越大，飞逸直径也越大，蒸汽湿度增加 影响机械携带的主要因素 ①蒸汽压力。p↑，(ρ ′－ρ ″)↓而ρ ″↑， wfy↓， dfy↑，汽水不易分离；饱和水的表面张 力和汽泡直径随都减小，汽泡破碎时形成的水滴 直径小，∴ ω ↑。p＞15MPa， p↑，ω ↑↑。
（3）离子交换软化法 ①离子交换原理和离子交换剂 原理 具有交换离子能力的交换剂，其本身的 某种离子和水中同电性离子进行等物质量的相互 交换，达到消除杂质离子的目的。 交换剂 沸石、磺化煤、树脂离子交换剂 阳离子交换剂：如NaR、HR、NH4R 阴离子交换剂：如ROH、RHSO4 要求 机械强度，耐热性，化学稳定性，选择性
2. 水的软化处理 去除硬度 （1）热力软化法 去除暂时硬度，不能去除永久硬度 t≥100℃，水中钙、镁的碳酸氢盐受热分 解，生成难溶物质CaCO3和Mg(OH)2而沉淀 Ca(HCO3)2 → CaCO3↓+ H2O + CO2↑ Mg(HCO3)2 → MgCO3 + H2O + CO2↑ MgCO3 + H2O → Mg(OH)2↓+ CO2↑
锅炉水处理PPT
给水水质不良造成的危害
• 2.锅炉腐蚀 • 2.1金属受元件破损 • 2.2增加锅水中的结垢成分，水垢含铁时传热效果 更差； • 2.3产生垢下腐蚀。 • 3.锅水起沫 （影响蒸汽品质） • 3.1起沫原因：含盐量高；皂化反应；汽水共腾； 蒸汽严重带水。 • 3.2起沫危害：蒸汽收到严重污染；过热器管和蒸 汽流通管道产生积盐；过热蒸汽温度下降；水位 液面模糊；在蒸汽流动系统产生水锤作用；引起 系统腐蚀。
• •
• •
锅炉的水质指标
• • • • • • • • • 4、碱度(JD): (构成碱度非金属阴离子)单位 碱度的成分: ①天然水中: 碳酸氢根 ②锅水:氢氧根和碳酸根 碱度的分类: 酚酞碱度和甲基橙碱度 JD全=JD酚﹢JD甲 酚酞指示剂PH终点8.2～8.4 甲基橙指示剂PH终点4.2～4.5
锅炉用水的分类
• 4.给水：供给锅炉的水。 • 特点：凝结水和补给水两部分组成；水质符合水 质标准。 • 5.锅水：在锅炉内受热或沸腾的水。 • 特点：几乎是汽水混合物状态（除下降管中的水 除外）；浓缩蒸发产生水垢及水渣。 • 6.排污水：排掉的锅水。 • 特点：存在泥垢和泥渣；存在较多盐类物质；排 污量相当。
给水水质不良造成的危害
• • • • • • • 1.锅炉结垢 1.1结垢原因:沉淀结垢—泥垢（悬浮物） 析出结垢—软垢（碳酸盐） 结晶结垢—硬垢(硫酸盐、硅酸盐) 1.2结垢的危害： 1.21浪费燃料：结垢1m,浪费6%燃料 1.2.2受热面损坏：传热性能差；受热面壁温高；超过 材料的允许温度；金属材料过热。 • 1.2.3锅炉处理降低，破坏正常的锅炉水循环。 • 1.2.4增加锅炉检修量，降低锅炉使用寿命。
锅炉水处理基本知识
中心实验室 房慧芬
锅炉水质处理 教学PPT课件
（4）在运行时，再生较差交换剂首先与入口水相接触，水中的反离子浓度很 小，故这些交换剂还是能够朝除盐或软化方向进行的，那就充分利用了这一部分 交换剂的交换容量，提高其经济性。
（5）交换时水的流向和再生时再生液流向相反。 （6）运行关键在于不能交换剂乱层。 3、逆流再生工艺优点
逆流再生工艺与顺流再生工艺相比，具有如下优点： （1）提高了再生剂的利用率，降低了单耗。 （2）提高了出水质量。 （3）制水量大，每周期比顺流再生多10%~20%左右。 （4）节约工业用水。 （5）排出的废再生液浓度降低，废液量减少并减少对天然水的污染。 三、低流速再生法的操作
（2）实行有计划地和科学地排污，保持锅炉水质良好，是减缓或防止水垢结生， 保证蒸汽质量和防止锅炉金属腐蚀的重要措施。
二、排污的方式和要求
1、排污的方式 （1）连续排污，连续排污又叫表面排污。这种排污方式，是连续不断地从锅炉 水表面，将浓度较高的锅炉水排出。
（2）定期排污，定期排污又叫间断排污和底部排污。定期排污是在锅炉系统的 最低点间断地进行。
正常运行。
三、气体 天然水中的气体以分子状态存在水中。主要有氧气和二氧化碳气。个别
