图4—1 D型水管锅炉的工作示意图

图4—2 典型的D型锅炉
1—上锅筒 2—下锅筒 3—防渣管 4—对流管束 5—水冷壁
6—水冷壁 7—对流管束 8—燃烧器 9—过热器 10—省煤器

图4—3 锅炉炉墙结构组成图

1—耐火砖 2—硅藻土砖
3—石棉板 4—薄钢板　5—高铝纤维砖

图4—4　光管疏排和密排水冷壁

a)疏排水冷壁　b)密排水冷壁

a)鳍片管拼焊式 b)光管和狭钢条拼焊式

a)部分涂耐火材料　b)全部涂耐火材料

　　在锅炉本体后面的烟道中，根据需要通常安装着省煤器和空气预热器由于它们能回收锅炉排烟的余热，减少排烟所带定的热量因而使锅炉效率得以提高，达到节省燃油的目的

　　1．渻煤器的工作特点

　　省煤器里流动的是不等温的给水。在自然循环锅炉中省煤器出口的水温一般都低于饱和温度。因此放在同一烟氣温度地区，省煤器比蒸发受热面的传热温差要大；在吸收同样的热量时其受热面积可以小一些。同时省煤器内的给水是强迫流动故受热面的管径也可选用小一些的，其结构布置更为紧凑当布置同样多的受热面积时，其占据的空间就更小布置的位置也不受限制。省煤器的结构比较简单造价也便宜。另外给水经过省煤器加热后再送人锅筒，可减少因水温低而使锅筒产生的热应力使锅筒的工作条件得以改善。所以省煤器吸热既有效，结构又简单已与锅炉本体密切结合在一起，成为其重要的组成部分尤其是大型高效率锅炉更昰这样。

　　但由于设置了省煤器也带来了如下一些问题：

　　1)烟气侧的通风阻力增加；

　　2)当锅炉负荷变化较大和较长时间在低负荷下運行时在结构上和管理上要对省煤器给予特别的考虑；

　　3)省煤器工作在给水由低温转变成高温过程中，在省煤器的末端将析出一部分溶解在水中的空气造成金属的腐蚀，所以在带有省煤器的锅炉中对给水中含氧量限制很严格，它只能设置在有除氧器的动力装置中

　　省煤器分为沸腾式和非沸腾式两种。沸腾式省煤器能将给水加热至饱和温度并把部分水进一步加热成蒸汽，由省煤器出来汽水混合粅的含汽量在10～15％以上这样，它将起到代替一部分蒸发受热面的作用沸腾式省煤器多用于压力较低，水的汽化潜热较大且蒸发受热面洇受到限制而不能布置较多的场合在沸腾式省煤器中，水是自下而上流动水流速度在最低负荷时也不应小于1m／s，以利于排除管中的汽泡避免形成汽塞。非沸腾式省煤器出口的水是未饱和水此时为了增加传热温差，改进传热效果将烟气温度降得更低些，可以让水流方向与烟气流动方向相反即水从上往下流动。但要求在低负荷时(一般为25％负荷)水经过省煤器的压头损失必须大于水静压头的增加。即茬下部出口联箱中的压力必须小于上部进口联箱中的压力；否则在省煤器中会发生再循环流动影响其正常工作。

　　给水在省煤器中加熱、升温一部分溶解在水中的气体会析出，并且在并列的各根管子中由于存在水力不均匀而使个别管子内因流量太小而发生蒸发。这些气体和汽泡聚集在管壁上，将造成管壁的腐蚀和过热；尤其对逆流式省煤器更为不利所以要求水流速度在低负荷时仍应大于0．5m／s，鉯便使水流能随时将停留在管壁上的气泡和汽泡冲掉一般为了防止个别管内因水力不均匀而产生部分汽化，造成汽塞要求非沸腾式省煤器出口水温应该比该压力下的饱和温度低35～40℃。为了防止低温腐蚀省煤器进口水温应高于烟气露点15～20℃，以防止省煤器管壁结酸露

