(一)蒸汽清洗原理
蒸汽清洗的目的是利用清洁的给水降低溶解在蒸汽中的盐类,即减少蒸汽的溶解性携带。蒸汽对某种盐的溶解量,决定于该盐的分配系数a与锅水中该盐的含量Sls。当压力一定时,分配系数a为常数。因此,只要降低与蒸汽接触的水的含盐量,即可减少溶解于蒸汽中的含盐量。
给水进入汽包后,由于不断蒸发,锅水的盐分逐渐浓缩。因此,锅水含盐量S ls比给水含盐量Sgs高得多。对应一定压力的分配系数a,蒸汽清洗前与锅水接触溶于蒸汽中的盐分为,相对于蒸汽清洗后与给水接触能够溶于蒸汽中的盐分就显得太多了,必然有部分盐分要扩散到清洗水中,这种物质扩散一直要进行到建立新的平衡为止,从而降低蒸汽中的溶盐量。清洗后的蒸汽湿度虽有所增加,但由于给水较清洁,蒸汽机械携带的盐量并没有因此而增加,因而清洗后蒸汽的总携带盐量显著降低。
(二)蒸汽清洗装置
目前我国普遍采用起泡穿层式清洗装置,有钟罩式和平板式两种,其结构如图86所示。
图86 穿层式清洗装置
(a)钟罩式;(b)平孔板式
1.钟罩式清洗装置
结构如图86(a)所示。每一组件由两块底盘和一块孔板顶罩组成。底盘上不开孔。孔板顶罩上则开有一些小孔。两块底盘之间的空隙正好被孔板顶罩所盖住,使蒸汽不会直通上部蒸汽空间,只能从底盘缝隙中进入清洗装置。在底盘与孔板顶罩之间经两次转弯,穿过清洗水层及孔板上的小孔,然后离开清洗装置。清洗水由配水装置均匀分配到底盘的一侧,然后流到另一侧,通过挡板溢流到汽包水室。
由于孔板的阻力,迫使蒸汽均匀通过水层,进行起泡清洗,故能得到较好的清洗效果;同时不会发生漏水的可能,即在低负荷下穿孔速度过低时也能保持一定的水层厚度。这种装置的阻力较大(蒸汽的阻力损失比平孔板式约大1倍),结构也较复杂,同时清洗的有效面积比平孔板式要小。(www.daowen.com)
2.平孔板式清洗装置
高压、超高压锅炉多采用结构较简单的起泡穿层式平孔板式清洗装置,其结构如图86(b)所示。它由平孔板式清洗槽组成,相邻平孔板之间用U形卡连接。清洗水均匀分配到清洗槽中,形成一定厚度的水层,蒸汽自下而上,经孔板的孔眼穿过水层,进行起泡清洗。为了不使清洗水从孔眼中漏走,对蒸汽穿孔速度有一定要求,即蒸汽穿孔阻力造成的孔板上下压力差,应足以克服孔板上水层的自重将水托住,但又不致因蒸汽流速太高造成大量携带清洗水。另外,孔板上水层的厚度是依靠此压力差来维持的,水层的厚度以30~50mm为宜,水层太薄清洗不充分,太厚对改善清洗效果并无显著作用。
3.影响蒸汽清洗效果的因素
在实际蒸汽清洗装置中,蒸汽与给水都是流动的,不可能长时间接触来达到新的杂质平衡,所以蒸汽的清洗是不完全的。蒸汽清洗效果主要决定于清洗水的数量、品质、水层厚度及清洗前蒸汽的含盐量等。具体表现为:
(1)给水含盐量越低,清洗效果越好。
(2)给水与蒸汽的接触程度(时间、面积)完善,清洗效果好。
(3)清洗前蒸汽品质越差,清洗后清洗水的含盐量就越高,清洗后蒸汽的含盐量也就越高。因此,为了提高蒸汽机清洗的效果,应严格控制锅水含盐量并提高汽水分离的效率。
(4)给水经清洗装置的数量大,则清洗效果好。目前推荐用40%~50%的给水量经清洗装置,而不用全部给水经清洗装置。这是因为蒸汽与未饱和的给水接触时,会有部分蒸汽凝结,这将增加一次分离元件的负荷来弥补凝结的蒸汽量,致使清洗前的蒸汽品质变坏,反而降低了清洗效果。此外,用部分给水进行清洗,还能保持锅水有一定的欠焓,避免下降管中发生汽化。
应当指出,当给水品质很好,不采用蒸汽清洗已能满足蒸汽品质的要求时,可不设置蒸汽清洗装置。对亚临界压力锅炉,由于硅酸的分配系数较大,蒸汽清洗的效果较差,因此主要依靠提高给水品质来保证蒸汽品质,即可不采用蒸汽清洗装置。
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