蒸汽污染及防止

1、蒸汽污染及防止刘娟5月25日蒸汽污染的定义及意义 从锅炉出来的蒸汽总是含有少量杂质的，当蒸汽中的硅酸、钠盐等物质含量超过了规定，就叫做蒸汽污染。 污染蒸汽中的杂质会沉积在蒸汽通过的各个部位。如果过热器和汽轮机内积盐，会影响机组的安全、经济运行。例如，在过热器中积盐，由于各种盐的传热性能很差，使锅炉的热量随烟气流失，从而浪费燃料，还会引起爆管事故。在汽轮机调速系统或主汽门积盐，会使汽门产生卡涩现象，降低工作的可靠性，严重的还会导致危险事故的发生。当汽轮机的动、静叶片上积盐，会使蒸汽流通截面减小，因而阻力增加，使汽轮机的出力下降。同时，使汽轮机各级间的压降增大，使叶片应力和轴向推力增加，还会增加机

2、组的振动。所以研究蒸汽污染及获得清洁蒸汽的方法等是很重要的。饱和蒸汽污染 在汽包锅炉中，过热蒸汽的品质主要取决于汽包送出的饱和蒸汽的品质，所以一般只讨论饱和蒸汽的污染。 对于汽包锅炉，饱和蒸汽污染主要是由蒸汽带水和蒸汽溶解杂质两个原因造成的。 一、饱和蒸汽带水 从汽包送出的饱和蒸汽常夹带一些锅水的小水滴，锅水中的各种杂质会随水滴带进蒸汽中，这种现象称为饱和蒸汽的机械携带。 二、饱和蒸汽溶解杂质 蒸汽有溶解某些物质的能力，蒸汽压力越高，蒸汽的溶解能力越大，这是因为饱和蒸汽的压力越高，密度越大，蒸汽的性能越接近于水的性能，所以高参数蒸汽溶解锅水中的某些物质的能力较大，我们把饱和蒸汽因溶解而携带某些

3、物质的现象称为蒸汽的溶解携带。饱和蒸汽溶解某物质的能力可用分配系数“KF”来表示，“KF”越大，表示饱和蒸汽溶解该物质的能力越大。 锅炉水中常见物质按其在饱和蒸汽中溶解能力的大小，划分为三类：1、硅酸类；2、NaCl、NaOH等；3、Na2SO4、Na3PO4和Na2SiO3 由此可见饱和蒸汽的溶解携带时有选择性的，也称为选择性携带。 饱和蒸汽携带某物质的量，应为水滴携带和机械携带之和。对于不同压力的汽包锅炉，蒸汽携带盐类物质的情况不同。 低压锅炉（小于2.5MPa），多是机械携带； 中压锅炉（2.5-5.9MPa），多是机械携带； 高压锅炉（6.0-12.9MPa），多是溶解携带； 超高压锅

4、炉（大于13MPa），多是溶解携带二、影响蒸汽带水和溶解杂质的因素 一、影响饱和蒸汽带水因素 1、汽包水位对蒸汽带水的影响 2、锅炉负荷影响 3、锅炉水含盐量对蒸汽带水的影响 4、锅炉压力对蒸汽带水的影响 二、影响饱和蒸汽溶解携带的因素 1、锅炉压力对蒸汽溶解携带的影响 饱和蒸汽的溶解携带随锅炉压力的升高而增大。 2、锅炉pH值对硅酸溶解携带系数的影响 饱和蒸汽溶解的主要是硅酸，对硅酸盐的溶解能力很小，所以硅酸的溶解系数与锅炉水中的硅化物形态有关，而这又取决于炉水的pH值。pH降低，蒸汽对硅酸的溶解携带增大。 对于高参数锅炉硅酸的溶解携带系数很大，为保证蒸汽含硅量不超过允许值，应严格控制锅炉水

5、的含硅量。三、蒸汽流通系统的盐类沉积 1、过热器内的盐类沉积 原因：饱和蒸汽携带盐类物质，分两种状态；一是蒸汽选择性携带盐类物质，主要是硅酸；另一种是呈液体状态，主要是含钠盐的水滴。当饱和蒸汽被加热成过热蒸汽时，小水滴会因蒸发、浓缩直至被蒸干而积盐。另外过热蒸汽比饱和蒸汽溶解能力大，水滴中的盐类会溶解在过热蒸汽中，使蒸汽中的溶解物含量增加，带入汽轮机中。 分布情况：过热器内沉积的盐类主要是钠化合物，硅化合物主要沉积在汽轮机内。 在过热器内还可能沉积有铁的氧化物（腐蚀产物） 清除方法：因沉积物主要是溶于水的钠盐，利用检修机会采用水洗的方法就可去除。金属腐蚀产物及其他难溶沉积物，应采用化学清洗。