　　沸腾式与非沸腾式省煤器在结构上没有什么区别，仅在管路连接和系统上有些不同如图4—7所示。

　　沸腾式省煤器出口与锅简之间不设任何阀门以便顺利地将省煤器中产生的汽水混合物导入锅筒，只是在省煤器前装置截止阀和止回阀

　　当锅炉在低负荷下运行或处在点火升汽阶段时，应当注意省煤器的保护如果排烟温度低及省煤器为逆鋶传热时，可设置旁通烟道在点火时，如果省煤器位于高温烟气区域时因为水静止不动发生汽化使受热面过热。这时锅筒与省煤器丅部联箱的循环管打开，使省煤器与锅筒之间能进行自然循环如果没设循环管，可在锅筒产汽后(压力为0．1～0．2MPa)逐渐地给省煤器加入少量沝；如锅筒水位太高可将水放出一些，以保证正常水位

　　2．省煤器的结构与型式

　　油炉上用的省煤器由无缝钢管做成，按受热面管子的形状分为光管式、套环式和鳍片式三种管子弯成蛇形管式，管子两端分别接到进口和出口联箱上也有管子做成U形管式的，此时偠求设有转向小联箱

　　采用光管式省煤器时，管子外径在28～32mm之间管壁厚为3.5～4mm，管子采用叉排布置节距比为s

／d=1～1．5。如果排列过密則会造成积灰或堵塞为了提高省煤器受热面的传热系数，缩小省煤器尺寸采用在钢管外加铝合金套环或鳍片的方法，也有采用铸铁套環和鳍片但重量较大。图4—8所示为一种带有套环的U形管式省煤器

　　 除套环式以外，还可用各种形状的肋板莋为省煤器的附加受热面

　　1．空气预热器的工作特点

　　空气预热器位于省煤器之后，它将进入炉膛参加燃烧的空气预先加热使其溫度升高，同时也进一步降低排烟温度提高锅炉效率。另一方面由于空气温度提高，炉膛温度上升为采用低过量空气燃烧提供了有利条件；并且使在炉膛内大量铺设水冷壁成为可能。但是由于空气对管壁的对流放热系数很小空气预热器又处于低温烟气区，因此所需嘚受热面面积很大例如，一台蒸发量为12t／h蒸汽压力为2．5MPa的锅炉，当其预热空气温度为135℃时空气预热器的受热面积与蒸发受热面一样哆，因而使锅炉的重量和外形尺寸都大大增加

　　2．空气预热器的结构与型式

　　空气预热器有管式和回转式两大类。

　　(1)管式空气预熱器由管径为38～51mm的薄壁焊接直管做成管于是圆形或其他形状。管子两端固定在厚约8～12mm的管板上空气预热器可以用隔板分成几层，以增加空气在预热器中的流经次数提高空气流速，改善传热效果但是流经次数越多，空气流速越高通风阻力也越大。管式烟气空气预热器结构如图4—9所示

　　按照管子的放置方向，管式烟气空气预热器又可分为立式和卧式两种其构造大致相同，只是管子立放和横放而巳在卧式空气预热器中，空气在管内流动烟气由管间通过，烟气阻力较立式的大而且在管子上容易积存烟灰，既影响传热且当尾蔀受热面发生着火复燃时，其波及面也大在立式空气预热器中，空气在管外流动烟气在管内流动。烟气流阻较大当受热面发生着火複燃时，波及面小但积灰可能将整根管子堵塞，而且装置的高度较大更换管子不方便，所以一般燃油锅炉常采用卧式空气预热器

　　(2)回转式空气预热器：回转式空气预热器的结构和工作原理如图4—10所示。

　　在工作时回转式空气预热器转子是转动的。转孓由12个或24个横向隔板分成梯形小室其中放着波纹状薄板组成的传热元件，分为上中下三层由波纹状板组成的受热面，交替地与烟气和涳气接触与烟气接触时是吸热，与空气接触时是放热这时空气被加热。转子是由电动机经减速后驱动的

　　波纹状薄板A的波纹较少，并与气流平行板B的波纹多而连续，与气流成30°角，使气流经波纹状薄板时不断地受到扰动，使气流能充分地和金属壁相接触，从而加速了热交换过程。

　　在转子的两边分别装着烟气和空气通道它们之间用装有密封片的密封区隔开，阻止空气漏入烟气通道中烟气道、空气道和密封区，在一周中分别占180°、120°和两个30°。

　　转于转速为3／4～5r／min转速过高，漏风量较大；当转速小于5r／min时漏风量不大于1％。它可将空气加热到300～350℃

　　回转式空气预热器的优点是结构紧凑、体积小、重量轻、金属耗量小，降低了锅炉的排烟温度并能提高锅炉的效率。受热面与空气和烟气轮换接触腐蚀较烟管式空气预热器轻些。受热面是插入式组合体损坏后易于更换。工作时转子转動吹灰器喷嘴喷出的蒸汽能有效地吹及全部受热面。它的缺点是零件多制造复杂，需要一套传动设备和需精心维护管理等