的地区水中还含有少量的二氧化硫和硫化氢等气体。 1、氧气（O2） 天然水中的氧主要来源于大气。溶解在水中的氧，简称为溶解氧。 水中含氧最主要与水温及气压有关。 2、水中离子的危害 天然水中的离子不除，直接用于锅炉会造成危害。 3、二氧化碳（CO2） 天然水中的二氧化碳一是来源于水体或土壤中的有机物质进行生物氧化
六、水垢的危害 1、浪费燃料 2、损坏受热面 3、降低锅炉出力 4、结垢会降低锅炉使用寿命 七、锅炉水垢的清除 锅炉除垢的方法一般可分为人工除垢、机械除垢和化学清洗。 1、人工除垢 2、机械除垢 3、化学除垢 化学除垢分碱法和酸洗法两种
第十章 蒸汽净化及水质工况
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ls J q S S 100ω=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： 100a S S m ls m q= （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 ∑+=mq J q q S S S mg/kg （10—3）通常用蒸汽的携带系数m K 来表示蒸汽携带某种盐分的能力，即=m K ω + m a （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g d d )(6243max22max ρρπωρπξ''-'=''⋅将上式整理后可得)(432max ρρωρξ''-'''=g d （10—5） 式中 ξ——球形水滴在气流中的流动阻力系数。
锅炉水处理和蒸汽净化
锅炉水处理与蒸汽净化
2. 杂质危害
①结垢 水垢的导热系数很小，使管壁温度急剧增加 。
结垢是不溶盐分随着蒸发而析出，有钙镁垢，硅酸盐垢，铁垢和铜垢等 ②腐蚀
金属减薄，强度降低，缩短锅炉使用年限 金属与介质接触发生化学作用遭到损坏或者破坏。有化学腐蚀和电
化学腐蚀。 （1）气体腐蚀：铁与氧气，二氧化碳气体发生反应 （2）碱性腐蚀：NaOH (3)垢下腐蚀 ③蒸汽污染
（2）蒸汽选择性携带机理
饱和蒸汽溶盐能力取决于其在 饱和蒸汽中的溶解度（分配 系数）
①选择性 分配系数
ay
n
n↓，ay↑
第一类：n＜1.0，在蒸汽中溶解度最大，但是炉水中含量 少，所以蒸汽中的含量不会大；
第二类：n＝1.0～3.0，弱电解质，在水中含量最高的是 H2SiO3，溶解度ay较大；
溶解性携带:直 接溶解在蒸汽中 的盐分
总携带系数
S
jx q
100
S
ls
S ls ,i
k Sq 100 Sls
蒸汽携带盐分导 致蒸汽品质恶化
蒸汽含盐量取决 于蒸汽湿度ω， 盐分在蒸汽中的 溶解能力ay，炉 水含盐量Sls。
蒸汽污染的后果
• 降低热能的有效利用；蒸汽中合有过多的杂质会 引起过热器受热面、汽轮机通流部分或蒸汽管道 沉积盐垢。
在过热器、管道阀门和汽轮机叶片等处形成盐垢沉积，造成过热器爆 管、管道堵塞以及汽轮机出力和效率降低。
二、锅内腐蚀
• 气体腐蚀：主要为金属Fe与水中O2,CO2气体发生反应； • 碱性腐蚀，由铁以及管壁上非铁成分及其炉水组成一系列
电池，NaOH浓度越高，温度越大，腐蚀越严重；
• 垢下腐蚀，分为酸性和碱性垢下腐蚀，酸性垢下腐蚀是H2 在垢下生成和积累不能扩散出去导致H2渗透到金属中，也 为脆性腐蚀或氢脆。碱性垢下腐蚀是在多空垢下，蒸浓炉 水中很高浓度的游离的NaOH ，腐蚀氧化膜，也产生H2
2. 杂质危害
①结垢 水垢的导热系数很小，使管壁温度急剧增加 。
结垢是不溶盐分随着蒸发而析出，有钙镁垢，硅酸盐垢，铁垢和铜垢等 ②腐蚀
金属减薄，强度降低，缩短锅炉使用年限 金属与介质接触发生化学作用遭到损坏或者破坏。有化学腐蚀和电
化学腐蚀。 （1）气体腐蚀：铁与氧气，二氧化碳气体发生反应 （2）碱性腐蚀：NaOH (3)垢下腐蚀 ③蒸汽污染
（2）蒸汽选择性携带机理
饱和蒸汽溶盐能力取决于其在 饱和蒸汽中的溶解度（分配 系数）
①选择性 分配系数
