蒸汽锅炉系统

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6 蒸汽锅炉 6.1定义
蒸汽锅炉是利用燃料或其他能源的热能,把水加热成为蒸汽的机械设备。锅炉包括锅 和炉两大部分,锅的原义是指在火上加热的盛水容器,炉是指燃烧燃料的场所。
锅炉中产生的蒸汽可直接为生产和生活提供所需要的热能,也可通过蒸汽动力装置转 换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。 蒸汽锅炉承受高温高压,安全问题十 分重要。即使是小型锅炉,一旦发生爆炸,后果也十分严重。因此,对锅炉的材料选用、 设计计算、制造和检验等都制订有严格的法规。
0.003
0.002
0.005
凝结水管 0.003
排污管 0.003
6.4.11 蒸汽管网的最高点应安装排气管,最低点、垂直上升管前和阀门前应
装设放水管,疏水管、放水管和排气管管径可参照下表选取
蒸汽管网的疏水管、放水管和排气管管径
蒸汽管道公称直径 DN(mm) 启动疏水管公称直径 DN(mm) 经常疏水管公称直径 DN(mm) 放水管公称直径 DN(mm) 排所管公称直径 DN(mm)
6.3.5 下述地点应装疏水器和疏水管道;
1、蒸汽管道最低点、弯曲段下部,以及流量计、热交换器各分汽缸等设备下部; 2、蒸汽干管末端、蒸汽立管底部、减压阀等两侧; 3、顺坡水平蒸汽干管每隔 150~200m,或逆坡水平蒸汽干管每隔 100~200,水平蒸
汽伴热管每隔 50m 左右; 4、热交换器凝结水出水温度低于 85℃时,可不设疏水器; 5、锅炉房内的热交换器冷凝水出水口高于锅炉上汽包时,其蒸汽管凝结水管可直接
3、给水泵的扬程 H=100P+20
式中 H——给水泵扬程(m) P——锅炉工作压力(MPa)
6.3.3、锅炉给水系统应采取下列安全保护措施 1、锅炉和省煤器的每个进水管上,应在靠近锅炉或省煤器处依次安装截止阀和止
回阀。 2、有省煤器的锅炉,应设置不经过省煤器直接向锅炉汽包供水的旁通给水管及切
断阀。
3、水箱宜用钢板焊制并做防腐处理,水温高于 50℃时应做保温。 4、锅炉给水箱(或除氧水箱)的安装高度应保证给水泵不发生气蚀;给水温度与
水泵允许吸上高度的关系,可按下表确定,并考虑 0.3~0.5m 的富裕量;当给 水箱和给水泵距离较远时,还应考虑水泵进水管压力损失。
不同水温时离心水泵的最大吸上高度
* * * 当锅炉额定蒸发量大于等于 6t/h 时应除氧,额定蒸发量小于 6t/h 的锅炉如发现局部腐蚀时,给水应采取除氧措施,对于供汽轮机 用汽的锅炉给水含氧量应小于等于 0.05mg/L 。
* * * * 如测定溶解固形物有困难时,可采用测定电导率或氯离子(CI-)的方法来间接控制,但溶解固形物与电导率或与氯离子(CI-)的 比值关系应根据试验确定。并应定期复试和修正比值关系。
与锅炉连接而不装疏水器,
6.3.6 疏水器的选择、安装和设计,应符合下列原则
1、疏水器的设计排水量,应按正式确定
式中
G=K ×GL G——疏水器的排水能力(kg/h)
GL——用热设备的理论蒸汽凝结水量(kg/h) K——选择疏水器的安全倍率,热交换器阻力小于 100KPa 时到 K=4,
蒸汽管道和分汽缸取 K=2~3。
6.2.1过热蒸汽
当湿蒸汽中的水全部汽化即成为饱 和 蒸 汽 ,此时蒸汽温度仍为沸点温度。如果对于 饱和蒸汽继续加热,使蒸汽温度升高并超过沸点温度,此时得到的蒸汽称为过热蒸汽。
6.3蒸汽锅炉房
6.3.1蒸汽锅炉房给水
蒸汽锅炉房所需总给水量应按正式计算
式中
G=K×(G1+G2) G——锅炉房所需总给水量(m3/h)
的承压热水锅炉和常热水锅炉给水应尽量除氧。
6.5.2 锅炉给水的原水还应符合下列要求
1、采用锅内加药水处理时,原水总硬度不应大于 175mg/L(以 CaCO3)。 2、原水悬浮物含量大于 2mg/L,进入水处理设备前应过滤。 3、原水悬浮物含量大于 20mg/L,应经混凝、澄清和过滤。
* * * * * 全焊接结构锅炉相对硬度可不控制。 * * * * * * 仅限燃油、燃气锅炉
6.5.1-2 蒸汽锅炉锅内加药处理水质标准
项目
给水
锅水
悬浮物(mg/L)
≤20
总硬度(mmol/L)
≤4
总碱度(mmol/L)