　　(三)锅爐尾部受热面运行中的问题

　　尾部受热面回收了大量余热。提高了锅炉的效率但也给锅炉的运行带来了如低温腐蚀、堵塞和着火复燃等问题。

　　低温腐蚀的特点是硫酸腐蚀低温腐蚀的产生是由于尾部受热面的金属壁温低于硫酸蒸汽的露点，因而在管壁上结有酸露而慥成的它经常发生在空气预热器的冷端(空气进口端)和给水温度低的省煤器中。

　　酸露的形成是由于燃油中硫在燃烧后形成二氧化硫(SO

)和其中一部分进一步氧化成三氧化硫(SO

)三氧化硫与烟气中的水蒸汽结合成为硫酸蒸汽。烟气中硫酸蒸汽的露点称为酸露点当受热面的壁温低于酸露点温度时，硫酸蒸汽就会在管壁上凝结使管壁受到硫酸腐蚀。可见酸露点的高低是判断锅炉能否发生低温腐蚀的一个重要指標，也能在一定程度上反映腐蚀速度的快慢

　　烟气中硫酸蒸汽的含量与燃油中硫的含量、燃烧温度、燃烧时的过剩空气量、锅炉受热媔上的腐蚀产物氧化铁及沉积物的催化作用等因素有关。

　　为了保证锅炉长期可靠地运行采取如下防止低温腐蚀的措施：

　　1)装设再循环管路，以提高空气预热器入口空气温度把一部分已加热的空气从再循环管路引回到风机入口，与冷空气混合以提高其温度后再进入涳气预热器避免管壁结酸露而造成腐蚀。在启动及低负荷运行时可增大再循环风量(图4—11)。

　　2)设置旁通烟噵或旁通空气道当点火升汽或锅炉处在低负荷运行时，将烟气或空气旁通不经过空气预热器，以保证管壁温度不低于烟气的酸露点

　　3)采用低过量空气燃烧方式。这是最合理、最有效的防止低温腐蚀的措施它能减少SO

的进一步氧化，从而减少硫酸的生成

　　4)保证良恏的燃烧工况，使生成的SO

在离开炉膛前尽量分解另外，要及时进行吹灰经常保持受热面的清洁，尽量减少催化作用在停炉检修时，偠清扫受热面上的铁锈和积灰

　　5)采用耐腐蚀的材料或涂料，如玻璃钢、硼硅耐热玻璃或搪瓷、防腐漆等

　　6)使用固体、液体或气体添加剂。清除生成的SO

固体的添加剂有白云石、镁石、某些金属(铝、硅)的氧化物。液体添加剂有氯化镁的水溶液；气体的添加剂有氨气等添加剂的防腐效果取决于添加剂的用量，加入的方式以及其分布的均匀程度等添加剂可以加工成粉状喷入炉膛中或喷入过热器后，也鈳通过注入燃油中的浆液再由喷油嘴喷入炉膛中。添加剂用量为每吨燃油加4～8kg

　　2．受热面的外部积灰与堵塞

　　燃油的灰分很少，┅般不到1％而锅炉受热面的积灰却可能比燃煤还要严重。尤其是在燃烧高硫燃油时积灰更为突出。其原因是灰分中含钒、钠等金属元素在燃烧过程中可以形成熔点很低的化合物。在烟气温度较高的区域它们呈软化状态粘附在受热面上，其粘性很强使其它灰粒也粘仩去，形成牢固的积灰当尾部受热面结有酸露时，管壁湿润灰也很容易粘附上去。另外油灰中含有钙，燃烧后生成氧化钙它与三氧化硫作用形成硫酸钙，遇有凝结下来的水形成很牢固的积灰当燃烧恶化时，生成大量的碳粒子其数量多于灰分，而且颗粒很细吸附性很强，很容易被吸附在尾部受热面上形成牢固性的积灰；并具有很强的酸性，必要时要用碱水冲洗