ay
n
n↓，ay↑
第一类：n＜1.0，在蒸汽中溶解度最大，但是炉水中含量 少，所以蒸汽中的含量不会大；
第二类：n＝1.0～3.0，弱电解质，在水中含量最高的是 H2SiO3，溶解度ay较大；
溶解性携带:直 接溶解在蒸汽中 的盐分
总携带系数
S
jx q
100
S
ls
S ls ,i
k Sq 100 Sls
蒸汽携带盐分导 致蒸汽品质恶化
蒸汽含盐量取决 于蒸汽湿度ω， 盐分在蒸汽中的 溶解能力ay，炉 水含盐量Sls。
蒸汽污染的后果
• 降低热能的有效利用；蒸汽中合有过多的杂质会 引起过热器受热面、汽轮机通流部分或蒸汽管道 沉积盐垢。
在过热器、管道阀门和汽轮机叶片等处形成盐垢沉积，造成过热器爆 管、管道堵塞以及汽轮机出力和效率降低。
二、锅内腐蚀
• 气体腐蚀：主要为金属Fe与水中O2,CO2气体发生反应； • 碱性腐蚀，由铁以及管壁上非铁成分及其炉水组成一系列
电池，NaOH浓度越高，温度越大，腐蚀越严重；
• 垢下腐蚀，分为酸性和碱性垢下腐蚀，酸性垢下腐蚀是H2 在垢下生成和积累不能扩散出去导致H2渗透到金属中，也 为脆性腐蚀或氢脆。碱性垢下腐蚀是在多空垢下，蒸浓炉 水中很高浓度的游离的NaOH ，腐蚀氧化膜，也产生H2
锅炉水质处理PPT课件
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第三节 工业锅炉水质标准
蒸汽锅炉水质标准（GB/T1576-2008）
适用范围：额定出口蒸汽压力小于3.8MPa，以水为介质的固定式 蒸汽锅炉和汽水两用锅炉，也适用于以水为介质的固定式承压热 水锅炉和常压热水锅炉。
水处理方式：锅内加药处理、锅外水处理 锅内加药水处理：为了防止或减缓锅炉结垢、腐蚀，有针对性地
1.碳酸盐水垢 定义：以钙镁的碳酸盐为主要成分的水垢，包含氢氧化镁，其中
碳酸钙占50%以上。 特点：白色。遇酸生成气泡，酸洗时最容易除去。 2.硫酸盐水垢 定义：以硫酸盐为主要成分的水垢，占50%以上。 特点：黄色或白色，难溶于盐酸，酸洗时较难除去。 3.硅酸盐水垢 以硅酸盐为主要成分，占20%以上 特点：灰白色，不溶于盐酸，需要碱煮转型后才能酸洗掉。 4.混合水垢 以上几种水垢类型都占有一定比重。
2
二、天然水的分类
1、该硬度分 低硬度水：YD=( ~1.0 )mmol/L 一般硬度水: YD=(1.0~3.5) mmol/L 较高硬度水: YD=(3.5~6.0) mmol/L 高硬度水: YD=(6.0~9.0) mmol/L 极高硬度水: YD=(9.0~ ) mmol/L
染离子交换树脂，进入锅炉后在锅炉内生成水垢。 2、胶体物质：颗粒直径在10-4mm~10-6mm之间，能稳定存在，进入
锅炉后生成水垢，产生大量泡沫，影响蒸汽品质。 3、溶解物质：颗粒直径在10-6mm以下，主要是溶解盐类和溶解气 体（氧气、二氧化碳）。
4
四、锅炉用水分类
原水：未经任何处理的水； 补给水：原水经过处理后，用来补充锅炉排污和汽水损耗的水； 给水：直接进入锅炉的水，通常由补给水、回水和疏水等组成； 锅水：锅炉运行时，存在于锅炉中并吸收热量产生蒸汽或热水的
第三节 工业锅炉水质标准
蒸汽锅炉水质标准（GB/T1576-2008）
适用范围：额定出口蒸汽压力小于3.8MPa，以水为介质的固定式 蒸汽锅炉和汽水两用锅炉，也适用于以水为介质的固定式承压热 水锅炉和常压热水锅炉。
水处理方式：锅内加药处理、锅外水处理 锅内加药水处理：为了防止或减缓锅炉结垢、腐蚀，有针对性地
1.碳酸盐水垢 定义：以钙镁的碳酸盐为主要成分的水垢，包含氢氧化镁，其中
碳酸钙占50%以上。 特点：白色。遇酸生成气泡，酸洗时最容易除去。 2.硫酸盐水垢 定义：以硫酸盐为主要成分的水垢，占50%以上。 特点：黄色或白色，难溶于盐酸，酸洗时较难除去。 3.硅酸盐水垢 以硅酸盐为主要成分，占20%以上 特点：灰白色，不溶于盐酸，需要碱煮转型后才能酸洗掉。 4.混合水垢 以上几种水垢类型都占有一定比重。
