汽包结构和工作原理

1、汽包是电站锅炉最重要的设备，是锅炉加热、汽化、过热三过程的连接枢纽，起着承上启下的作用 水在锅炉中变成合格的过热蒸汽，要经过加热、汽化、过热三个过程。水在锅炉中变成合格的过热蒸汽，要经过加热、汽化、过热三个过程。由给水加热成饱和水是加热过程；饱和水汽化成饱和蒸汽是汽化过程；由给水加热成饱和水是加热过程；饱和水汽化成饱和蒸汽是汽化过程；饱和蒸汽加热成过热蒸汽是过热过程。上述三个过程分别由省煤器、蒸饱和蒸汽加热成过热蒸汽是过热过程。上述三个过程分别由省煤器、蒸发受热面、过热器来完成。汽包与上述三个过程都有联系，它要接受省发受热面、过热器来完成。汽包与上述三个过程都有联系，它要接受省煤器的来水；与蒸

2、发受热面构成循环回路；饱和蒸汽要由汽包分送到过煤器的来水；与蒸发受热面构成循环回路；饱和蒸汽要由汽包分送到过热器。汽包既是加热、汽化、过热三个过程的交汇点，也是加热、汽化、热器。汽包既是加热、汽化、过热三个过程的交汇点，也是加热、汽化、过热三个过程的分界点。因此，称汽包是锅炉加热、汽化、过热三个过过热三个过程的分界点。因此，称汽包是锅炉加热、汽化、过热三个过程的连接枢纽。程的连接枢纽。 锅炉加热、汽化、过热三过程的连接枢纽和分界点；储能和缓冲作用。汽包内储存一定的水与蒸汽，具有储能作用，当负荷汽包内储存一定的水与蒸汽，具有储能作用，当负荷变化时，它对蒸发量与给水量的不平衡、汽压的变化速度都有一

3、定的缓变化时，它对蒸发量与给水量的不平衡、汽压的变化速度都有一定的缓冲作用。如负荷升高时，汽压要下降，这时原处于饱和状态的水，可自冲作用。如负荷升高时，汽压要下降，这时原处于饱和状态的水，可自行汽化一部分蒸汽，使汽压下降速度趋于缓慢。行汽化一部分蒸汽，使汽压下降速度趋于缓慢。 保证蒸汽品质。汽包内装有汽水分离装置、蒸汽清洗装置等设备，可有汽包内装有汽水分离装置、蒸汽清洗装置等设备，可有效地进行汽水分离、蒸汽清洗、加药、排污等，用以保证蒸汽品质及锅效地进行汽水分离、蒸汽清洗、加药、排污等，用以保证蒸汽品质及锅炉品质。炉品质。保证锅炉安全运行。汽包上装有多种水位计、压力表、事故放水门、安汽包上装有

4、多种水位计、压力表、事故放水门、安全阀等附属设备，用来监测汽包压力和汽包水位，保护锅炉安全运行全阀等附属设备，用来监测汽包压力和汽包水位，保护锅炉安全运行1.1.换热器（相当于锅炉）循环水主要吸热的场所，通常管程走高换热器（相当于锅炉）循环水主要吸热的场所，通常管程走高温烟气、反应气（博源联化温烟气、反应气（博源联化40w40w转化走的是二段炉出来的转换气），转化走的是二段炉出来的转换气），壳程为走水。壳程为走水。2.2.汽包汽包（1 1）汽包与换热器之间由上升管和下降管连接，形成汽包自身）汽包与换热器之间由上升管和下降管连接，形成汽包自身的水循环。汽包水循环是对流热循环。锅炉产生的热水（蒸汽

5、）由上的水循环。汽包水循环是对流热循环。锅炉产生的热水（蒸汽）由上升管进入汽包，热的水质量轻往上走的过程中将热量进行交换，部分升管进入汽包，热的水质量轻往上走的过程中将热量进行交换，部分水转化为气态；汽包冷水在重力作用下经下降管补充至锅炉。水在虹水转化为气态；汽包冷水在重力作用下经下降管补充至锅炉。水在虹吸作用下在汽包与锅炉间的循环就是汽包的自循环。蒸汽上升量与水吸作用下在汽包与锅炉间的循环就是汽包的自循环。蒸汽上升量与水下降量是正相关的。若借助泵将锅炉水直接打至汽包，维持汽包的液下降量是正相关的。若借助泵将锅炉水直接打至汽包，维持汽包的液位，这种方式叫强制循环。位，这种方式叫强制循环。与此同