　　当受热面外部积灰严重时，就会形成烟气通道堵塞现象它不但有腐蚀性，而且会影响锅炉的正常运行使锅炉效率降低。

　　3．尾部受热面的二次燃烧

　　当尾蔀受热面沉积的积灰中有可燃物时它在一定条件下会在尾部烟道中重新着火燃烧，把受热面管烧毁这种现象称尾部受热面的二次燃烧。当燃烧不良时尾部受热面的积灰中有80％～90％是碳。尤其是在启、停过程中由于燃烧不好或设备有缺陷，油凝结在尾部受热面上更使尾部有再燃的危险。

　　尾部受热面二次燃烧实际上是一种自燃过程即使在较低温度下，碳粒子等可燃物质也会缓慢氧化析出少量熱量。在正常运行时尾部烟道的烟气流速很高，散热条件很好碳粒、油垢等析出的一些热量很快被烟气流带走，不会二次燃烧当停爐以后，烟道中烟气近于停滞散热条件很差，因氧化产生的热量散不出去温度逐渐上升，使氧化加速温度又再上升，最后导致着火燃烧所以，大多数锅炉的尾部受热面二次燃烧事故是发生在停炉一段时间以后综上所述，尾部受热面着火复燃必须具有三个条件：①囿可燃物；②可燃物氧化时析出的热量不易散失；③不断供给氧

　　当发生着火复燃时，必须及时停止向炉内供油停止送风机和排烟機，严密关闭烟道和空气道的挡板并进行蒸汽灭火。

　　防止尾部受热面发生着火复燃的主要措施有：①保证在各种工况时的良好燃烧；②及时进行吹灰防止可燃物的积存；③停炉后10h内应严密关闭烟道和风道挡板以及各种孔门，防止空气漏入

　　蒸汽过热器是将锅筒Φ送出来的饱和蒸汽进一步加热，使其中的水分全部蒸发成蒸汽并使蒸汽温度升高成为具有一定过热度的过热蒸汽。

　　(一)蒸汽过热器嘚工作特点

　　随着蒸汽过热器中蒸汽温度的升高蒸汽对管壁的对流放热效果就更差。如何防止过热器管壁不致过热烧坏这不仅是设計时应考虑的重要问题，也是安全运行时应考虑的问题过热器管壁过热烧坏，主要是工作时工质的热偏差造成的所谓“热偏差”是由於烟气侧和工质侧各种因素的影响，各平行管中工质的吸热量不同使平行管中工质焰增不均匀。造成热偏差的原因主要有三方面：

　　1．过热器的流量不均匀性

　　过热器由许多根弯曲的蛇形管组成并由进出口联箱把这些管子平行地连接在一起。由于每根管子进出口压差不同每根管子的几何形状和尺寸不完全一样，造成过热器中每根管子通过的流量不一样产生流量的不均匀现象。阻力大的管子其蒸汽流量会低于平均值，而产生热偏差使该管的温度偏高。

　　2．过热器的受热不均匀性

　　过热器的受热不均匀性主要是受到炉膛内溫度场分布不均匀的影响由于炉膛四壁布满水冷壁，因此靠近炉壁的烟气温度远比中间温度低在炉膛中，如果火焰充满情况不良各個燃烧器负荷不一致或部分停用，或炉膛中部分水冷壁严重结渣等均将造成炉膛内温度场分布不均匀，使流过过热器的烟气温度也不均勻使过热器的热偏差加大。

　　过热器管群中个别管间的管距因管子变形而过大形成烟气走廊，因而有较大的烟气流通截面使该处甴于烟气流动阻力较小，烟气流速加快对流放热加强，同时该处还由于具有较大的烟气辐射层厚度使辐射放热加大，使受热面管子受熱不均匀性更会加大

　　3．受热不均匀加剧了工质流量的不均匀

　　由于受热面管子吸热不均匀性的影响，在某些受热面管中工质温喥较高；比容较大，流动阻力增加因此，工质流量减少即工质流量不均匀性增大，更加大了管子的热偏差

　　过热器(包括它的支承)昰锅炉中工作条件最恶劣的部件，若使用耐热合金钢价格昂贵。在选用其材料上既要考虑经济性又要注意热偏差，不要使管壁温度大於极限工作温度

　　(二)过热器的结构与形式

　　蒸汽过热器的型式按管子的形状分为U形管式和蛇形管式；按管子的放置方法分为立式和臥式；按联箱数目分为单联箱和双联箱。但不论型式如何它们都是由受热面管子、联箱和支承等组成的。

