[科普中國(guó)]-蒸汽攜帶

簡(jiǎn)介

蒸汽攜帶是指蒸汽從鍋內(nèi)水中帶出鹽類和硅酸等各種雜質(zhì)的現(xiàn)象。蒸汽攜帶包含蒸汽帶水和蒸汽溶解攜帶。蒸汽帶水是從鍋筒送出的飽和蒸汽中夾帶鍋水水滴。又稱水滴攜帶;溶解攜帶則是蒸汽直接溶解某些物質(zhì)，其溶解度隨蒸汽壓力升高而增大，溶解攜帶對(duì)物質(zhì)有選擇性，因此又稱選擇性攜帶。蒸汽中的污染物質(zhì)，除飽和蒸汽攜帶和減溫水帶人的雜質(zhì)外，還有從過熱器、再熱器攜帶的氧化產(chǎn)物。蒸汽中的雜質(zhì)會(huì)在過熱器、汽輪機(jī)調(diào)整汽門、汽輪機(jī)隔板、葉片上沉積，甚至造成汽輪機(jī)部件腐蝕。降低機(jī)組效率，影響機(jī)組出力，危及安全運(yùn)行。

蒸汽攜帶的原因有機(jī)械和化學(xué)兩方面，機(jī)械方面有鍋爐設(shè)計(jì)不當(dāng)，鍋筒汽水分離裝置不適，鍋爐運(yùn)行中燃燒工況不穩(wěn)定，負(fù)荷瞬變。水位過高等?；瘜W(xué)方面有鍋水中雜質(zhì)濃度超出允許值.以及鍋水起泡等1。

水滴攜帶運(yùn)行鍋爐在水循環(huán)過程中，帶有蒸汽泡的水汽混合物上升。當(dāng)蒸汽穿過含有水膜的汽泡空間時(shí)，蒸汽泡由于含有大量自由能.屬熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，總是向減小自由能的方向一一破裂發(fā)展，而使水膜爆破或汽流撞擊形成顆粒大小不一的水滴。較大的水滴會(huì)因重力作用而降落，微小的水滴則隨蒸汽流帶出，發(fā)生水滴攜帶。使鍋水中各種溶解的物質(zhì)以水溶液狀態(tài)帶出。鍋水含鹽量越大，水滴攜帶出的物質(zhì)越多，其帶水量常以蒸汽濕分表示(蒸汽濕分為蒸汽中水滴量占蒸汽中汽水總質(zhì)量的百分率)。如果鍋水含鹽量超過一定指標(biāo)?；驊腋∥铩A度、有機(jī)物、袖等含量高時(shí)，則鍋筒內(nèi)會(huì)產(chǎn)生較多泡沫，泡沫破裂.使蒸汽水滴攜帶率驟增。濕分明顯增加，攜帶出的鹽分隨之增多。導(dǎo)致蒸汽純度下降。

溶解攜帶鍋爐壓力升高。飽和蒸汽的密度也增大，當(dāng)壓力為22.06MPa,溫度為374 ℃ ,即臨界點(diǎn)時(shí).蒸汽與水的密度相等。所以，壓力升高.蒸汽的性質(zhì)逐漸接近于水的性質(zhì)，蒸汽參數(shù)越高。溶解物質(zhì)的能力越強(qiáng)，被溶解攜帶的物質(zhì)越多，溶解攜帶也可看作鍋水中是某些物質(zhì)在高溫下的揮發(fā)。蒸汽中溶解攜帶某物質(zhì)的濃度與鍋水中含有該物質(zhì)的濃度之比稱為該物質(zhì)的溶解攜帶系數(shù)，以百分?jǐn)?shù)表示。在超臨界壓力條件下，由于蒸汽與水的密度相等，各種物質(zhì)的溶解攜帶系數(shù)達(dá)到100%。給水中的鹽類物質(zhì)幾乎全部被溶解攜帶到蒸汽中。蒸汽濕分和溶解攜帶系數(shù)之和稱為總攜帶系數(shù)。如物質(zhì)溶解攜帶系數(shù)很小，則總攜帶系數(shù)等于蒸氣濕分。

溶解攜帶最顯著的是硅酸鹽，它甚至在較低壓力卜也可發(fā)生。溶解攜帶量取決于鍋爐壓力，但因鍋水堿度值不同，硅化合物形態(tài)也不同，它還與鍋水pH值有關(guān)。壓力一定。提高pH值，攜帶量降低。

各種鈉鹽的溶解攜帶隨壓力與鍋水濃度的變化而異.還受結(jié)合的陰離子性質(zhì)影響。但以NaOH的溶解攜帶量為最大。其溶解攜帶的大小順序?yàn)?

NaOH>NaC1> Na?PO?>Na?HPO?>Na?SO?,

對(duì)金屬腐蝕產(chǎn)物在飽和蒸汽中的溶解攜帶問題還沒有系統(tǒng)的研究。對(duì)鐵的腐蝕產(chǎn)物，飽和蒸汽豐要溶解分子形態(tài)的水合物，溶解攜帶系數(shù)與鍋爐pH位有關(guān)。在超臨界壓力鍋爐中銅也會(huì)被溶解攜帶。因此。在鍋爐給水質(zhì)崖標(biāo)準(zhǔn)和蒸汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)Na,Fe,cu含最均有相應(yīng)的規(guī)定2。

減少蒸汽攜帶減少蒸汽攜帶主要是控制鍋爐的運(yùn)行工況，改進(jìn)鍋內(nèi)的汽水分離裝置來減少水滴攜帶;提高鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)，進(jìn)行鍋爐內(nèi)水處理來減少溶解攜帶3。