[科普中国]-蒸汽携带

简介

蒸汽携带是指蒸汽从锅内水中带出盐类和硅酸等各种杂质的现象。蒸汽携带包含蒸汽带水和蒸汽溶解携带。蒸汽带水是从锅筒送出的饱和蒸汽中夹带锅水水滴。又称水滴携带;溶解携带则是蒸汽直接溶解某些物质，其溶解度随蒸汽压力升高而增大，溶解携带对物质有选择性，因此又称选择性携带。蒸汽中的污染物质，除饱和蒸汽携带和减温水带人的杂质外，还有从过热器、再热器携带的氧化产物。蒸汽中的杂质会在过热器、汽轮机调整汽门、汽轮机隔板、叶片上沉积，甚至造成汽轮机部件腐蚀。降低机组效率，影响机组出力，危及安全运行。

蒸汽携带的原因有机械和化学两方面，机械方面有锅炉设计不当，锅筒汽水分离装置不适，锅炉运行中燃烧工况不稳定，负荷瞬变。水位过高等。化学方面有锅水中杂质浓度超出允许值.以及锅水起泡等1。

水滴携带运行锅炉在水循环过程中，带有蒸汽泡的水汽混合物上升。当蒸汽穿过含有水膜的汽泡空间时，蒸汽泡由于含有大量自由能.属热力学不稳定体系，总是向减小自由能的方向一一破裂发展，而使水膜爆破或汽流撞击形成颗粒大小不一的水滴。较大的水滴会因重力作用而降落，微小的水滴则随蒸汽流带出，发生水滴携带。使锅水中各种溶解的物质以水溶液状态带出。锅水含盐量越大，水滴携带出的物质越多，其带水量常以蒸汽湿分表示(蒸汽湿分为蒸汽中水滴量占蒸汽中汽水总质量的百分率)。如果锅水含盐量超过一定指标。或悬浮物、碱度、有机物、袖等含量高时，则锅筒内会产生较多泡沫，泡沫破裂.使蒸汽水滴携带率骤增。湿分明显增加，携带出的盐分随之增多。导致蒸汽纯度下降。

溶解携带锅炉压力升高。饱和蒸汽的密度也增大，当压力为22.06MPa,温度为374 ℃ ,即临界点时.蒸汽与水的密度相等。所以，压力升高.蒸汽的性质逐渐接近于水的性质，蒸汽参数越高。溶解物质的能力越强，被溶解携带的物质越多，溶解携带也可看作锅水中是某些物质在高温下的挥发。蒸汽中溶解携带某物质的浓度与锅水中含有该物质的浓度之比称为该物质的溶解携带系数，以百分数表示。在超临界压力条件下，由于蒸汽与水的密度相等，各种物质的溶解携带系数达到100%。给水中的盐类物质几乎全部被溶解携带到蒸汽中。蒸汽湿分和溶解携带系数之和称为总携带系数。如物质溶解携带系数很小，则总携带系数等于蒸气湿分。

溶解携带最显著的是硅酸盐，它甚至在较低压力卜也可发生。溶解携带量取决于锅炉压力，但因锅水碱度值不同，硅化合物形态也不同，它还与锅水pH值有关。压力一定。提高pH值，携带量降低。

各种钠盐的溶解携带随压力与锅水浓度的变化而异.还受结合的阴离子性质影响。但以NaOH的溶解携带量为最大。其溶解携带的大小顺序为:

NaOH>NaC1> Na₃PO₂>Na₂HPO₃>Na₂SO₁,

对金属腐蚀产物在饱和蒸汽中的溶解携带问题还没有系统的研究。对铁的腐蚀产物，饱和蒸汽丰要溶解分子形态的水合物，溶解携带系数与锅炉pH位有关。在超临界压力锅炉中铜也会被溶解携带。因此。在锅炉给水质崖标准和蒸汽质量标准中对Na,Fe,cu含最均有相应的规定2。

减少蒸汽携带减少蒸汽携带主要是控制锅炉的运行工况，改进锅内的汽水分离装置来减少水滴携带;提高锅炉补给水水质，进行锅炉内水处理来减少溶解携带3。