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二、天然水的分类
1、该硬度分 低硬度水：YD=( ~1.0 )mmol/L 一般硬度水: YD=(1.0~3.5) mmol/L 较高硬度水: YD=(3.5~6.0) mmol/L 高硬度水: YD=(6.0~9.0) mmol/L 极高硬度水: YD=(9.0~ ) mmol/L
染离子交换树脂，进入锅炉后在锅炉内生成水垢。 2、胶体物质：颗粒直径在10-4mm~10-6mm之间，能稳定存在，进入
锅炉后生成水垢，产生大量泡沫，影响蒸汽品质。 3、溶解物质：颗粒直径在10-6mm以下，主要是溶解盐类和溶解气 体（氧气、二氧化碳）。
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四、锅炉用水分类
原水：未经任何处理的水； 补给水：原水经过处理后，用来补充锅炉排污和汽水损耗的水； 给水：直接进入锅炉的水，通常由补给水、回水和疏水等组成； 锅水：锅炉运行时，存在于锅炉中并吸收热量产生蒸汽或热水的
chapter6工业锅炉的水动力工况与蒸汽净化装置
§6.2工业锅炉蒸汽净化装置
一、蒸汽（数量与质量）污染原因及影响因素 锅炉蒸汽污染的原因：蒸汽带水和蒸汽溶盐。 工业锅炉压力低，蒸汽污染的原因：蒸汽带 水。 蒸汽带水的危害： • 蒸汽的热焓减小； • 进入过热器，其中盐分在表面结垢，恶 化传热； • 盐分沉积在阀门处，使其关闭不严； • 影响产品质量。
②分离原理
惯性力，水膜，重力。
波形板用0.8～1.2mm的钢板压成，边框用 2～3mm的钢板制作，每组波形板大小以能通 过锅筒上的人孔为限。相邻两块波形板的间距 为10mm，水平布置时，其长度要求超过锅筒 直段长度的2/3。 波形板的底部应加装疏水管，且应延伸至锅筒 最低水位以下。波形板应与匀汽孔板配合使用， 蒸汽先经波形板再经匀汽孔板，为获得较好的 分离效果，波形板的上沿与匀汽孔板之间应保 持一定距离，一般取30～40mm。
蒸汽进入锅筒的途径：
锅筒水位面以上进入，撞击产生的水 滴； • 水位面以下进入，依靠自身动能，穿 越水位面引起的锅水飞溅。
•
蒸汽与水是混合在一起的，所以为了
使蒸汽净化，需要安装汽水分离装置。
蒸汽污染的影响因素
锅炉负荷 在一定的运行工况下，锅炉负荷增加， 蒸发面负荷增加，汽水混合物流速增 加，锅水飞溅量增大，因此蒸汽湿度 增加。 蒸汽空间高度 蒸汽空间高度小，汽水重力分离效果 差，因此湿度大，随着高度增加，明 显减小，但是到一定高度之后变化不 明显。
四、自然循环锅炉的水循环故障
当锅内水动力工况不正常时，水循环的安全性 就会遭到破坏，产生各种水循环故障，严重影 响锅炉的正常运行。 1．水循环的停滞和倒流 (1) 循环停滞 • 当在同一循环回路中，各上升管受热不均匀 时，受热弱的上升管中所产生的运动压头就 比较小，甚至不能维持最低的循环流速，而 处于停止不动的状态，这种现象称为循环停 滞。
工业锅炉水质ppt课件
保证蒸汽品质
01
蒸汽中若携带锅水，则表明蒸汽 夹带现象严重，夹带量过多将影 响蒸汽品质，使蒸汽设备积垢严 重，对用汽设备造成危害。
02
蒸汽夹带会恶化蒸汽的品质，使 蒸汽中带有机械水分和化学水分 ，从而使过热器积垢及产生盐锅炉水质标准
悬浮物标准
01
悬浮物是指水中不可溶解的固 体物质，其含量是衡量水质清 洁度的重要指标。
工业锅炉水质PPT课 件
contents
目录
• 工业锅炉水处理的重要性 • 工业锅炉水质标准 • 工业锅炉水处理方法 • 工业锅炉水质检测与监控 • 工业锅炉水处理案例分析
CHAPTER 01
工业锅炉水处理的重要性
防止锅炉结垢
结垢对锅炉的热效率有严重影响，因为水垢的导热系数极低，是钢的1/20-1/200，所以当锅炉内壁结垢后，将影响传热，从 而使锅炉的蒸发量、受热面温度、炉膛出口烟温等升高，增加了排烟热损失，降低了锅炉的热效率，并使受热面损坏，严重 时会引起锅炉爆管或引起爆炸事故。
02
对于工业锅炉而言，溶解氧的存在可能会引起氧化腐蚀问题，
影响锅炉的安全性和使用寿命。