6、时汽包接受循环给水泵的给水，以及向过热器输送饱和蒸与此同时汽包接受循环给水泵的给水，以及向过热器输送饱和蒸汽，或直接输出蒸汽，因此，汽包是是工质加热、蒸发、过热三过程汽，或直接输出蒸汽，因此，汽包是是工质加热、蒸发、过热三过程的连接枢纽，保证锅炉正常的水循环。的连接枢纽，保证锅炉正常的水循环。（2 2）汽包内部有汽水分离装置和连续排污装置，保证锅炉蒸汽品质。）汽包内部有汽水分离装置和连续排污装置，保证锅炉蒸汽品质。（3 3）有一定水量，具有一定蓄热能力，在锅炉工况发生变化时，能）有一定水量，具有一定蓄热能力，在锅炉工况发生变化时，能减缓汽压的变化速度，起到稳定汽压的作用减缓汽压的变化速度，起到

7、稳定汽压的作用（4 4）汽包上有压力表、水位计、事故放水、安全阀等设备，保证锅）汽包上有压力表、水位计、事故放水、安全阀等设备，保证锅炉安全运行。炉安全运行。（5 5） 汽包是一个平衡容器，提供水冷壁汽水混合物流动所需的压汽包是一个平衡容器，提供水冷壁汽水混合物流动所需的压力力如图如图1 1所示汽包的内部装置主要包括三个部分：所示汽包的内部装置主要包括三个部分：汽水分离装置。汽水分离装置。蒸汽清洗装置。蒸汽清洗装置。排污、加药、事故放水等装置。排污、加药、事故放水等装置。主要包括旋风分离器、百叶窗分离器等装置，旋风分离器是由主要包括旋风分离器、百叶窗分离器等装置，旋风分离器是由2-3mm2-3

8、mm的钢的钢板制成的圆筒，汽水混合物从进口蜗壳以切线方向进入旋风器，靠离心板制成的圆筒，汽水混合物从进口蜗壳以切线方向进入旋风器，靠离心力作用将水滴抛向筒壁使汽与水分离，然后在旋风筒内受重力作用，蒸力作用将水滴抛向筒壁使汽与水分离，然后在旋风筒内受重力作用，蒸汽从顶部经波形板顶帽进入汽包的蒸汽空间，水则由下部进入水空间，汽从顶部经波形板顶帽进入汽包的蒸汽空间，水则由下部进入水空间，完成一次分离；再通过百叶窗分离器的二次分离，从而达到汽水分离的完成一次分离；再通过百叶窗分离器的二次分离，从而达到汽水分离的目的。目的。旋风筒进口管的中线高于汽包内的最高水位，这样可使筒内的水位低于旋风筒进口管的中线

9、高于汽包内的最高水位，这样可使筒内的水位低于分离器进口管的边缘，分离器的筒底应没入正常水位下分离器进口管的边缘，分离器的筒底应没入正常水位下200mm,200mm,以免蒸汽以免蒸汽由筒底穿出。为防止筒底排水中带出蒸汽进入下降管，在筒底都装有托由筒底穿出。为防止筒底排水中带出蒸汽进入下降管，在筒底都装有托盘。在汽包内顶部蒸汽引出管之前装置多孔板，目的是利用节流作用使盘。在汽包内顶部蒸汽引出管之前装置多孔板，目的是利用节流作用使蒸汽空间的饱和蒸汽沿汽包长度和宽度分布均匀，提高分离效率。多孔蒸汽空间的饱和蒸汽沿汽包长度和宽度分布均匀，提高分离效率。多孔板是由板是由3-4mm3-4mm厚的钢板制成，孔

