淺析影響鍋爐汽水品質的因素

張麗杰 劉曄

[關鍵詞]蒸汽品質；鍋爐水處理；安全經濟運行

蒸汽污染通常是指蒸汽中含有硅酸、鈉鹽等物質的現象。這些物質會沉積在蒸汽通過的各個部位，如過熱器和汽輪機內積鹽，會影響機組的安全、經濟運行。

蒸汽中的氨，主要是由于調整給水、凝結水PH值時加入的，進到鍋內后受熱揮發而轉入蒸汽中，蒸汽中的二氧化碳是由于給水中的碳酸鹽和重碳酸鹽進入鍋內后分解產生的，如蒸汽中的這些氣體雜質過多，就會導致熱力設備的腐蝕。為了防止蒸汽中這些氣體雜質過多，應嚴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，當過熱蒸汽減溫器運行正常時，過熱蒸汽的品質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好，關鍵在于保證飽和蒸汽的品質。防止過熱蒸汽的污染，以保證減溫水水質為主要措施。此外，還應防止過熱蒸汽被安裝、檢修期間殘留在過熱器系統中的其他雜質所污染。

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兩個原因造成。

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，如鈉鹽、硅化合物等，都以水溶液狀態帶進蒸汽中。

②蒸汽溶解雜質。蒸汽有溶解某些物質的能力，這是蒸汽被污染的另一個原因。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硅酸的溶解能力更大，當飽和蒸汽的壓力大于12.74MPa時，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、結構類型、運行工況以及爐水水質等因素有關。水滴越多、越小和汽包內蒸汽流速越大，蒸汽的帶水量就越大。

①鍋爐壓力對蒸汽帶水的影響。鍋爐壓力愈高，蒸汽愈容易帶水。對于高參數鍋爐，為了減少蒸汽帶水，應該在汽包內裝設更有效的汽水分離裝置。

②鍋爐結構特點對蒸汽帶水的影響。汽包的內徑、汽水混合物引入汽包的方式、蒸汽從汽包引出的方式、汽包內汽水分離裝置的結構等，對蒸汽帶水量都有很大的影響。汽包內徑大時，有利于水汽分離。汽包內如有局部蒸汽流速過高，也會使蒸汽品質不良。

③鍋爐的運行工況對蒸汽帶水的影響。鍋爐的負荷（蒸發量）、負荷變化的速度和汽包水位等運行工況，對飽和蒸汽的帶水量有很大影響。

a.汽包水位。汽包水位過高，會使蒸汽帶水量增大。

b.鍋爐負荷。鍋爐負荷的增加會使蒸汽帶水量增大。負荷增加時，因水室中氣泡的增多，會加劇水位膨脹現象，使汽空間的實際高度減小，不利于自然分離。

c.鍋爐的負荷、水位、壓力等的變動。鍋爐的負荷、水位、壓力變動太劇烈，也會使蒸汽大量帶水。例如當發生鍋爐壓力急驟下降時，發生汽水共騰時，過熱蒸汽溫度可能降低，并威脅汽輪機的安全。

④爐水含鹽量對蒸汽帶水的影響。爐水含鹽量增加，但未超過某一數值時，蒸汽的帶水量基本上不變，當爐水含鹽量超過某一數值時，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，有的沉積在過熱器內，有的則被過熱蒸汽帶出鍋爐，沉積在汽輪機中，因而會嚴重地影響汽輪機的安全運行。

二、保證蒸汽品質的方法

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，并防止它在減溫器內被污染。為此，應采取下述措施：

1.保證給水品質減少進入爐水中的雜質

①減少熱力系統的汽水損失，降低補給水量。

②采用優良的水處理工藝，降低補給水中雜質的含量。

③防止凝汽器泄漏，以免汽輪機凝結水被冷卻水污染。

④采用給水和凝結水系統的防腐措施，減少給水中的金屬腐蝕產物。

⑤采用凝結水除鹽裝置，除掉凝結水中的各種雜質

2.鍋爐排污

鍋爐運行時，為了使爐水中的含鹽量和含硅量維持在極限允許值以內，和排掉爐水中的水渣。鍋爐運行中，必須進行連續排污和定期排污.

連續排污的目的主要是防止爐水中的含鹽量和含硅量過高且排除爐水中細微的懸浮的水渣。定期排污主要為了排除水渣，而水渣大部分沉積在水循環系統的下部，所以定期排污點應設在水循環系統的最低部，且排放速度應很快。定期排污時間過長會影響鍋爐水循環的安全。定期排污最好在鍋爐低負荷時進行效果較好。

排污裝置應能沿著汽包長度方向均勻地排水.常用的裝置是裝在汽包水室內的排污取水管.為了減少因排污而損失的水量的熱量，一般將連續排污引進連續排污擴容器。連排擴容器投入時，應稍開連排調節門對擴容器預熱，預熱后再逐漸開大調節門。連排擴容器在運行保持適當的水位，避免無水位運行。連排擴容器就地壓力調節器設定值要正確。因為定期排污的時間間隔較長，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容器內進行降壓降溫后再排入地溝。

3.鍋爐的排污率

鍋爐排污水量應根據爐水水質監督的結果來調整。鍋爐的排污水量占鍋爐蒸發量的百分率就稱為鍋爐的排污率。鍋爐的排污總會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。因此保證蒸汽品質合格的前提下盡量減少鍋爐的排污率。

4.鍋爐啟動過程中的洗硅

亞臨界壓力以上的鍋爐啟動過程中，將對爐水的含硅量嚴格控制。并且根據含硅量控制鍋爐的升壓范圍。通過連續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定范圍內，我們把這一過程稱為洗硅。洗硅的過程也是鍋爐升壓升負荷的過程。對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到下級壓力標準時，才允許鍋爐繼續升壓，直至鍋爐壓力達到額定值時爐水的含硅量低于0.2mg/l時洗硅結束。

三、結束語

總之，正常運行時如果鍋爐的汽水品質長期不合格，會造成鍋爐受熱面積鹽結垢，長時間運行會造成受熱面管道破裂。另外鹽類還會在汽輪機通流部分沉積，降低汽輪機出力，使軸向推力增加，嚴重時會造成汽輪機推力瓦磨損，動靜部分摩擦等事故的發生。因此正常運行時我們保證鍋爐汽水品質的合格，以保證機組的安全穩定運行。

參考文獻：

[1]肖丹鳳.鍋爐運行技術.化學工業出版社.

（編輯/惠霞）