因此，工业锅炉的水质溶解氧标准通常限制在较低的水平，以
03
保证水质的稳定性和安全性。
CHAPTER 03
工业锅炉水处理方法
锅外水处理
预处理
去除水中的悬浮物、杂质和胶 体等，为后续处理提供清澈的
水源。
沉淀
利用重力作用使水中的悬浮物 自然沉降，达到初步净化效果 。
结垢会导致工业锅炉的浪费极大，由于水垢的导热性差，使得受热面传热恶化，浪费燃料。
防止锅炉腐蚀
锅炉的腐蚀会缩短使用寿命，影响安全运行。腐蚀可以出现在锅筒、下降管、水 冷壁管、炉管及炉墙等部位，在设备的寿命周期费用中，腐蚀造成的维修、更换 等费用占有相当大的比重。
第十五章-蒸汽净化和锅炉水质工况PPT课件
的穿孔速度为1.3~1.6m/s，清洗水层为50~70mm，蒸 汽向上流动的阻力托住水层，使水不至于漏下来。
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17
❖ 二、蒸汽清洗
1．主要的目的是降低蒸汽中的溶盐，也减少 了机械携带的盐份。
2．机理
经分离后的蒸汽，再经过洁净水层（来自给水） 进行清洗，使从浓度较大的炉水中出来的蒸汽在 洁净的给水层中发生物质扩散，使溶于蒸汽中的 盐份部分地转移到清洗水中。
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3．效果
❖ 理论上可以提高蒸汽品质达40倍以上，但实际上， 一般只能提高4~10倍。
❖2．分离的原理
（1）重力分离—依靠汽水的密度差自然分离； （2）惯性分离—气流转向； （3）离心力分离—离心力可以比重力大几百
至几千倍； （4）水膜分离—水黏附在金属壁面上形成水
膜流下来。
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16
3．分离装置
❖ 实际工程上的分离装置同时利用几种分离原理： （1）锅内旋风分离器 （2）档板，消除动能； （3）孔板，消除动能，均匀流动 （4）百叶窗等
第十五章 蒸汽净化和锅炉水质工况
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 蒸汽带盐的机理 汽水分离和蒸汽清洗 锅炉水工况
2021/6/7
14
第三节 汽水分离和蒸汽清洗
❖ 对策： ❖ 机械携带—汽水分离； ❖ 溶盐—蒸汽清洗。
2021/6/7
15
❖ 一、汽水分离
❖1．目的
是解决蒸汽带水，使蒸汽的湿度不大于 0.05%。
第十四章 蒸汽净化和锅炉水质工况
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 蒸汽带盐的机理 汽水分离和蒸汽清洗 锅炉水工况
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❖ 二、蒸汽清洗
1．主要的目的是降低蒸汽中的溶盐，也减少 了机械携带的盐份。
2．机理
经分离后的蒸汽，再经过洁净水层（来自给水） 进行清洗，使从浓度较大的炉水中出来的蒸汽在 洁净的给水层中发生物质扩散，使溶于蒸汽中的 盐份部分地转移到清洗水中。
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3．效果
❖ 理论上可以提高蒸汽品质达40倍以上，但实际上， 一般只能提高4~10倍。
❖2．分离的原理
（1）重力分离—依靠汽水的密度差自然分离； （2）惯性分离—气流转向； （3）离心力分离—离心力可以比重力大几百
至几千倍； （4）水膜分离—水黏附在金属壁面上形成水
膜流下来。
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3．分离装置
❖ 实际工程上的分离装置同时利用几种分离原理： （1）锅内旋风分离器 （2）档板，消除动能； （3）孔板，消除动能，均匀流动 （4）百叶窗等
第十五章 蒸汽净化和锅炉水质工况
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 蒸汽带盐的机理 汽水分离和蒸汽清洗 锅炉水工况