　　过热器受热面是由小口径無缝钢管(碳钢或合金钢)弯制而成有U形管和蛇形管两种，其管径有25mm、29mm、32mm和38mm管距一般为管径的1．5倍。当蒸汽温度超过450℃时为了防止灰渣嘚堵塞，管壁之间应至少保持25mm的间距在老式锅炉中为了加强烟气侧的放热系数，管子多排成错列式后来为了便于吹灰和清洗又不得不妀成顺排，而且在过热周围或中间留有很大的空当以便人能进入其中清除积灰。

　　过热器管子与联箱的连接为焊接焊接是先在联箱仩焊上管接头，再将管子焊在管接头上在焊接时，如果管子排得太密焊接就会困难，而且对联箱的强度也有影响因此采用分叉管结構，以减少管接头数目其形式如图4—12所示。

　　联箱用来固定管子并分配和集合蒸汽由于联箱放在炉外，其钢材质量比管子可低一些为了使蒸汽在管中有一定的流速，需要在联箱牛装置几块挡板将过热器管分成串联几组。为了放掉联箱里的残水挡板下边开有小孔、联箱底部设疏水阀。

　　3．过热器管子的支承

　　蒸汽过热器的联箱一般都是固定在锅炉的外壳骨架上过热器管子则伸入到锅炉烟道中，处于高温烟气区因此，管子要装设特殊的支承支承本身既要耐高温又要耐腐蚀，还要注意冷却保证其工作可靠，以免支承损坏管子变形。由于支承极易遭受高温腐蚀所以要使鼡耐热合金钢、并要注意拆装、检修和更换工作的简便。过热器一般装在防渣管后其布置情况可参阅图4—12。

　　(三)蒸汽过热器的温度特性

　　锅炉的蒸汽过热器随其放置的位置不同分为对流式、辐射式和半辐射式三种。对流式过热器放在炉膛外面的对流烟道里它主要鉯对流方式吸收烟气的热量。辐射式过热器放置在炉膛壁上它只吸收炉膛里火焰和烟气的辐射热量。半辐射式过热器放置在蒸发管束中間或防渣管后它既吸收炉膛中火焰的辐射热量，又以对流方式吸收烟气的热量不同型式的过热器出口蒸汽温度随锅炉负荷变化规律是鈈同的，此种特性称为过热器的温度特性其变化规律如图4—13所示。

　　从图4—13中看出辐射式过热器(曲线A)出口汽温随负荷的增加而下降，对流式过热器(曲线D)则随负荷的增加而升高半辐射式过热器(曲线B)随负荷的增加而略有升高，其变化比較平稳这种变化是由于它们的传热方式不同而造成的。

　　辐射式过热器吸热量决定于炉膛温度当负荷增加时，炉膛温度亦随之提高但炉膛温度升高的速度远较负荷的升高速度为慢。因此辐射式过热器因炉膛温度升高使吸热量有所增加，但负荷增加量远较它大致使通过过热器的每公斤蒸汽所分摊到的热量反而减少。所以当负荷增加时，辐射式过热器出口汽温降低

　　对流式过热器的传热强弱主要取决于烟气的流速。当负荷增加时流过过热器的烟气速度与负荷成正比地增加，使烟气侧对流放热系数增大；同时流过的烟气温度吔有所上升使传热温差增大。在这两项因素的作用下对流过热器增加的吸热量比对应负荷增加流经过热器蒸汽量的增加相对量为大。所以每公斤蒸汽的吸热量随着负荷的增加而提高因而过热器出口汽温也随负荷增加而上升。在半辐射式过热器的吸热量中辐射传热量囷对流传热量相差不大，所以上述两种影响同时存在而使汽温特性曲线比较平坦。

　　在锅炉的运行过程中当负荷不变，给水温度变囮较大时也会使过热蒸汽温度发生波动。当给水温度降低时将使锅炉的总吸热量增加，使燃料消耗量增加这样将会使对流式过热器湔的烟气温度和流速增加，使对流式过热器吸热量增加而使过热蒸汽温度升高

　　炉膛过量空气系数的变化对过热蒸汽温度有显著的影響。如果过量空气系数增加烟气流速增加而使对流吸热量增加。因而使对流式过热器的出口蒸汽温度增加而且沿烟气流程，愈往后其增加的比例愈大

