蒸汽锅炉带水论文.doc

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草稿（还存在问题，见红字 （原稿共5页）
新型水火管锅壳式蒸汽锅炉汽水分离特点与效果

作者简介：
李志宏1 ×××1 ×××1 ×××1
刘复田2 李之光3
（1河北宏泽锅炉制造有限公司，河北饶阳××××××，
2上海工业锅炉研究所，
3 大连之光锅炉研究所， ）
摘 要：
本文提出十分简易措施，所获得的蒸汽湿度低于0.5%。
关键词：
汽水重力分离 蒸汽湿度 蒸汽锅炉 新型水火管锅壳式锅炉
The Steam Separation Feature and Effect of
the New Type Water-Fire Tube Steam Shell Boilers
Li Zhi-hong ×-×× ×-×× ×-×× Liu Fu-tian Li Zhi-guang1
( ×××××××××××××××××××××××××× )
Abstract：

Key words:

前言
我国现行JB/T10094-2002《工业锅炉通用技术条件》规定“饱和蒸汽锅炉的蒸汽湿度对水管锅炉不应大于3％，对水火管锅炉和锅壳锅炉不应大于4％；过热蒸汽锅炉过热器入口的蒸汽湿度不应大于1％”。
以上是针对当时国内实际情况制度的。近些年来研究成果表明，锅水品质好，则汽水分离装置可以很简单，也能达到较高的干度。反之，汽水分离装置再复杂也难以得到较好的蒸汽品质。另外，蒸发面强度及分离高度也是对蒸汽品质的重要影响因素。
与2000年起我国新型水火管锅壳式蒸汽锅炉[1]采用十分简单的汽水分离装置，由于汽水分离组织得相当合理，遂导致蒸汽湿度小于0.5%——明显低于上述《技术条件》的规定。
1 汽水分离特点
取消复杂汽水分离设备——锅壳前部给水，后部引出蒸汽，见图1。

图1 锅内设备
1—炉膛水冷壁管 2—螺纹烟管 3—给水分配支管 4—给水管
5—未考虑给水冷却的水位 5′—考虑给水冷却的实际水位
6—蒸汽出口管 7—出汽罩

水位特点——前高后低，因
1）螺纹烟管——入口与出口的烟温差值很大，达3～4倍；
2）炉膛水冷壁前部的辐射热负荷高于后部。
于是导致，锅壳前部水位胀起量明显大于后部（20t/h锅炉达150㎜以上）。
汽水分离特点：
1）锅壳前部
全部给水均匀引至锅壳前部的水面以下及烟管以上——涨起过高的水位得以降低。
2）锅壳中部
蒸汽作水平运动时，不存在蒸汽对水滴的向上曳力，有利于汽水重力分离。
3）锅壳后部
水位明显低于平均水位（不存在火界问题，因烟温﹤500 ℃，使汽空间高度h增大，有利于汽水重力分离，低压工业锅炉汽水分离以重力分离为主[2]。由此部位引出蒸汽，设置结构十分简单的出汽罩。
2蒸汽湿度测试
GB1576-2001《工业锅炉水质》标准中对锅水的溶解固形物含量规定，当锅炉压力在1.0MPa<p<1.6MPa时，为<3500mg/l。当溶解固形物含量<3500mg/l时，锅水不会出现汽水共沸腾现象，这样蒸汽品质可以达到标准要求。
由于测量溶解固形物比较复杂，而溶解固形物也可用电导率测得值来表示。它们之间的关系一般为0.6mg/l相当于1.0ms/ cm2 。这样,标准中规定的锅水中溶解固形物<3500mg/l即为5833ms/ cm2。可以说，当锅水控制在5000～6000ms/ cm2 时，锅水不会产生共汽水共腾现象，蒸汽品质就能够满足标准要求。
2010年 5月27～28日在河北宏泽锅炉制造有限公司锅炉房1.0t/h新型水火管锅壳式蒸汽锅炉上进行了蒸汽带水测试工作。该锅炉锅内设备见图2。

图2 1.0t/h新型水火管锅壳式蒸汽锅炉锅内设备
由图2可见，锅壳水位表最高水位至出汽罩下沿的高度为356mm。（略小一些才好）
测试结果见图3。

图3 锅水电导率值与蒸汽湿度的关系曲线图
上述测试结果表明电导率达到9000μs/cm一开始汽水共腾，电导率小于9000μs/cm时，湿度能达到0.5%左右。炉水电导率4500μs/cm至5500μs/cm左右相应于我国标准允许值[3]。
蒸汽湿度能达到0.5%左右是在蒸汽压力p=0.4MPa（表压）条件下的测试结果。p=1.0MPa时，饱和蒸汽比容相对0.4MPa小2.38倍，即蒸汽流速小2.38倍，则带水量（湿度）还会下降。以上测试数据在平均水位条件下进行。水位比平均水位高45mm时，测得的蒸汽湿度无变化。

补做试验：1）p=1.0MPa与1.2MPa；
2）汽空间高度略小一些才好。

日本三浦锅炉由于上集箱汽空间较小曾采用锅外立式旋风分离器[4],由于汽水混合物阻力很大，导致水冷壁管循环倍率过小，壁温增大。约于2005年后，改用上集箱内重力分离，适当提高汽空间高度，也是由水位最低处（对应烟气出口部位）引出蒸汽 (汽水分离情况类似于前述的我国新型水火管锅壳式蒸汽锅炉),并保证锅水品质（电导率值能控制在6000ms/ cm2以下），日本2次测试以及苏州2次测试，测得的蒸汽带水量皆约0.2%[3]。
2 结语
1）对于低压工业锅炉，采用图1所示十分简易措施，即可获得湿度相当小的蒸汽。
2）我国现行JB/T10094-2002《工业锅炉通用技术条件》对蒸汽湿度的规定：饱和蒸汽锅炉的蒸汽湿度对水管锅炉不应大于3％，对水火管锅炉和锅壳锅炉不应大于4％；过热蒸汽锅炉过热器入口的蒸汽湿度不应大于1％是过于宽松，应适当从严。
参考文献
[1]李之光．蒸汽型水火管锅壳锅炉特点与改进措施．工业锅炉．DZL新型水火管锅炉论文专集，2002
[2]李守恒、杨厉丹，等. 电站锅炉汽水分离装置的原理与设计.水利电力出版社，1988
[3]刘复田、杨霖. 苏州三浦锅炉蒸汽湿度测试总结，2009
[4]日本小型贯流ボィラ协会.日本小型贯流ボィラ—のてびき,平成16年

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