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第三节 汽水分离和蒸汽清洗
❖ 对策： ❖ 机械携带—汽水分离； ❖ 溶盐—蒸汽清洗。
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❖ 一、汽水分离
❖1．目的
是解决蒸汽带水，使蒸汽的湿度不大于 0.05%。
第十四章 蒸汽净化和锅炉水质工况
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 蒸汽带盐的机理 汽水分离和蒸汽清洗 锅炉水工况
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《锅炉原理精品课件》第15章蒸汽净化和锅炉水质
影响机械携带的因素： 三、汽包水位
汽包水位H增加
蒸汽空间减小
汽水分离效果变差
机械携带增加。 （参见书中图15-3）
影响机械携带的因素： 四、工作压力 （1）压力值增加
1）汽水分离效率降低； 2）蒸汽带水能力增加。
（2）压力变化率增加 压力迅速下降（主蒸汽流量迅速增
加）： 产生上涨的“虚假水位”
第三节 蒸汽的溶解性携带
三、影响溶解性携带的因素：
Svso
100 Sw
n
15-11）
（式15-2） （式
1、工质压力 （正比）；
2、盐的成分； （成分不同，指数n 不同）
四、机械携带与溶解性携带的主要成分（书p.277）
1、机械携带： 碱性物质（钠盐NaCl、NaOH、Na2SO4）为主；
2、溶解性携带： 硅酸和少量钠盐。 【压力很高（超临界压力）时，溶盐中的铁、铜氧化物 （尤其是CuO）也会有明显增加。书p.278】
Svso
100
Sw
K 100 Sw
15-3, 4）
（式
K：携带系数，蒸汽携带的盐量与锅水含盐量 之比％
3、降低蒸汽携带盐量 Sv 的主要方法：（根据式15-3）
（1）降低蒸汽湿度ω；
第二节 蒸汽的机械携带
影响机械携带的因素： 一、锅炉负荷（蒸汽流量D）
负荷D增 加
工质动能、流速 增加
二、锅水含盐量
锅水含盐量增加，使得： （图15-2） （1）水、蒸汽含盐量增加； （2）蒸汽带水量增加。
锅水含盐量增加（表面张力减小、粘度增 加）：
1）汽泡变小，水面形成泡沫； 2）汽泡破裂时的水滴更细； 3）汽泡与水的相对流速减小。
临界含盐量：随锅水含盐量Sw增加，蒸汽含盐Sv出现 迅速增加时的Sw。
锅炉原理-第十章-蒸汽净化及水质工况
（一）蒸汽清洗原理 （二）蒸汽清洗装置
影响因素： 给水含盐量、给水与 蒸汽接触程度、清洗前蒸汽 品质、清洗给水量
计算： Sq 10a0Sqxs
Sqx s 12(SgsSys)
机械携带
SqJ
100Sls
SJ q
-- 机械携带蒸汽的含盐量，mg/kg
-- 蒸汽湿度，%
分配系数
S --炉水的含盐量，mg/kg ls
溶解性携带 溶解分配定律
S
m q
S
m ls
am 100
S , S m m -- 某种物质在蒸汽、锅水中的直接溶解量， mg/kg q ls SqSq J Sq m
第三节 蒸汽的溶解性携带
一、饱和蒸汽溶盐
（一）溶盐规律
不同的盐类在蒸汽中的溶解度不同－－选择性 蒸汽溶盐能力与压力有关。
（二）盐的分类
第一类：硅酸 （SiO2, H2SiO3, H2SiO5, H4SiO4） ---压力越高，分配系数越 第二类： NaOH, NaCl, CaCl2，一般压力大于14MPa，将比较严重。 第三类：难溶于蒸汽的盐分： Na2SO4, CaSO4, MgSO4, Na2SO3, Na3PO4,
Ca3(PO4)2。
一般：P < 6MPa: 考虑机械携带； P > 6MPa： 考虑硅酸携带； P> 12.75MPa, 考 虑第二类盐类携带； P > 20MPa, 考虑第三类
二、过热蒸汽溶盐 过热蒸汽的溶盐规律如下：
在饱和蒸汽中溶解度大的盐类，在过热蒸汽中的溶解度 也比较大；
过热蒸汽压力越高，物质的溶解度也越大；