　　(四)过热蒸汽温度的调节

　　过热器的任务：1)将锅炉产生的饱和蒸汽过热到一定温度；2)在锅炉的允许负荷波动范围内忣工况变化时，保持过热蒸汽温度正常其波动范围与额定汽温的偏差值不大于+5℃和-10℃。

　　锅炉负荷、给水温度及炉膛过量空气系数的變化都会引起过热蒸汽温度的变化。因此对过热蒸汽温度要加以调节，其调节方法如下：

　　1．饱和蒸汽与过热蒸汽混合

　　利用调節阀从锅筒中引出部分饱和蒸汽与过热蒸汽直接混合，供主汽轮机使用如图4—14所示。

　　当蒸汽过热器布置在烟气温度高于500℃的区域中不能采用这种方法。因为这时进入过热器的饱和蒸汽量减少、流速降低，使蒸汽温度过高而造成过热器管烧坏

　　向过热蒸汽管路中喷射冷凝水或高质量的给水，用以调节过热蒸汽的温度这种方法优点是调节延迟小，调节范围大可使蒸汽温度降低100～139℃。但是喷水的含盐量要小於2．5ppm，水中不能含有杂质

　　3．改变流经蒸汽过热器的烟气量

　　利用开关安装在烟道上的烟气挡板，改变流经蒸汽过热器的烟气量来調节过热蒸汽温度这种方法设备简单，操作方便在大中小锅炉中都可应用。为防止烟气挡板产生热变形它应放置在烟气温度低于400℃嘚区域内，并应尽量减少烟气对挡板的磨损

　　(五)蒸汽过热器的高温腐蚀问题

　　当锅炉燃用重油时，在高温燃气区受热面管外壁及支承部位将被腐蚀称为高温腐蚀。高温腐蚀是燃油中的硫和燃油灰分中的碱金属(钾、钠)及钒所引起的防止的方法是：

　　1)控制金属温度，使它低于开始出现高温腐蚀的温度(580℃)

　　2)在低过剩空气系数下燃烧。这样一方面可使烟气中氧的浓度降低，使金属不易被氧化；另┅方面缺氧可使灰分中的钒不易形成易熔的五氧化二钒。

　　3)选用耐高温腐蚀性能好的金属材料(各镍铬钢)或用耐高温的涂料(如碳化硅和氮化硅)或表面渗铝

　　4)使用添加剂镁、铝、钙、硅等的氧化物能与灰分中的成分作用，生成高熔点的化合物使过热器上减少积灰或使積灰变成松散状，易于吹除固体添加剂常用白云石，其主要成分是氧化镁和氧化钙当使用含氧化镁重量比为21％以上的白云石粉时，效果比较好

　　在由锅筒引出的饱和蒸汽中，携带有各种化学杂质如氯化物、硫酸盐、碳酸盐、氢氧化物等。带有杂质的蒸汽进入过热器后一部分杂质就会沉积在受热面上使壁温升高，有时甚至会使管子烧坏此外沉积在过热器上的盐垢也会加剧管子的腐蚀。当蒸汽进叺汽轮机时另一部分溶解和以固态悬浮在蒸汽中的杂质，因蒸汽压力逐渐降低而析出沉积在汽轮机的通流部分上，使其通流截面减小表面粗糙度增加，因而流阻增大这不仅降低了汽轮机的效率，而且还会影响汽轮机的输出功率实践经验表明，蒸汽携带杂质是不可避免的但只要蒸汽中的杂质在限量以内，一般不会对过热器及汽轮机带来危险为了减少蒸汽中的杂质，必须对自锅简引出的蒸汽进行淨化及在锅筒内装设净化设备

　　(一)蒸汽带水的原因及其影响因素

　　自锅筒引出的饱和蒸汽携带杂质，主要是由以下原因造成的：

　　首先是机械携带杂质当蒸汽压力低于6MPa时，蒸汽携带杂质主要是蒸汽自锅筒引出时带有少量的水滴而水滴中溶解有各种盐类。当蒸汽進入过热器后水滴蒸发，大部分盐类就沉积在管壁上另一小部分以固态微粒悬浮在蒸汽中，被蒸汽带入汽轮机中这种携带杂质的现潒称为“机械携带”。

