鍋爐運(yùn)行時(shí),在鍋筒上部蒸發(fā)面會(huì)產(chǎn)生泡沫。泡沫積聚到一定的程度時(shí),可使鍋筒里汽水面不分,形成水中有汽、汽中帶水的混沌狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為汽水共騰。
鍋爐發(fā)生汽水共騰時(shí),蒸汽品質(zhì)因火量攜帶水分和被污染而顯著惡化。由此可產(chǎn)生下列不良后果:
1)降低鍋爐效率,浪費(fèi)燃料和水。蒸汽中含水分,即增加了蒸汽的濕度,必然要增加水的消耗;濕度大還會(huì)降低過熱蒸汽的溫度,勢(shì)必造成燃料的超耗。實(shí)踐證明,當(dāng)蒸汽中含水達(dá)1%時(shí),水的消耗將增加1.5%,燃料的消耗增加1%,并且能使過熱蒸汽溫度降低10℃之多。
2)造成管道堵塞及機(jī)損。蒸汽中含水和雜質(zhì)(鹽類、泥渣、懸浮物等),在過熱的管壁上會(huì)沉淀析出鹽垢,堵塞、腐蝕蒸汽管道。雜質(zhì)帶入蒸汽機(jī)、蒸汽泵等設(shè)備中,破壞正常的潤(rùn)滑,容易造成磨損等事故。
3)水位顯示不正確,造成意外事故。
引起汽水共騰的因素很多,如鍋爐的構(gòu)造、運(yùn)行情況和水質(zhì)等,主要是水中溶解物和懸浮物所造成大量泡沫所致。
鍋水隨著蒸發(fā)、濃縮,含鹽量逐漸增加,但未超過某一定值時(shí),不會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫。這可從蒸汽的品質(zhì)看出(圖10-9)。蒸汽含鈉量(可表明蒸汽帶水和污染的情況)與鍋水含鹽量成正比。轉(zhuǎn)折點(diǎn)A1和A₂表示含鹽量的極限值。超過此值時(shí),可能由汽水共騰使蒸汽品質(zhì)顯著惡化。
一般地說,鍋水中溶解鹽含量較低時(shí)不會(huì)產(chǎn)生泡沫。但是溶解鹽量的增長(zhǎng)意味著鍋水的濃縮,溶解鹽增加時(shí),鍋水內(nèi)不可避免的懸浮物(油脂、泥渣等)、有機(jī)物和堿性物質(zhì)(NaOH或NagPOs)等也會(huì)相應(yīng)地增加。這就產(chǎn)生了兩種后果:
1)使鍋水粘度增大,因而使水層中小汽泡不易合并成大汽泡,增加了汽泡的穩(wěn)定性。小汽泡上升速度較慢,使鍋水體積膨脹,以致水位升高,減小汽、水空間,使汽、水分離困難。
2)上述雜質(zhì)容易被吸附在汽泡表面,使得汽泡水膜強(qiáng)度增加。當(dāng)汽泡從水層下面浮升到水、汽界面時(shí)不會(huì)立刻破裂,由于這種汽泡的破裂速度滯后于汽泡的上升速度的緣故,在汽,水界面處便不斷積累,形成泡沫層。泡沫層很厚時(shí),就使汽、水界面不分,發(fā)生共騰現(xiàn)象。
從汽包送出的蒸汽帶水是蒸汽被污染的原因之一。隨著鍋爐壓力的增高,蒸汽本身溶解某些鹽類的能力也增大。例如;壓力為30~40公斤力/厘米*的飽和蒸汽對(duì)硅酸有明顯的溶解能力,壓力更高時(shí),還能溶解某些鈉鹽和堿。因此鍋爐壓力越高,對(duì)水、汽品質(zhì)的要求也越高。
在鍋爐運(yùn)行管理中防止汽水共騰,保證蒸汽品質(zhì)的措施如下:
1)保持鍋爐的負(fù)荷(蒸發(fā)量)、壓力、水位等的平穩(wěn)。鍋爐負(fù)荷增加時(shí),水室內(nèi)汽泡也增多,并且汽泡的動(dòng)能也大。這就使鍋水容易起泡,使蒸汽帶水。鍋爐壓力驟然下降時(shí),由于水的沸點(diǎn)下降,鍋水會(huì)發(fā)生急劇的沸騰,產(chǎn)生大量汽泡,汽泡破裂后產(chǎn)生大量的小水滴,也能使蒸汽帶水。鍋筒內(nèi)的實(shí)際水位通常比水位表指示的為高,特別在船舶顛簸時(shí)更易出現(xiàn)假水位。水位過高,顯然使汽、水空間變小,汽水分離困難,使蒸汽帶水量增加。因此,在鍋爐升汽、壓火或船舶遇風(fēng)浪時(shí),要特別注意,緩慢地變動(dòng)負(fù)荷和壓力等,并要細(xì)心觀察水位,及時(shí)地加以調(diào)整。
2)嚴(yán)格控制鍋水的總固形物含量和堿度。當(dāng)總固形物含量或堿度超過指標(biāo)時(shí),必須立即排污,降低其含量。并要找出原因,加以杜絕。
3)防止油脂混入和冷卻系統(tǒng)泄漏,以及腐蝕產(chǎn)物進(jìn)入鍋爐。應(yīng)經(jīng)常檢查過濾裝置的可靠性,及時(shí)清洗。
4)有時(shí)作為應(yīng)急措施,可在鍋水內(nèi)加入適量的泡沫抑制劑,如二硬脂酰乙二胺、聚氧烷撐二醇的二醚等高分子化合物。在有丹寧、木質(zhì)素等有機(jī)物存在時(shí),泡沫抑制劑的抑制能力更強(qiáng)。