淺析影響鍋爐汽水品質(zhì)的因素

張麗杰 劉曄

[關(guān)鍵詞]蒸汽品質(zhì)；鍋爐水處理；安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

蒸汽污染通常是指蒸汽中含有硅酸、鈉鹽等物質(zhì)的現(xiàn)象。這些物質(zhì)會(huì)沉積在蒸汽通過的各個(gè)部位，如過熱器和汽輪機(jī)內(nèi)積鹽，會(huì)影響機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

蒸汽中的氨，主要是由于調(diào)整給水、凝結(jié)水PH值時(shí)加入的，進(jìn)到鍋內(nèi)后受熱揮發(fā)而轉(zhuǎn)入蒸汽中，蒸汽中的二氧化碳是由于給水中的碳酸鹽和重碳酸鹽進(jìn)入鍋內(nèi)后分解產(chǎn)生的，如蒸汽中的這些氣體雜質(zhì)過多，就會(huì)導(dǎo)致熱力設(shè)備的腐蝕。為了防止蒸汽中這些氣體雜質(zhì)過多，應(yīng)嚴(yán)格控制給水的總二氧化碳量和PH值。

一、蒸汽的污染

1.過熱蒸汽的污染

在汽包鍋爐中，當(dāng)過熱蒸汽減溫器運(yùn)行正常時(shí)，過熱蒸汽的品質(zhì)取決于由汽包送出的飽和蒸汽。所以要使鍋爐送出的過熱蒸汽品質(zhì)好，關(guān)鍵在于保證飽和蒸汽的品質(zhì)。防止過熱蒸汽的污染，以保證減溫水水質(zhì)為主要措施。此外，還應(yīng)防止過熱蒸汽被安裝、檢修期間殘留在過熱器系統(tǒng)中的其他雜質(zhì)所污染。

2.飽和蒸汽的污染

飽和蒸汽被污染主要由蒸汽帶水和蒸汽溶解雜質(zhì)兩個(gè)原因造成。

①蒸汽帶水。從汽包送出的飽和蒸汽常夾帶一些爐水的水滴，這是飽和蒸汽被污染的原因之一。在這種情況下，鍋爐水中的各種雜質(zhì)，如鈉鹽、硅化合物等，都以水溶液狀態(tài)帶進(jìn)蒸汽中。

②蒸汽溶解雜質(zhì)。蒸汽有溶解某些物質(zhì)的能力，這是蒸汽被污染的另一個(gè)原因。蒸汽壓力愈高，蒸汽的溶解能力愈大，例如壓力為2.94～3.92MPa的飽和蒸汽，有明顯溶解硅酸的能力，壓力更高的飽和蒸汽對(duì)硅酸的溶解能力更大，當(dāng)飽和蒸汽的壓力大于12.74MPa時(shí)，還能溶解各種鈉化合物，如NaOH、NaCL等。

3.飽和蒸汽帶水的影響因素

飽和蒸汽的帶水量與鍋爐的壓力、結(jié)構(gòu)類型、運(yùn)行工況以及爐水水質(zhì)等因素有關(guān)。水滴越多、越小和汽包內(nèi)蒸汽流速越大，蒸汽的帶水量就越大。

①鍋爐壓力對(duì)蒸汽帶水的影響。鍋爐壓力愈高，蒸汽愈容易帶水。對(duì)于高參數(shù)鍋爐，為了減少蒸汽帶水，應(yīng)該在汽包內(nèi)裝設(shè)更有效的汽水分離裝置。

②鍋爐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)蒸汽帶水的影響。汽包的內(nèi)徑、汽水混合物引入汽包的方式、蒸汽從汽包引出的方式、汽包內(nèi)汽水分離裝置的結(jié)構(gòu)等，對(duì)蒸汽帶水量都有很大的影響。汽包內(nèi)徑大時(shí)，有利于水汽分離。汽包內(nèi)如有局部蒸汽流速過高，也會(huì)使蒸汽品質(zhì)不良。

③鍋爐的運(yùn)行工況對(duì)蒸汽帶水的影響。鍋爐的負(fù)荷（蒸發(fā)量）、負(fù)荷變化的速度和汽包水位等運(yùn)行工況，對(duì)飽和蒸汽的帶水量有很大影響。

a.汽包水位。汽包水位過高，會(huì)使蒸汽帶水量增大。

b.鍋爐負(fù)荷。鍋爐負(fù)荷的增加會(huì)使蒸汽帶水量增大。負(fù)荷增加時(shí)，因水室中氣泡的增多，會(huì)加劇水位膨脹現(xiàn)象，使汽空間的實(shí)際高度減小，不利于自然分離。

c.鍋爐的負(fù)荷、水位、壓力等的變動(dòng)。鍋爐的負(fù)荷、水位、壓力變動(dòng)太劇烈，也會(huì)使蒸汽大量帶水。例如當(dāng)發(fā)生鍋爐壓力急驟下降時(shí)，發(fā)生汽水共騰時(shí)，過熱蒸汽溫度可能降低，并威脅汽輪機(jī)的安全。

④爐水含鹽量對(duì)蒸汽帶水的影響。爐水含鹽量增加，但未超過某一數(shù)值時(shí)，蒸汽的帶水量基本上不變，當(dāng)爐水含鹽量超過某一數(shù)值時(shí)，蒸汽的帶水量就增加。

