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汽包结构和工作原理


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汽包是电站锅炉最重要的设备,是锅炉加热、汽化、过热三过程的连接 枢纽,起着承上启下的作用 水在锅炉中变成合格的过热蒸汽,要经过加热、汽化、过热三个过程。 由给水加热成饱和水是加热过程;饱和水汽化成饱和蒸汽是汽化过程;

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饱和蒸汽加热成过热蒸汽是过热过程。上述三个过程分别由省煤器、蒸
发受热面、过

热器来完成。汽包与上述三个过程都有联系,它要接受省 煤器的来水;与蒸发受热面构成循环回路;饱和蒸汽要由汽包分送到过 热器。汽包既是加热、汽化、过热三个过程的交汇点,也是加热、汽化、

过热三个过程的分界点。因此,称汽包是锅炉加热、汽化、过热三个过
程的连接枢纽。

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锅炉加热、汽化、过热三过程的连接枢纽和分界点; 储能和缓冲作用。汽包内储存一定的水与蒸汽,具有储能作用,当负荷 变化时,它对蒸发量与给水量的不平衡、汽压的变化速度都有一定的缓

冲作用。如负荷升高时,汽压要下降,这时原处于饱和状态的水,可自
行汽化一部分蒸汽,使汽压下降速度趋于缓慢。
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保证蒸汽品质。汽包内装有汽水分离装置、蒸汽清洗装置等设备,可有 效地进行汽水分离、蒸汽清洗、加药、排污等,用以保证蒸汽品质及锅

炉品质。
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保证锅炉安全运行。汽包上装有多种水位计、压力表、事故放水门、安 全阀等附属设备,用来监测汽包压力和汽包水位,保护锅炉安全运行

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1.换热器(相当于锅炉)循环水主要吸热的场所,通常管程走高 温烟气、反应气(博源联化40w转化走的是二段炉出来的转换气), 壳程为走水。 2.汽包 (1)汽包与换热器之间由上升管和下降管连接,形成汽包自身 的水循环。汽包水循环是对流热循环。锅炉产生的热水(蒸汽)由 上升管进入汽包,热的水质量轻往上走的过程中将热量进行交换, 部分水转化为气态;汽包冷水在重力作用下经下降管补充至锅炉。 水在虹吸作用下在汽包与锅炉间的循环就是汽包的自循环。蒸汽上 升量与水下降量是正相关的。若借助泵将锅炉水直接打至汽包,维 持汽包的液位,这种方式叫强制循环。 与此同时汽包接受循环给水泵的给水,以及向过热器输送饱和 蒸汽,或直接输出蒸汽,因此,汽包是是工质加热、蒸发、过热三 过程的连接枢纽,保证锅炉正常的水循环。

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(2)汽包内部有汽水分离装置和连续排污装置,保证锅炉蒸汽品质。 (3)有一定水量,具有一定蓄热能力,在锅炉工况发生变化时,能 减缓汽压的变化速度,起到稳定汽压的作用 (4)汽包上有压力表、水位计、事故放水、安全阀等设备,保证锅 炉安全运行。 (5) 汽包是一个平衡容器,提供水冷壁汽水混合物流动所需的压 力

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如图1所示汽包的内部装置主要包括三个部分: 汽水分离装置。 蒸汽清洗装置。 排污、加药、事故放水等装置。

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主要包括旋风分离器、百叶窗分离器等装置,旋风分离器是由2-3mm的钢 板制成的圆筒,汽水混合物从进口蜗壳以切线方向进入旋风器,靠离心 力作用将水滴抛向筒壁使汽与水分离,然后在旋风筒内受重力作用,蒸 汽从顶部经波形板顶帽进入汽包的蒸汽空间,水则由下部进入水空间, 完成一次分离;再通过百叶窗分离器的二次分离,从而达到汽水分离的 目的。 旋风筒进口管的中线高于汽包内的最高水位,这样可使筒内的水位低于

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分离器进口管的边缘,分离器的筒底应没入正常水位下200mm,以免蒸汽
由筒底穿出。为防止筒底排水中带出蒸汽进入下降管,在筒底都装有托 盘。在汽包内顶部蒸汽引出管之前装置多孔板,目的是利用节流作用使 蒸汽空间的饱和蒸汽沿汽包长度和宽度分布均匀,提高分离效率。多孔

板是由3-4mm厚的钢板制成,孔径为10mm。

图 2

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(1)从锅炉来的汽水混合物经过汽包上部 上升管进入汽包内部,沿着汽包内壁与弧形衬板形 成的狭窄的环形通道流下,使汽水混合物以适当的 流速均匀的传热给汽包内壁,这样克服了锅炉启停 时汽包上下壁温差过大的困难,可以较快的启动。 (2)进入汽包的汽水混合物分别进入汽水 旋风分离器,利用改变流动方向时的惯性进行惯性 分离,这是汽水混合物的第一次分离。