10、径为厚的钢板制成，孔径为10mm10mm。 图 2（1 1）从锅炉来的汽水混合物经过汽包上部）从锅炉来的汽水混合物经过汽包上部上升管进入汽包内部，沿着汽包内壁与弧形衬板形上升管进入汽包内部，沿着汽包内壁与弧形衬板形成的狭窄的环形通道流下，使汽水混合物以适当的成的狭窄的环形通道流下，使汽水混合物以适当的流速均匀的传热给汽包内壁，这样克服了锅炉启停流速均匀的传热给汽包内壁，这样克服了锅炉启停时汽包上下壁温差过大的困难，可以较快的启动。时汽包上下壁温差过大的困难，可以较快的启动。（2 2）进入汽包的汽水混合物分别进入汽水）进入汽包的汽水混合物分别进入汽水旋风分离器，利用改变流动方向时的惯性进行惯性旋

11、风分离器，利用改变流动方向时的惯性进行惯性分离，这是汽水混合物的第一次分离分离，这是汽水混合物的第一次分离。（3 3）被分离出来的蒸汽仍带有不少水分，）被分离出来的蒸汽仍带有不少水分，从分离器顶部进入波形板分离器，它装在旋风分离从分离器顶部进入波形板分离器，它装在旋风分离器顶部，带有部分水滴的蒸汽在波形板间的缝隙中器顶部，带有部分水滴的蒸汽在波形板间的缝隙中流动，利用使水黏附在金属壁面上形成水膜往下流。流动，利用使水黏附在金属壁面上形成水膜往下流。（4 4）二次分离后的蒸汽最后经过蒸汽清洗，）二次分离后的蒸汽最后经过蒸汽清洗，利用水的密度差进行重力分离，这是三次分离。利用水的密度差进行重力分离

12、，这是三次分离。（5 5）蒸汽经过三次分离后，达到了蒸汽质）蒸汽经过三次分离后，达到了蒸汽质量标准，再由汽包顶部饱和蒸汽管引往屏式过热器。量标准，再由汽包顶部饱和蒸汽管引往屏式过热器。汽包上的安全阀为了保险起见，当锅炉容量汽包上的安全阀为了保险起见，当锅炉容量大于大于0.5t0.5t时，需要安装两个安全阀，且两安全阀的时，需要安装两个安全阀，且两安全阀的整定压力不同，整定值低的是控制过热蒸汽的，高整定压力不同，整定值低的是控制过热蒸汽的，高的是控制汽包压力的；一旦超压，整定值低的先起的是控制汽包压力的；一旦超压，整定值低的先起跳，以此来保证过热器不被烧坏。跳，以此来保证过热器不被烧坏。安全阀须

13、为开式阀帽，通过空气流通散热，安全阀须为开式阀帽，通过空气流通散热，避免弹簧等受热变形。避免弹簧等受热变形。安全阀配有扳手，以防安全阀无法正常起跳安全阀配有扳手，以防安全阀无法正常起跳时，人为开启安全阀泄压，避免事故发生。时，人为开启安全阀泄压，避免事故发生。采用波纹采用波纹管式安全阀使其管式安全阀使其平衡背压的能力平衡背压的能力有所增强，避免有所增强，避免背压影响安全阀背压影响安全阀的起跳压力，保的起跳压力，保证安全阀可靠起证安全阀可靠起跳，且能够使阀跳，且能够使阀芯内件与高温芯内件与高温/ /腐蚀性介质相隔腐蚀性介质相隔离离蒸汽清洗的基本原理。是让含盐量低的清洗给水与含盐量高的蒸是让含盐量

14、低的清洗给水与含盐量高的蒸汽相接触，使蒸汽中溶解的盐分转移到清洗的给水中，从而减少汽相接触，使蒸汽中溶解的盐分转移到清洗的给水中，从而减少蒸汽溶盐，同时，又能使蒸汽携带炉水中的盐分转移到清洗的给蒸汽溶盐，同时，又能使蒸汽携带炉水中的盐分转移到清洗的给水中，从而降低蒸汽的机械携带含盐量，使蒸汽的品质得到改善水中，从而降低蒸汽的机械携带含盐量，使蒸汽的品质得到改善 蒸汽污染的危害：含盐量超标的蒸汽会引起汽轮机、锅炉等热力含盐量超标的蒸汽会引起汽轮机、锅炉等热力设备结盐垢，会造成过热器热交换受阻，管壁超温，排烟温度升设备结盐垢，会造成过热器热交换受阻，管壁超温，排烟温度升高，炉效降低；蒸汽管道阀门动