6、水洗一般用凝结水进行，也可用除盐水，水温控制在70-80度。 2、汽轮机内盐类沉积物 盐类沉积形成原因：一般主要是硅酸和各种钠化合物溶液，及少量固态钠和铁的氧化物。 带有各种杂质的过热蒸汽进入汽轮机后，由于压力和温度降低，钠化合物和硅酸在蒸汽中的溶解度随压力降低而减少，当其中某种物质的溶解度下降到到它在蒸汽中的含量时，该物质就会以固态析出，并沉积在蒸汽流通部位。 分布规律： 不同级中沉积物不一样； 不同级中沉积物的化学组成不同； 供热机组和经常启、停得汽轮机内沉积物量较少。 汽轮机内盐类沉积物的清洗 在汽轮机检修时如果发现有沉积物，应取样进行沉积物分析，以便确定清除的方法。沉积在汽轮机内的不溶

7、于水的沉积物，一般是在汽轮机大修时，用机械的方法清除。例如喷砂法处理。对于二氧化硅，可将转子吊出汽缸，并放入浓度3-5%的NaOH溶液中，融入蒸汽煮，然后用水冲洗干净。四、获得清洁蒸汽的方法 饱和蒸汽中的杂质来源于锅炉水，所以为了获得清洁蒸汽，以防止在蒸汽流通部位积盐，首先应减少锅炉水中杂质的含量，还应设法减少蒸汽的带水量和降低杂质在蒸汽中的溶解量。具体措施有： 一、减少进入锅炉水中杂质量 二、锅炉排污 三、汽包内部装置 四、调整锅炉运行工况 五、化学除沫剂 减少进入锅炉水中杂质量量，主要应保证给水水质优良。保证给水水质优良的方法如下： 1、减少热力系统的汽水损失，降低补给水量。 2、采用优良

8、的水处理工艺，降低补给水中杂质的含量。 3、防止凝汽器漏泄，以免汽轮机凝结水被冷却水污染。 4、采取给水和凝结水系统的防腐措施，减少给水中的金属腐蚀产物。 5、对于新安装的锅炉在启动前应进行化学清洗，以除去锅内黏附的氧化铁、腐蚀产物、焊渣和硅化物等杂质，以减少启动后露水中各种杂货的含量，使蒸汽品质较快达到合格。 锅炉运行过程中，随着锅水不断蒸发浓缩，水中杂质逐渐增多，这些杂质少量被蒸汽带走，大部分留在锅炉水中，当炉水的含盐量和含硅量超过一定限度时，会造成蒸汽品质不良；当锅炉水中的水渣较多时也会影响蒸汽品质，而且还可能造成炉管堵塞，危及锅炉的安全运行，因此为了使锅炉水中的含盐量和含硅量维持在极限

9、允许值以内，排掉锅炉水中的水渣，在运行中需经常放掉一部分锅炉水，并且补入相同量的给水，这叫做锅炉排污。 锅炉排污方式有连续排污和定期排污。 连续排污是连续不断的将汽包中水面附近的锅水排出，目的主要是防止锅炉水中的含盐量和含硅量过高，另外也能排出少量锅炉水中细微或悬浮的水渣。 连排开度一般控制不低于3%。 定期排污时定期从锅炉水循环系统的最低点（如从水冷壁的下联箱处）排放掉部分锅炉水，目的是为了排除水渣。 水渣大部分沉积在水循环系统的下部，所以定排点应设在水循环系统的最低点。 为了不影响锅炉的水循环，定排时间一般不超过0.5-1分钟，每次排污量一般为锅炉蒸发量的0.1-0.5%。定排最好在锅炉低负荷时进行，因为此时循环速度低，水渣下沉，排放的效果最好。定排时间间隔根据锅炉水质来决定，一般锅炉每8h进行一次或24h进行一次。 锅炉的排污量要根据水质分析结果来定。但锅炉的排污会损失一些热量和水量，所以在保证蒸汽品质合格的前提下，应尽量减少锅炉的排污率，每减少1%的排污，一般可节省0.2%的燃料，但为了防止锅内水渣积聚，锅炉的排污率也不应太小。 汽包内部装置： 指为了获得清洁蒸汽而设置在汽包内部的汽水分离装置，蒸汽清洗装置以及分段蒸发装置。 调整锅炉运行工况： 锅炉的负荷、负荷变化速度和汽包水位等运行工况，对饱和蒸汽的带水量有很大影响。通过热化学试验可