锅炉汽包

汽包是锅炉设备中最重要的设备，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；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。

汽包作用：

既然汽包是锅炉加热、汽化、过热三过程的连接枢纽和分界点；它的作用是什么呢？

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。

2、汽包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；

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之间的不平衡以及汽压速度的过快变化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水，可自行汽化一部分蒸汽，使汽压下降速度趋于缓慢。

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。

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。

汽包结构：

汽水分离器：低压蒸汽，采用水下孔板+丝网或波纹板的形式即可。中压蒸汽一级分离为旋风分离，二级为钢丝网或百叶窗加均匀汽孔板。高压蒸汽（大于等于10mpa）则需要增加蒸汽清洗，或者盐端分离等技术。

旋风分离器由简体、引入管、项帽、溢流环、简底导叶和底板等部件组成。

其工作原理及工作过程是：较高流速的汽水混合物，经引入管切向进入简体而产生旋转运动，在离心力的作用下，将水滴抛向筒壁，使汽水初步分离。分离出来的水通过筒底四周导叶，流人汽包水容积中。饱和蒸汽在筒体向上流动，进入顶帽的波形板间隙中曲折流动，在离心力和惯性力的作用下，小水滴被抛到波形板上，在附着力作用下形成水膜下流，经简壁流入汽包水容积，使汽水进—步分离，而饱和蒸汽从顶帽上方或四周引入汽包蒸汽空间。

沿汽包长度在两侧装设若干旋风分离器，每个旋风分离器筒体顶部配置有百页窗(波形板)分离器，它们的主要作用是将由上升管引入的汽水混合物进行汽和水的初步分离。在汽包的中上部，水平装没蒸汽清洗孔板，其上有清洁给水层，当蒸汽穿过水层时，便将溶于蒸汽或携带的部分盐分转溶于水中，以降低蒸汽的含盐。靠近汽包的顶部设有多孔板，均匀汽包上升蒸汽流，并将蒸汽中的水分进一步分离出来。汽包中心线以下150mm左右设有事故放水管口；正常水位线下约200mm处设有连续排污管口，再下面布置加药管。下降管入口处还装设了十字挡板．以防止下降管口产生漩涡斗造成下降管带汽。

汽包工作流程：

1、从锅炉来的汽水混合物经过汽包上部上升管进入汽包部，沿着汽包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。

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。

汽水循环示意图：

汽包排污：

多采用采用连续排污+定期排污。

1、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。

2、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。

锅炉排污示意图：

汽包为何加药？

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。

加入锅水的药品通常是Na3PO4（磷酸三钠），经过稀释后由加药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、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 。

事故放水：

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，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，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。

汽包内部装置照片：

75吨锅炉汽包内部

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