15、作失灵、漏泄；会使汽轮机的蒸高，炉效降低；蒸汽管道阀门动作失灵、漏泄；会使汽轮机的蒸汽通流截面减小，喷嘴和叶片的粗糙度增加，甚至改变喷嘴和叶汽通流截面减小，喷嘴和叶片的粗糙度增加，甚至改变喷嘴和叶片的形线，从而使汽轮机的阻力增加，出力和效率降低；若积盐片的形线，从而使汽轮机的阻力增加，出力和效率降低；若积盐不均匀还会引起轴系振动，甚至造成事故。由此可见蒸汽品质对不均匀还会引起轴系振动，甚至造成事故。由此可见蒸汽品质对机组安全的重要性。机组安全的重要性。 多采用采用连续排污多采用采用连续排污+ +定期排污。定期排污。连续排污主要用于排出汽包上部的浓缩水，主要目的是为连续排污主要用于排出汽包上部的

16、浓缩水，主要目的是为了防止锅炉水的含盐量和含硫量过高，排污部位多设在汽包水浓了防止锅炉水的含盐量和含硫量过高，排污部位多设在汽包水浓缩最明显的地方，即汽包水位下缩最明显的地方，即汽包水位下200200300mm300mm处。通常根据汽处。通常根据汽包水水质分析指标调整连续排污量。包水水质分析指标调整连续排污量。定期排污又称间断排污，即每间隔一定时间从锅炉底部沉定期排污又称间断排污，即每间隔一定时间从锅炉底部沉积的水渣、污垢、间断排污一般积的水渣、污垢、间断排污一般8 8 2424小时排污一次，每次排小时排污一次，每次排0. 0. 5 51 1分钟时间，排污率不少于分钟时间，排污率不少于1 1，

17、间断排污以频繁、短期为好，间断排污以频繁、短期为好，可使汽包水均匀浓缩，有利于提高蒸汽质量。可使汽包水均匀浓缩，有利于提高蒸汽质量。锅炉给水尽管经过严格处理，但不可能将杂质彻底除净，给水还锅炉给水尽管经过严格处理，但不可能将杂质彻底除净，给水还会带入锅内一部分杂质。随着锅水的不断蒸发浓缩，锅水含盐浓会带入锅内一部分杂质。随着锅水的不断蒸发浓缩，锅水含盐浓度逐渐提高，有可能引起内部结垢。为防止结垢，运行中要往锅度逐渐提高，有可能引起内部结垢。为防止结垢，运行中要往锅水中连续加入药品，药品与锅水中的钙、镁盐类发生化学、物理水中连续加入药品，药品与锅水中的钙、镁盐类发生化学、物理作用，生成非粘结性的

18、松散水渣，沉积到下部，通过定期排污放作用，生成非粘结性的松散水渣，沉积到下部，通过定期排污放到锅炉外。到锅炉外。加入锅水的药品通常是加入锅水的药品通常是Na3PO4Na3PO4（磷酸三钠），经过稀释后由加药（磷酸三钠），经过稀释后由加药泵打入锅炉汽包的锅水中。锅水中加入磷酸三钠，除使锅水中钙、泵打入锅炉汽包的锅水中。锅水中加入磷酸三钠，除使锅水中钙、镁盐类生成非粘结性的松散水渣外，还可起到校正锅水碱性的作镁盐类生成非粘结性的松散水渣外，还可起到校正锅水碱性的作用，使锅水的用，使锅水的PHPH值维持在规程规定的范围之内值维持在规程规定的范围之内 事故放水管是不可能把汽包中的水放光的。事故放水管的作用是事故放水管是不可能把汽包中的水放光的。事故放水管的