8~26
PH(25℃)
≥7
溶解固形物(mg/L)* * * *
10~12 <5000
流速(m/s) 35~40 30~35 25~30 15~25 80 15~30 200~400 15~30 60 0.5~1.0 1.5~3 0.5~1.0 1~2 0.5~3 ≤0.5
6.5 锅炉水处理和排污
6.5.1 民用锅炉房给水、锅水、补水、循环水的水质标准应符合《工业锅炉水
质》GB1576-2001 的下列规定
A、水泵出口侧设备压力,开式水箱为 0,热力除氧水箱为 2-3m 水柱。 B、凝结水管路阻力 C、凝结水箱最低水位和泵出口侧给水箱或除氧水箱内最高水位的高差 D、5m 水柱的富裕压头
6.3.8 当用汽压力小于供汽压力时,应按下列原则选择和设置减压阀
1、应根据蒸汽流量和阀前后压力选择减压阀 2、当减压阀前后压力比值大于 5 时,宜串联装 2 个减压阀 3、减压阀应设置旁通管 4、减压阀前后应设置压力表,阀后应设置安全阀
K——附加系统 K=1.1
G1——运行锅炉在额定蒸发量时所需的给水量 G2——锅炉房其它设备所城水量
6.3.2锅炉给水泵的选择和设置
1、锅炉给水泵台数应能适应锅炉房负荷变化,应设置工作备用泵,当最大一台给水 泵停止运行时,其余的总流量应能满足所有运行锅炉所需给水量的110%。
2、采用电动给水泵为常用给水设备时,宜采用汽动给水泵为事故备用泵,其流量应 能满足所有运行锅炉在额定蒸发量时所需给水量的20%-40%。符合下列条件 之一时,可不设置事故备用泵。 A、有一给电力负荷的锅炉房 B、停电后锅炉停止给水不会造成锅炉缺水事故,例如有如自动保护装置的燃 油、燃气锅炉 C、当采用汽动给水泵为电动给水泵的工作备用泵,汽动给水泵流量为所有运 行锅炉在额定蒸发量时所需给水量的20%-40%,且大于最大一台电动 给水泵的流量时,不需再设置事故备用泵。
3、阀门应设在便于操作的地点。 4、锅炉蒸汽系统安全阀的设备应符合下列要求
A、锅炉机组上的安全阀可按锅炉制造厂的规定设置安装,且应符合《蒸汽锅炉安全 技术监察规程》的规定。
B、安全阀应设有直接通向安全地点的排汽管,排汽管应有足够的截面积,各安全阀 的排汽管不得相连;排汽管底部应装有接到安全地点的疏水管;排汽管和疏水 管都不得装设阀门。
水泵进水温度(℃) 10 20 30 40 50 60 75 80 90 100
最大吸水高度(m) -6.2 -5.9 -5.4 -4.7 -3.7 -2.3 0
2
3
6
6.3.10 蒸汽管道的坡向宜和介质流向一致(顺坡),汽水管道的坡度宜按下表
确定
管道类别 一般坡度 最小坡度
汽水管道坡度
蒸汽管
顺坡
逆坡
6.5.1-3 热水锅炉水质标准
项目
锅内加药处理
锅外化学处理
给水
Байду номын сангаас
锅水
给水
锅水
悬浮物(mg/L)
≤20
≤5
总硬度(mmol/L)
≤6
总碱度(mmol/L)
≥7
≥7
10~12
PH(25℃)
10~12
溶解固形物(mg/L)
≤6
≤6
* 通过补加药剂使锅水 PH 值控制在 10~12
* * 额定功率大于等于 4.2MW 的承压热水锅炉给水应除氧,额定功率小于 4.2MW
≤125 20~25
20 20 15
150~200 25~32 20 20 15
225~300 32~50 20 25 20
350~600 32~50 20 32 20
6.4.12 汽水管道的流速可下表选择
工作介质 饱和蒸汽
排汽 二次蒸汽 锅炉给水
凝结水
汽水管道的流速表
管道种类 DN≥200 DN=150~100 DN=80~50 DN≤40 压力容器排汽管 无压容器排汽管 安全阀排汽管 利用的二次蒸汽 不利用的二次蒸汽 水泵吸水管 给水总管 凝结水泵吸水管 凝结水泵出水管 余压凝结水管 自流凝结水管
6.2蒸汽参数 6.2.1饱和蒸汽
饱和蒸汽,是指饱和状态下的蒸汽,是由气体分子之间的热运动现象造成的。
