一、汽水分离装置的作用及其要求
研究蒸汽发生设备如工业锅炉、余热锅炉和汽化冷却装置等水的汽化和循环过程表明, 水经过受热面加热后以汽水混合物的形式进入汽包, 欲将蒸汽用于生产和生活,必须在其内部设置一套完善的汽水分离装置, 把蒸汽中的水份完善而有效地分离出来,以提高蒸汽的品质, 保证设备运行的可靠性, 并满足用户的要求。
由于汽水分离装置起着重要的作用, 因此, 汽水分离装置的设计应满足以下几条原则性的要求, 因地制宜, 优选设计。
1、应能有效地避免汽包蒸发面和汽空间的局部负荷增高, 使蒸汽均匀地穿出水面, 而不致带水。
2、能够有效地消除由上升管进入汽包的汽水混合物的动能, 缓和汽水混合物对水面的冲击使蒸汽中水滴大部分分离出来。
3、使汽水混合物经过多折、急转的流动路径, 充分利用离心力、惯性力的作用,将汽、水分离开来。
4、及时、顺利地将分离下来的水排走,以免造成二次携带。
5、创造大量的水膜表面积, 以粘附更多的水滴, 提高汽水分离的效果。
6 有利于系统水循环工况的进行, 要求汽水分离装置本身具有较小的阻力, 以尽可能降低循环回路的阻力。
7、汽水分离装置应结构简单、耐用,便于制造、安装和检修。
8、对负荷变化有较强的适应能力, 当负荷波动较大时, 对汽水分离的效果影响不大。
二、对常用的几种汽水分离装置的部析
目前工业生产中应用的工业锅炉、余热锅炉、.汽化冷却装置的汽水分离装置多种多样, 归纳起来大致有以下几种:
1 、水下孔板, 2、缝隙档板, 3、管孔式, 4、孔板式, 5、波形板式, 6、旋风子式等, 前四种结构简单, 便于制造,属粗分离器, 分离效果较差,后两种结构复杂, 属细分离器, 分离效果较好。目前实际应用的大多是由两种组合而成。
大部分工业的煤炉、余热锅炉亦采用以上六种中的两种组合, 效果亦不太好, 加之炉水品质不良, 操作不当: ( 例如经常高水位) , 蒸汽带水严重, 过热器二次蒸发, 水垢沉积, 造成过热器烧坏而爆管的事故, 在中小型工业锅炉房中是屡见不鲜的, 因此,良好的汽水分离装置对于保护锅炉设备, 提高运行的可靠性有直接关系。
较大容量的工业锅炉也有选用旋风子一一多孔板式的, 其分离效果较其它形式的略好一些, 但旋风子不但结构复杂, 制造、安装困难, 而且流动阻力较大( 约1 0k P a ) , 这对于循环回路阻力大, 要求汽水分离装置阻力尽可能小的汽化冷却装置也是不适宜的。
况且旋风子的分离效率与其入口流速有密切关系, 流速高分离效果好, 阻力也大。当流速低时分离效果明显下降。
入口流速与设备负荷有关, 要求控制一定的流速范围, 以达到较高的汽水分离效率, 这对负荷多变的工业锅炉与余热利用装置来说是办不到的。
综上所述, 在汽水分离装置设计中, 因地制宜, 考虑多方面因素, 优选汽水分离装置的方案, 对于确保设备安全经济地运行,有重要的意义。下面两种汽水分离装置具有一定的优越性, 但在实际生产中尚未得到广泛的应用, 特此推荐供大家研究讨论、指正。
三、隔板一反转分离器一干燥器三级组合汽水分离装置
1、结构原理: 构造见图 1 所示
汽水混合物由上升管导入隔板分离的小室内, 该小室由隔板四面封闭, 其中两端面及上方斜面隔板上开孔, 正面隔板不开孔, 汽水混合物只能从两端板小孔和上方斜隔板小孔处向外逸出, 汽流扩张, 分散,’消耗其动能, 以减少对液面的冲击力, 然后折转进入反转分离器, 从反转分离器出来后, 再折转90度进入干燥器。反转分离器及干燥器下部均设有排水管, 以排除分离下来的水滴。干燥器内放置Q 形拉西环, 增加与蒸汽的接触面积, 达到进一步干燥蒸汽的目的。
2、分离器的设计
( l ) 蒸汽室负荷的校核
分离器的效率见表1。
蒸汽室负荷的计算结果如果超过了界限负荷曲线图( 见图2 ) 的允许范围值, 表l中所表示的蒸汽纯度就难以保证。
( 2 ) 各部蒸汽通过的流速
当有过热器时各部分蒸汽流速见表2。
四、钢丝网汽水分离装置
这种汽水分离器是由6 层8 目,18 号钢丝和3 层l x 9 ( 或2 x 2 2 ) 的钢板网组成, 每两层钢板网之间夹三层钢丝网。这种汽水分离器与汽流接触面积大, 汽流中的水滴很容易被吸附在钢丝网上, 水因自重下流达到汽水分离的目的。
汽流通过钢丝网前空截面的流速取1 ~ 1.5 m s/。这种分离器结构简单、便于制造、安装, 而且阻力也小, 其阻力仅相当于旋风子的65 % , 分离效果很好。
钢丝网汽水分离器可以做成如图3 所示
一级为缝隙式, 二级为钢丝网的两级分离装置。也可以象图4 示那样做成双级钢丝的:一级为粗分离器, 立级为细分离器。
钢丝网需采用不锈钢, 以免腐蚀堵塞通道。当汽水分离效果要求不太高时, 可采用缝隙式档板一一钢丝网分离器; 当要求较高时, 可采用二级钢丝网或挡板一一反转分离器一一干燥器
参考文献：武培基. 汽包汽水分离装置的选择与设计[J]. 冶金动力, 1991(2):33-36.
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