过热蒸汽压力一定时，随着过热蒸汽温度上升，某些盐 分溶解度上升，某些盐分的溶解度下降，而有些盐分 的溶解度下降后上升。
影响因素： 给水含盐量、给水与 蒸汽接触程度、清洗前蒸汽 品质、清洗给水量
计算： Sq 10a0Sqxs
Sqx s 12(SgsSys)
机械携带
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SJ q
-- 机械携带蒸汽的含盐量，mg/kg
-- 蒸汽湿度，%
分配系数
S --炉水的含盐量，mg/kg ls
溶解性携带 溶解分配定律
S
m q
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am 100
S , S m m -- 某种物质在蒸汽、锅水中的直接溶解量， mg/kg q ls SqSq J Sq m
第三节 蒸汽的溶解性携带
一、饱和蒸汽溶盐
（一）溶盐规律
不同的盐类在蒸汽中的溶解度不同－－选择性 蒸汽溶盐能力与压力有关。
（二）盐的分类
第一类：硅酸 （SiO2, H2SiO3, H2SiO5, H4SiO4） ---压力越高，分配系数越 第二类： NaOH, NaCl, CaCl2，一般压力大于14MPa，将比较严重。 第三类：难溶于蒸汽的盐分： Na2SO4, CaSO4, MgSO4, Na2SO3, Na3PO4,
Ca3(PO4)2。
一般：P < 6MPa: 考虑机械携带； P > 6MPa： 考虑硅酸携带； P> 12.75MPa, 考 虑第二类盐类携带； P > 20MPa, 考虑第三类
二、过热蒸汽溶盐 过热蒸汽的溶盐规律如下：
在饱和蒸汽中溶解度大的盐类，在过热蒸汽中的溶解度 也比较大；
过热蒸汽压力越高，物质的溶解度也越大；
过热蒸汽压力一定时，随着过热蒸汽温度上升，某些盐 分溶解度上升，某些盐分的溶解度下降，而有些盐分 的溶解度下降后上升。
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第二节 蒸汽带盐的机理
一、饱和蒸汽的机械携带（蒸汽带水）
蒸汽带水的影响因素：
1．锅筒压力
压 力 越 高 ， ' " 密 度 差 减 小 ， 重 力 分 离 的 效 果 变 差 ； 另 一 方 面 ， 水 的 表 面 张 力 减 小 ，
形 成 的 水 滴 比 中 压 时 小 ， 因 而 ， 压 力 越 高 ， 蒸 汽 的 带 水 能 力 增 加 。
2．危害表现
表现在锅炉的工质侧，蒸发回路中产生的饱和蒸 汽所携带的盐份将在从锅筒出来后一路沉积下来。
（1）过热器积盐 流动阻力增加，传热热阻增加，管壁温度升高；
（2）盐份沉积在管道的阀门处 引起阀门的动作失灵，卡涩，漏汽等；
（3）汽轮机的通流部分积盐 叶型发生改变，阻力增加，出力及效率下降 调速机构及主汽门卡涩，造成严重的后果。
5．蒸汽清洗装置
常用平孔板式，或称为起泡穿层式。 采用2~3mm厚的钢板，开出直径为8~12mm小孔，蒸
汽的穿孔速度为1.3~1.6m/s，清洗水层为50~70mm， 蒸汽向上流动的阻力托住水层，使水不至于漏下来。
第四节 锅炉水工况
一、天然水质
含有：
1．悬浮物 2．胶体物 3．溶解物质
（2）气体（氧气，CO2，氮气等），会发生气体 腐蚀（属于电化学腐蚀）
（3）其他有机物质。
二、水质指标
通常，有如下定义：
1．总含盐量—水中阳离子和阳离子的总和； 2．硬度—水中钙镁盐类的总量
水的软化处理： 完全除去钙镁盐后的水的硬度为零，再要求高时，
膜流下来。
3．分离装置
实际工程上的分离装置同时利用几种分离原理： （1）锅内旋风分离器 （2）档板，消除动能； （3）孔板，消除动能，均匀流动 （4）百叶窗等
二、蒸汽清洗
1．主要的目的是降低蒸汽中的溶盐，也减少 了机械携带的盐份。
2．机理
经分离后的蒸汽，再经过洁净水层（来自给水） 进行清洗，使从浓度较大的炉水中出来的蒸汽在 洁净的给水层中发生物质扩散，使溶于蒸汽中的 盐份部分地转移到清洗水中。
3．效果