從汽包送出的飽和蒸汽所含有的鹽類物質(zhì)，有的沉積在過熱器內(nèi)，有的則被過熱蒸汽帶出鍋爐，沉積在汽輪機(jī)中，因而會(huì)嚴(yán)重地影響汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。

二、保證蒸汽品質(zhì)的方法

為了防止在蒸汽通流部位積鹽，必須保證從汽包引出的飽和蒸汽的品質(zhì)，并防止它在減溫器內(nèi)被污染。為此，應(yīng)采取下述措施：

1.保證給水品質(zhì)減少進(jìn)入爐水中的雜質(zhì)

①減少熱力系統(tǒng)的汽水損失，降低補(bǔ)給水量。

②采用優(yōu)良的水處理工藝，降低補(bǔ)給水中雜質(zhì)的含量。

③防止凝汽器泄漏，以免汽輪機(jī)凝結(jié)水被冷卻水污染。

④采用給水和凝結(jié)水系統(tǒng)的防腐措施，減少給水中的金屬腐蝕產(chǎn)物。

⑤采用凝結(jié)水除鹽裝置，除掉凝結(jié)水中的各種雜質(zhì)

2.鍋爐排污

鍋爐運(yùn)行時(shí)，為了使?fàn)t水中的含鹽量和含硅量維持在極限允許值以內(nèi)，和排掉爐水中的水渣。鍋爐運(yùn)行中，必須進(jìn)行連續(xù)排污和定期排污.

連續(xù)排污的目的主要是防止?fàn)t水中的含鹽量和含硅量過高且排除爐水中細(xì)微的懸浮的水渣。定期排污主要為了排除水渣，而水渣大部分沉積在水循環(huán)系統(tǒng)的下部，所以定期排污點(diǎn)應(yīng)設(shè)在水循環(huán)系統(tǒng)的最低部，且排放速度應(yīng)很快。定期排污時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)影響鍋爐水循環(huán)的安全。定期排污最好在鍋爐低負(fù)荷時(shí)進(jìn)行效果較好。

排污裝置應(yīng)能沿著汽包長(zhǎng)度方向均勻地排水.常用的裝置是裝在汽包水室內(nèi)的排污取水管.為了減少因排污而損失的水量的熱量，一般將連續(xù)排污引進(jìn)連續(xù)排污擴(kuò)容器。連排擴(kuò)容器投入時(shí)，應(yīng)稍開連排調(diào)節(jié)門對(duì)擴(kuò)容器預(yù)熱，預(yù)熱后再逐漸開大調(diào)節(jié)門。連排擴(kuò)容器在運(yùn)行保持適當(dāng)?shù)乃?，避免無水位運(yùn)行。連排擴(kuò)容器就地壓力調(diào)節(jié)器設(shè)定值要正確。因?yàn)槎ㄆ谂盼鄣臅r(shí)間間隔較長(zhǎng)，排出的水量較少，故排放出的水一般不再利用。將定期排污水引入定期排污擴(kuò)容器內(nèi)進(jìn)行降壓降溫后再排入地溝。

3.鍋爐的排污率

鍋爐排污水量應(yīng)根據(jù)爐水水質(zhì)監(jiān)督的結(jié)果來調(diào)整。鍋爐的排污水量占鍋爐蒸發(fā)量的百分率就稱為鍋爐的排污率。鍋爐的排污總會(huì)損失一些水量和熱量的，排污率每增加1%燃料消耗量就增加0.3%左右。因此保證蒸汽品質(zhì)合格的前提下盡量減少鍋爐的排污率。

4.鍋爐啟動(dòng)過程中的洗硅

亞臨界壓力以上的鍋爐啟動(dòng)過程中，將對(duì)爐水的含硅量嚴(yán)格控制。并且根據(jù)含硅量控制鍋爐的升壓范圍。通過連續(xù)排污和定期排污將含鹽濃度高的爐水排掉，以保證蒸汽含硅量在規(guī)定范圍內(nèi)，我們把這一過程稱為洗硅。洗硅的過程也是鍋爐升壓升負(fù)荷的過程。對(duì)不同壓力下的爐水含硅量的要求不同，鍋爐的壓力越高爐水含硅量要求就越小，因此只有爐水的含硅量達(dá)到下級(jí)壓力標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，才允許鍋爐繼續(xù)升壓，直至鍋爐壓力達(dá)到額定值時(shí)爐水的含硅量低于0.2mg/l時(shí)洗硅結(jié)束。

三、結(jié)束語(yǔ)

總之，正常運(yùn)行時(shí)如果鍋爐的汽水品質(zhì)長(zhǎng)期不合格，會(huì)造成鍋爐受熱面積鹽結(jié)垢，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)造成受熱面管道破裂。另外鹽類還會(huì)在汽輪機(jī)通流部分沉積，降低汽輪機(jī)出力，使軸向推力增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成汽輪機(jī)推力瓦磨損，動(dòng)靜部分摩擦等事故的發(fā)生。因此正常運(yùn)行時(shí)我們保證鍋爐汽水品質(zhì)的合格，以保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖丹鳳.鍋爐運(yùn)行技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社.

（編輯/惠霞）