炉水中含有许多杂质,如氯化钠、磷酸钠、硅酸盐等盐类以及有机物质类。蒸汽会将炉水中的部分杂质携带出炉,有以下两方面原因:
(1)机械携带 就是汽包送出的饱和蒸汽中夹带了许多水滴,这些水滴中含有钠盐和硅酸盐等杂质,因而污染了蒸汽。炉水中含有有机物时,与碱作用发生皂化,沸腾蒸发时在液面产生泡沫,泡沫膜破裂后产生含盐量很高的水滴不断被蒸汽带走,这就是汽水共沸(或共腾)现象产生的蒸汽携带。尤其在锅炉运行不当时更容易携带杂质,如汽阀开启过快、锅炉水位过高、水位波动大、蒸发量突增、炉压突降等因素。此外,汽包的内径越小越容易带水。锅炉压力越高,蒸汽密度越大,蒸汽和炉水的性质也越接近,蒸汽携带水滴的能力越强。因此,一般高参数锅炉的汽包均设有汽水分离装置,可以减少带水,一般可使蒸汽湿分降至0.01%~0.03%。
(2)溶解携带 饱和蒸汽本身有溶解某些物质的能力,蒸汽压力越高,溶解能力越强。在压力一定的条件下,蒸汽对不同物质的溶解能力有很大差别,即溶解携带有选择性。对硅酸的溶解能力最大,其次是NaOH和NaCl,对Na2SO4、Na3PO4、Na2SiO3的溶解能力最差。
炉水的pH值对蒸汽携带硅酸量有影响,pH值高时携带量减少,pH值低时增加。原因是蒸汽溶解携带的主要是硅酸而不是硅酸盐。炉水中溶解的硅化合物有硅酸和硅酸盐,其平衡式如下:
当炉水pH值增高时,OH-浓度增加,反应向左进行,使炉水中硅酸量减少,蒸汽溶解携带量也因此减少。