理论上可以提高蒸汽品质达40倍以上，但实际上， 一般只能提高4~10倍。
4．限制
给水不能全部用来清洗蒸汽，原因： （1）清洗中部分蒸汽凝结，水冷壁受热面要增
加蒸汽凝结量的蒸发份额，分离器的负荷 增加； （2）蒸汽的凝结将给水温度加热到饱和温度， 不利于水循环的安全。 一般40~50%的给水用于蒸汽清洗。
三、蒸汽杂质的携带
1．蒸汽被污染的根源
根源是给水处理不可能彻底
2．污染的原因
（1）饱和蒸汽从锅筒中出来，直接携带有炉水水滴—
— 称为机械携带
Sqs
10S0ls
mg/kg
%
（2）蒸汽直接溶解盐份—称为选择性携带
SqR
a 100
Sls
a-为某种物质的溶解度％，也称为分配系数。
蒸汽携带杂质的总量：
2．蒸汽的负荷 3．蒸汽空间高度对蒸汽带水的影响 4．炉水含盐量
二、饱和蒸汽溶盐
（一）具有以下的特点
1．具有选择性：在相同的条件下，不同的盐类 在蒸汽中的溶解度相差很大。
2．饱和蒸汽和过热蒸汽均可以溶解盐类。 3．压力升高，汽水性质相接近，溶盐的能力
增大。随着压力的降低，盐份开始析出。
（二）炉水中的物质在饱和蒸汽中的溶解能力，分为Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ类：
Sq Sg
s
排 污 Sls
二、杂质的危害
1．原理
蒸汽中各种盐份的溶解度不同，同一种盐类，在不同 的压力和温度下，溶解度也不相同，因而，不同的盐 份将在不同的温度和压力下沉积下来。
一般情况下，温度、压力升高，溶解度增加。 饱和蒸汽中携带的盐份大于该盐份在过热蒸汽中溶解
度，因此，将有盐份在过热器内析出沉积，否则在后 面的汽轮机内析出沉积。
第1章 蒸汽净化和锅炉水质工况
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 蒸汽带盐的机理 汽水分离和蒸汽清洗 锅炉水工况
第一节 概述
一、蒸汽的品质及杂质的来源
1．蒸汽的品质
压力、温度、杂质的含量；
2．杂质
各种盐类，碱及氧化物、腐蚀产物等，绝大部分是盐 类和腐蚀产物。
对蒸汽规定了杂质含量的标准（杂质含量上限），锅 炉的参数越高，要求就越高。
对策： 机械携带—汽水分离； 溶盐—蒸汽清洗。
一、汽水分离
1．目的
是解决蒸汽带水，使蒸汽的湿度不大于 0.05%。
2．分离的原理
（1）重力分离—依靠汽水的密度差自然分离； （2）惯性分离—气流转向； （3）离心力分离—离心力可以比重力大几百
至几千倍； （4）水膜分离—水黏附在金属壁面上形成水
3．杂质来源
原水经过一定程度净化处理后得到锅炉的给水，自然 环锅炉来说，给水带入锅炉的杂质（即盐份）有三个 出路： （1）大部分随锅炉的排污排掉了； （2）小部分随过热蒸汽带出锅炉； （3）其余部分在锅炉的蒸发系统内循环。
Sgs—水处理后残余的盐份 Sq—蒸汽携带的盐份 Sls—炉水携带的盐份，盐浓缩及腐蚀产物等
Sq SqsSqr 100aSl高蒸汽品质的方法
1．降低炉水含盐量
对自然循环锅炉，只依靠提高给水的品质不能够使炉 水含盐量降低。
采用排污的手段： 1）连续排污—从锅筒内含盐量最大的位置排出一 定量的炉水 2）定期排污—从下降管的最低处（下集箱），排 出沉积物。
2．汽水分离—降低机械携带； 3．蒸汽清洗—降低溶盐以及机械携带； 4．分段蒸发（结构复杂，已较少用）
Ⅰ类易溶：主要是硅酸，H2SiO3，危害最大，沉积在较低压 力的汽轮机级的叶片上，几乎无法用水冲洗。 提高炉水的碱度（即PH值升高），有利于硅酸转化成 硅酸盐
Ⅱ类一般溶：NaOH，NaCI，CaCI2。 III类难溶：硅酸盐，Na2SO4，Na2SiO3，Na2PO4……
第三节 汽水分离和蒸汽清洗
（1）盐类（钙镁盐，钠盐，铁盐，锰盐等） 通常以离子的状态存在与水中：分为阳离子和阴离子，
阳 离 子 ： N ,K , a C ,M a ,F , g C e ,N u 4 .. H .. 阳 离 子 ： H 3 ,C C 3 2 ,S O 4 2 , O C O ,H l 3 ,H S 4 2 ,i . P . O .O .