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(3)被分离出来的蒸汽仍带有不少水分, 从分离器顶部进入波形板分离器,它装在旋风分离 器顶部,带有部分水滴的蒸汽在波形板间的缝隙中 流动,利用使水黏附在金属壁面上形成水膜往下流。 (4)二次分离后的蒸汽最后经过蒸汽清洗, 利用水的密度差进行重力分离,这是三次分离。 (5)蒸汽经过三次分离后,达到了蒸汽质 量标准,再由汽包顶部饱和蒸汽管引往屏式过热器。

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汽包上的安全阀为了保险起见,当锅炉容量 大于0.5t时,需要安装两个安全阀,且两安全阀的 整定压力不同,整定值低的是控制过热蒸汽的,高 的是控制汽包压力的;一旦超压,整定值低的先起 跳,以此来保证过热器不被烧坏。 安全阀须为开式阀帽,通过空气流通散热, 避免弹簧等受热变形。 安全阀配有扳手,以防安全阀无法正常起跳 时,人为开启安全阀泄压,避免事故发生。

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采用波纹 管式安全阀使其 平衡背压的能力 有所增强,避免 背压影响安全阀 的起跳压力,保 证安全阀可靠起 跳,且能够使阀 芯内件与高温/ 腐蚀性介质相隔 离

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蒸汽清洗的基本原理。是让含盐量低的清洗给水与含盐量高的蒸 汽相接触,使蒸汽中溶解的盐分转移到清洗的给水中,从而减少 蒸汽溶盐,同时,又能使蒸汽携带炉水中的盐分转移到清洗的给

水中,从而降低蒸汽的机械携带含盐量,使蒸汽的品质得到改善
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蒸汽污染的危害:含盐量超标的蒸汽会引起汽轮机、锅炉等热力 设备结盐垢,会造成过热器热交换受阻,管壁超温,排烟温度升 高,炉效降低;蒸汽管道阀门动作失灵、漏泄;会使汽轮机的蒸 汽通流截面减小,喷嘴和叶片的粗糙度增加,甚至改变喷嘴和叶 片的形线,从而使汽轮机的阻力增加,出力和效率降低;若积盐 不均匀还会引起轴系振动,甚至造成事故。由此可见蒸汽品质对

机组安全的重要性。

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多采用采用连续排污+定期排污。 连续排污主要用于排出汽包上部的浓缩水,主要目的是为 了防止锅炉水的含盐量和含硫量过高,排污部位多设在汽包水浓 缩最明显的地方,即汽包水位下200—300mm处。通常根据汽 包水水质分析指标调整连续排污量。

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定期排污又称间断排污,即每间隔一定时间从锅炉底部沉 积的水渣、污垢、间断排污一般8 ~24小时排污一次,每次排0. 5~1分钟时间,排污率不少于1%,间断排污以频繁、短期为好, 可使汽包水均匀浓缩,有利于提高蒸汽质量。

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锅炉给水尽管经过严格处理,但不可能将杂质彻底除净,给水还 会带入锅内一部分杂质。随着锅水的不断蒸发浓缩,锅水含盐浓 度逐渐提高,有可能引起内部结垢。为防止结垢,运行中要往锅

水中连续加入药品,药品与锅水中的钙、镁盐类发生化学、物理
作用,生成非粘结性的松散水渣,沉积到下部,通过定期排污放 到锅炉外。
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加入锅水的药品通常是Na3PO4(磷酸三钠),经过稀释后由加药 镁盐类生成非粘结性的松散水渣外,还可起到校正锅水碱性的作 用,使锅水的PH值维持在规程规定的范围之内

泵打入锅炉汽包的锅水中。锅水中加入磷酸三钠,除使锅水中钙、

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事故放水管是不可能把汽包中的水放光的。事故放水管的作用是 当出现满水事故或汽水共腾及泡沫共腾时,用它紧急排放锅水, 迅速恢复水位。事故放水管上端在汽包内,上口与汽包正常水位

平齐。一旦出现上述情况时,迅速打开事故放水门,使多余的水
水位可放到比正常水位略低的位置,但锅水不会被放光。汽包中 一旦正常水位出现,应立即关闭事故放水门。否则,会通过事故 放水管放出大量饱和蒸汽,这除了造成不必要的工质和热量损失

排放出去,恢复正常水位。由于有锅水在事故放水孔浮起的现象,

的水虽然不会被放光,但打开事故放水门后,必须严密监视水位,

外,还使进入过热器的蒸汽量减小,会给过热器的安全带来威胁。

旋风分离器

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实际中需要注意的问题有 1.汽包材质,容量,蒸汽温度,压力 2.安全阀、液位计生产厂家 3.防腐措施

这只是关于汽包的一些基本知识,如有错误和不当之 处,望指正、探讨,共同学习。


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