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锅炉及锅炉房设备 06锅炉水循环及汽水分离.ppt

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锅炉及锅炉房设备 06锅炉水循环及汽水分离.ppt


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第 六 章 锅炉的水循环及汽水分离 第一节 锅炉的水循环 ? 锅炉水循环 ? 水和汽水混合物在锅炉蒸发受热面回路中的循环流 动 水和汽水混合物利用其密度差所产生循环流动 借助水泵的压头使工质流动的循环 ? 自然循环 ? ? 强制循环 ? ? 蒸汽锅炉基本采用自然循环 一、自然循环的基本概念 ? 循环回路的总高度 H 加热水区段 自然循环回路示意图 含汽区 段 H = H s + H q P g ? ? H s ? H q ? ? g ? ? P xj ? P g ? H s ? g ? H q ? q g ? ? P ss Pa 水循环的 运动压头 H q g ? ? ? q ? ? P xj ? ? P ss Pa ? ? 循环回路的 流动总阻力 当回路中水循环处于稳定流动时, 水循环的运动压头等于整个循环回路的流动阻力 自然循环 ? ? H q g ? ? ? q ? ? P xj ? ? P ss Pa ? ? ? 提高运动压头措施 增大循环回路的高度(高压锅炉) 加强上升管的受热 P yx ? H q g ? ? ? q ? ? P ss Pa ? ? ? 水循环回路的有效压头 ? 运动压头和上升管阻力之差 ? 自然循环回路的有效压头愈大,也即循环的水 量愈大,水循环愈强烈良好 二、水循环的可靠性指标 ? 可靠性要求 ? 所有受热的上升管得到足够的冷却 —— 上升 管内有连续的水膜冲刷管壁,保持一定的流 速,以防止管壁结盐和超温 循环流速 循环倍率 循环回路的特性曲线 ? 指标 三、自然循环锅炉的水循环故障 循环的停滞和倒流 汽水分层 下降管带汽 四、自然循环回路的合理布置 ? 如何通过回路的合理布置来消除或减小 自然循环故障? ? ? ? ? 按受热情况划分循环回路,有独立下降管和 汽水引出管 上升管尽可能在水空间接入;与下降管保持 距离或隔离;不宜有过多弯头、水平段;管 径合理 φ51 × 2.5 , φ63.5 × 3 , φ70 × 3 下降管 采用较大管径 80~140mm ,合理布置 对流管束 锅炉管束水循环简图 1 — 第一管束 2 — 第二管束 3 — 第三管束 第二节 蒸气品质及其影响因素 一、蒸汽品质: ? 蒸气产品符合规定的压力和温度、品质 ? 蒸气品质:反映了蒸气的洁净程度。 ? ? 气体杂质 —— O 2 、 N 2 、 CO 2 、 NH 3 ,腐蚀金 属 非气体杂质 —— 含盐,来源于气体带水,直 接溶解 ? 供热锅炉,以饱和蒸气湿度大小作为指标。 ≤ 1% 、 ≤ 3% 、 ≤ 5% 二、影响蒸汽带水的因素: 1. 蒸汽带水的原因 a )由于汽水混合物撞击水面而形成水滴 b )由于汽泡在水面破裂而形成水滴 2 、影响蒸汽带水的因素: 1 )蒸汽负荷 2 )蒸汽压力 3 )蒸汽空间高度 4 )锅水含盐量 1 )蒸汽负荷(锅炉负荷 ) 在蒸汽压力、锅筒结构尺寸和锅水含盐量一定 的条件下,锅炉负荷增加,蒸发面负荷(即通过锅 筒水位面单位面积的蒸汽流量)增加,汽水混合物 穿出水面或撞击水面造成的锅水飞溅量增多,蒸汽 空间汽速也增大,重力分离效果减弱,蒸汽带水量 随之增加;又由于锅筒水空间气泡的增多、水位膨 胀,使得实际空间高度降低而不利于汽水重力分离。 因此,随着锅炉负荷增加,蒸汽湿度增大。 当锅炉负荷 D < D1 时,蒸汽带水较少,随着负荷 增加,蒸汽湿度增加较慢,此为第 Ⅰ 负荷区;当 D1 < D < D2 时,蒸汽湿度增加较快,此为第 Ⅱ 负 荷区;当 D > D2 后,蒸汽湿度急剧增加,此为第 Ⅲ 负荷区。 2 )蒸汽压力 1. 锅炉工作压力提高时,由于汽、水密度差减小 等因素,使汽水重力分离作用减弱。 2. 汽压高,饱和水温也高,水分子的热运动加强 ,相互间的引力减小,水更容易被打碎而成细微 水滴,增大蒸汽带水量。 3 )蒸汽空间高度 蒸汽湿度与蒸汽空间高度的关系 当蒸汽空间高度较小时,汽水重力分离的效果很差,大量飞溅的锅 水将被蒸汽带走,因而蒸汽湿度很大;随着蒸汽空间高度的增加,蒸汽 湿度迅速减小。当蒸汽空间高度达到 0.6m 左右时,再增加蒸汽空间的 高度,蒸汽湿度无减小的趋势。这说明采用过大尺寸的锅筒对汽水分离 并无必要,却增加了钢材消耗量和锅筒制造成本。 为了保证有足够的蒸汽空间高度,通常锅筒的正常水位 应在锅筒中心线以下 100 ~ 200mm ,其波动范围为± 50 ~ 75mm 。 对于供热锅炉,汽空间的高度可取 0.4 ~ 0.6m ,蒸汽流 速低时,此高度可选用较小值。 4 )锅水含盐量 锅水含盐量增加,锅水粘度及表面张力也随 之增大,其后果是小汽泡不易合并成大汽泡。同 时,小汽泡在水中上升速度也变慢,使锅水中积 存的汽泡量增加,锅水水位膨胀及自由水面上泡 沫层增厚,导致蒸汽空间的高度减小,不利于汽 水重力分离;另外,小汽泡破裂时形成细小的水 滴,很容易被蒸汽带走。

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