燃煤锅炉水冷式除渣系统含渣水的蒸发

摘要

蒸发是广泛存在于各工程和技术领域的重要的一种相变现象，发生在燃煤锅炉水冷式除渣过程中的蒸发过程，由于其工质的特殊性和环境条件的复杂性，现有的理论和方法难以对蒸发量进行准确预测。含渣水的蒸发不仅影响着除渣系统的平衡温度和补水量等重要参数的确定，还是系统优化设计的理论基础，研究除渣过程的蒸发规律在工程上有重要的意义和应用价值。
　　 燃煤锅炉水冷式除渣过程中有三种蒸发方式：猝发式蒸发、自然蒸发和条件蒸发。采用实验方法研究了渣量、渣温以及冷却水温度等对猝发式蒸发量的影响，建立了各影响因子的函数模型，并通过多元非线性拟合得到了在冷却水温35～65℃、渣温500～1000℃范围内计算猝发式蒸发量的实验关联式，其相关系数为0.92。实验研究了含渣水表面的蒸发速率(自然蒸发速率)，分析了表面水温和相对湿度对蒸发速率的影响，得到了表面水温25～75℃、相对湿度40～90％范围内，常压无风条件下计算含渣水表面蒸发速率的实验关联式，其相关系数为0.96。通过对比实验，发现含渣水和纯水表面蒸发速率存在差异，实验探讨了造成这种差异的原因，以及含渣水中离子浓度对表面蒸发速率的影响，从热力学角度出发，用阴阳离子改变表面自由能观点对实验结果进行了解释。利用除渣系统运行时的质量平衡和能量平衡关系研究了关断门内水面的蒸发(条件蒸发)规律，将炉底水面单位面积的蒸发速率看作与关断门外含渣水表面单位面积蒸发速率成倍数关系，通过现场测试、理论推算和现场验证的方法，初步讨论了条件蒸发的蒸发规律，得到了一种计算炉底条件蒸发的方法。