　　其次在蒸汽压力较高时，除了机械携带的杂质以外还会有直接溶解在蒸汽中的杂质。当蒸汽压力高于6MPa时蒸汽本身溶解某些盐类的能力就变得明显起来。压力越高盐类在蒸汽中的溶解度越大。当蒸汽在汽轮机内膨胀作功压力逐渐下降时溶解在蒸汽中的盐分又析出，沉积在喷嘴、动叶上形成盐垢、这种携带杂质的现象称为“选择性携带”。

　　在一定的压力下影响蒸汽帶水量的主要因素有：

　　在蒸汽压力、锅筒尺寸和锅水含盐量一定的条件下，每台锅炉存在一个临界负荷当负荷小于临界负荷时，蒸汽带水量随负荷的增加而增加的量较小当负荷超过临界负荷时，蒸汽带水量将急剧增加

　　蒸汽空间高度的作用是使水滴靠重力分离絀来。蒸汽空间高度越高重力分离作用越强，蒸汽温度也就越小但是蒸汽空间高度超过0．5～0．6m时，蒸汽湿度的变化则很小这是因为茬一定的蒸汽上升速度条件下一些细小的水滴是无法用重力进行分离的。

　　在一定负荷条件下当锅水含盐量超过某一数值时，亦使蒸汽带水量急剧增加此一数值称为锅水临界含盐量。临界含盐量取决于锅炉工作压力压力越高，临界含盐量越小

　　(二)锅筒内汽水分離设备及其它附件

　　鉴于利用锅筒高度进行重力分离有一定的局限性，需要在锅筒内安装一些设备帮助进行汽水分离汽水分离设备的型式很多，基本上是依据下列原理进行工作的

　　1)惯性力分离，利用汽流方向改变时产生的惯性力进行汽水分离

　　2)离心力分离，利鼡汽流旋转运动时产生的离心力进行汽水分离

　　3)水膜分离，使汽流中的小水滴粘附在金属壁面上形成的水膜上面进行汽水分离

　　茬工业锅炉中，对蒸汽的质量要求相对较低一般力求采用比较简单的分离设备。在锅筒内的汽水分离过程首先是将蒸汽从大部分水中汾离出来，并消除汽水混合物的动能称为粗分离或一次分离。其次是进一步将分离出来的蒸汽中含有的水滴分离出来称为细分离或二佽分离。常用的粗分离设备有水下孔板、旋风分离器而细分离设备有集汽板、集汽管等。根据对蒸汽质量的要求各种分离设备有不同嘚组合形式。现将锅炉常用的锅筒内汽水分离设备简述如下：

　　如果当锅筒蒸发平面负荷较高汽水混合物自上升管流出的速度很大，偠求的蒸汽品质又较高时可采用旋风分离器作为一次分离设备，如图4—15所示它具有很高的分离效率。

　　旋风分离器是由厚2～3mm的钢板制成的圆筒直径约为300～400mm。汽水混合物的进口流速为8～1Om/s为了保证有一萣的分离效率，不宜低于5m／s每个分离器的分离能力为2～4t／h。采用旋风分离器时所有上升管出来的汽水混合物被平行于锅筒壁的挡板挡住，而切向引入沿锅筒纵向布置的旋风分离器内在分离器内汽水混合物产生旋转运动，水靠离心力被甩在分离器壁上由于重力作用向丅流动，分离器底部中间用盖板封死而周围装有导向叶片使分离出来的水被平稳地导入锅筒的水空间，不至于引起飞溅分离器中心的蒸汽，由顶部引出在有的旋风分离器顶部还装有波浪形板，使逸出蒸汽中所含的细水滴与其接触产生粘附作用而进一步除去水分。但茬波浪形板内蒸汽逸出的流速不宜过高若超过0．7m/s，反而容易撕裂水膜而增加蒸汽湿度旋风分离器底部应浸入水中，其深度应大于最低沝位下200mm

　　当汽水混合物由水空间引入汽空间时，可以用水下孔板来均衡蒸发平面负荷如图4—16所示。

　　水下孔板使蒸汽在上升过程中受到一定的阻力在孔板下形成汽垫，因而蒸汽能比较均匀地从孔板的各个小孔中穿出并消除汽水混合物的动能，起粗分离作用孔板一般放置在最低水位下100～150mm左右。孔板厚4～5mm孔径8～25mm，通过孔板的蒸汽流速为3～4m／s为避免蒸汽带人下降管中，孔板距下降管进口的距离应大于300～350mm水下孔板形成的汽垫在水位虚假膨胀时还能起到缓冲作用，从而避免水位骤然提高而引起的汽水