当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子。由 于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中,它们相互碰撞,并和容器壁以及液面发生碰撞,在和 液面碰撞时,有的分子则被液体分子所吸引,而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发 时,进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发的继续进行,空间蒸汽分 子的密度不断增大,因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数 目与返回液体中的分子数目相等时,则蒸发与凝结处于动平衡状态,这时虽然蒸发和凝结 仍在进行,但空间中蒸汽分子的密度不再增大,此时的状态称为饱和状态。在饱和状态下 的液体称为饱和液体,其对应的蒸汽是饱和蒸汽,但最初只是湿饱和蒸汽,待蒸汽中的水 分完全蒸发后才是干饱和蒸汽。
6.3.9 蒸汽凝结水回水与锅炉补充软化水给水宜且用水箱,水箱的设置应符合
下列要求
1、季节性运行的锅炉房的凝结水箱和给水箱(或除氧水箱)均宜设置 1 个,下列 情况下宜分别设置 2 个或 1 个中间带隔板的水箱 A、常年不间断供热或容量大的锅炉房 B、在给水箱加药软化给水时
2、水箱的总有效容积应按下列要求确定 A、凝结水箱宜为 20~40min 的最大凝结水回收量 B、水处理设备设有再生备用设备时,给水箱(或合用水箱)的总有效容积宜 为锅炉房总额定蒸发量的所需 30~60min 的给水量,锅炉总额定蒸发量≤ 4t/h 的锅炉房,应采用上限值。
6.3.7 当凝结水无条件采用余压回水和自流回水时,应设置凝结水箱和水泵将
水送至锅炉房,凝结水泵的设置应符合下列要求;
1、水泵台数不应少于2台,其中 1 台备用。当任何 1 台水泵停止运行时,其余水 泵总流量应能满足系统水输送量的要求。
2、水泵应能适合被输送凝结水的温度和压力。 3、水泵的扬程应按下列各项之和确定
≤1.0
6~26 10~12 <4000
锅水 >1.0≤1.6
>1.6≤2.5
6~24 ≤14 10~12
<3500 <3000 10~30 10~30 <0.2
6~16 ≤12 10~12
<3000 <2500 10~30 10~30 <0.2
* * 硬度 mmol/L 的基本单元为 C(OH-、1/2CO2-3、HCO3-),下同 对蒸汽品质要求不高,且不带过热器的锅炉,使用单位在报当地锅炉压力容器安全监察机构同意后,碱度指标上限值可适当放宽。
1、蒸汽锅炉和汽水两用锅炉的给水,应采用锅外化学处理,水质应符合表 6.5.1-1 的规定。
2、额定蒸发量≤2t/h,且额定蒸汽压力≤1.0MPa 的蒸汽锅炉和汽水两用锅炉,当对 汽、水品质无特殊要求时,也可采用锅内加药处理。其水质应符合 6.5.1-2 的 规定。
3、承压热水锅炉给水应进行锅外水处理,对于额定功率小于等于 4.2MW 的热水锅炉 和常压热水锅炉,可采用锅内加药处理,其水质应符合表 6.5.1-3 的规定。
相对碱度
含油量(mg/L)
含铁量(mg/L)* * * * *
6.5.1-1 蒸汽锅炉锅外化学处理水质标准
给水
≤1.0
>1.0≤1.6
>1.6≤2.5
≤5
≤5
≤5
≤0.03
≤0.03
≤0.03
≥7 ≤0.1
≥7 ≤0.1
≥7 ≤0.05
≤2 ≤0.3
≤2 ≤0.3
≤2 ≤0.3
注:
* 硬度 mmol/L 的基本单元为 C(1/2Ca2+、1/2Mg2+),下同
6.3.4 锅炉房蒸汽系统设计应符合下列要求
1、锅炉房内运行参数相同的锅炉,其蒸汽管宜采用单母管,对常年不间断供汽的锅 炉房可采用双母管。
2、有多路蒸汽供应时宜设分汽缸,分汽缸应有紧急排汽管。 3、每台蒸汽锅炉与母管或分汽缸之间应装两个阀门,锅炉主汽阀应靠近锅筒出口安 装,别一个靠近母管或分汽缸安装,两个阀门之间应设有通向大气的疏水管和阀门,管径 不得小于 DN20.
4、余热锅炉及电热锅炉的水质标准符合同类锅炉的要求。
项目
额定蒸汽压力(MPa)
悬浮物(mg/L)
总硬度(mmol/L)
总碱度(mmol/L)
无过热器
**
有过热器
PH(25℃)
溶解氧(mg/L)* * *
溶解固形物 (mg/L)* * * *
无过热器 有过热器
SO23(mg/L) PO34(mg/L)
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