Роль примесей воды при ее использовании в энергетике

Растворенные в воде вещества вызывают те или иные неполадки в работе энергетического оборудования. В основном это связано с образованием в тепловых агрегатах накипных отложений и коррозии. При больших щелочности и солесодержании имеют место вспенивание котловой воды и занос солей в пароперегреватель.

В настоящее время в котлах предусматриваются специальные сепарационные устройства, ступенчатое испарение, промывка пара и другие способы, способствующие получению чистого пара. Допускаемое солесодержание в чистом и солевых отсеках оговаривается заводом-изготовителем в паспортных данных к котлу.

В теплофикационных водогрейных котлах кроме карбонатных отложений при подогреве воды свыше 130 ^оС сильно снижается растворимость СаSО₄, что потребовало применять нормы качества подпиточной и сетевой воды, исключающие выпадение из раствора гибса, образующего очень плотные накипи. В теплообменной аппаратуре, работающей при 25-50 ^оС, возникают так называемые низкотемпературные отложения, основным компонентом которых является карбонат кальция (СаСО₃).

Образующиеся накипные отложения значительно снижают теплопроизводительность теплообменников, а также увеличивают их гидравлическое сопротивление. В подогревателях горячего водоснабжения (подогрев воды до 70 ^оС), использующих недеаэрированную исходную воду, накипные отложения могут быть весьма велики, поэтому применение исходной воды без предварительной обработки ограничивается соответствующими нормами.

Наряду с карбонатными отложениями в теплообменной аппаратуре идет накопление продуктов коррозии. Довольно характерным является состав отложений, отобранных и подогревателя горячего водоснабжения (состав приводится в %): СаО – 25, 96; МgО – 1, 97; Fе₂О₃ – 23, 46; SiО₂ – 6, 2; SО₃ – 0, 42; потери при прокаливании – 36%.

В современных котлах, особенно сжигающих высокореакционное топливо (газ, мазут) тепловой поток на экранных трубах может достигать 580-700 кВт/м². Образование на внутренней поверхности нагрева незначительных по толщине (около 0, 1-0, 2 мм), но низкотеплопроводных отложений приводит к перегреву металла и, как следствие, к появлению отдулин, свищей и даже разрывов экранных труб.

Образование отложений на поверхности нагрева происходит вследствие протекания в нагреваемой среде процессов, связанных с образованием труднорастворимых веществ вследствие концентрирования солей при многократном упаривании в котле питательной воды, а также понижения растворимости ряда веществ с повышением температуры (соли с отрицательным температурным коэффициентом растворимости, например СаSО₄). По химическому составу накипи подразделяются на:

1. Накипи щелочноземельных металлов, которые содержат СаСО₃, СаSО₄, СаSiО₃, Са₃(РО₄)₂, МgО*Мg(ОН)₂, Мg₃(РО₄)₂, 5Са*5SiО₂*Н₂О. В зависимости от преобладающего аниона они разделяются на карбонатные, сульфатные, фосфатные и силикатные.

2. Железноокисные и железнофосфатные накипи.

3. Медные накипи.

Все материалы, из которых выполняется теплоэнергетическое оборудование, подвергаются коррозии – разъеданию под воздействием среды, с которой они соприкасаются. В водной среде происходит электрохимическая коррозия, обусловленная действием большого количества микрогальванических пар, возникающих на поверхности металла. Электрохимической коррозии подвержены водоподготовительное оборудование, тракт питательной воды, котел, теплосеть.

Химическая коррозия обуславливается протеканием химической реакции непосредственно между молекулами среды и атомами металла. Примером этого вида коррозии является разрушение углеродистой стали в высокоперегретом водяном паре при t=450-500 ^оС: 3Fе+4Н₂О=Fе₃О₄+4Н₂.

По внешнему виду коррозионных повреждений различают общую коррозию, когда вся поверхность разрушается равномерно с одинаковой скоростью и местную коррозию, когда разрушаются отдельные участки поверхности металла. При этом возможны различные формы: коррозия пятнами, язвенная, точечная, межкристаллитная и транскристаллитная. Межкристаллитная коррозия или «каустическая хрупкость» металла, возникает в неплотностях заклепочных швов, развальцованных концов кипятильных труб, где котловая вода может упариваться до концентрации едкого натра 5-10%, при механических или термических перенапряжениях котельного металла, при этом наблюдаются кольцевые трещины развальцованных концов труб.

Некоторые примеси, содержащиеся в исходной питательной или котловой воде, вызывающие ускорение коррозии, называются ускорителями или стимуляторами коррозии. К основным стимуляторам коррозии углеродистой стали относятся растворенные в воде кислород и ионы водорода. При плохо налаженной деаэрации коррозии подвергаются трубопроводы, теплообменная аппаратура, аккумуляторные баки и другое оборудование. Особенно подвержена коррозии теплообменная аппаратура, устанавливаемая на подпиточном тракте до деаэратора.

Водно-химический режим котлов

Водно-химический режим котлов должен обеспечивать работу котла и питательного тракта без повреждения их элементов вследствие отложений накипи и шлама, повышения относительной щелочности котловой воды до опасных пределов и в результате коррозии металла.

Все паровые котлы с естественной и многократной принудительной циркуляцией паропроизводительностью 0, 7 т/ч и более, все паровые прямоточные котлы независимо от паропроизводительности, а также все водогрейные котлы должны быть оборудованы установками для докотловой обработки воды, гарантирующих выполнение требований настоящего параграфа.

Требования к качеству питательной воды.

Показатели качества питательной воды котлов с естественной и многократной принудительной циркуляцией паропроизводительностью 0, 7 т/ч и более не должны превышать или выходить за пределы значений, указанных в таблицах:

Таблица 2.1 - Нормы качества питательной воды паровых газотрубных котлов

Показатель	Для котлов, работающих
на жидком топливе	на других видах топлива
Прозрачность по шрифту, см, не менее
Общая жесткость, мкг-экв/кг
Содержание растворенного кислорода, мкг/кг

 

Таблица 2.2 - Нормы качества питательной воды для водотрубных котлов с рабочим давлением пара до 4 МПа (40 кгс/см²)

Показатель	Рабочее давление, МПа (кгс/см2)
0, 9 (9)	1, 4 (14)	2, 4 (24)	4 (40)
Прозрачность по шрифту, см, не менее
Общая жесткость, мкг-экв/кг	30*/40	15*/20	10*/15	5*/10
Содержание соединений железа (в пересчете на Fe), мкг/кг	-	300*/-	100*/200	50*/100
Содержание соединений меди (в пересчете на Сu) мкг/кг	Не нормируется	10*/-
Содержание растворенного кислорода (для котлов с паропроизводительностью 2 т/ч и более), мкг/кг	50*/100	30*/50	20*/50	20*/30
Значение рН при 25 оС	8, 5-10, 5
Содержание нефтепродуктов, мг/кг				0, 5

 

^* В числителе указаны значения для котлов, работающих на жидком топливе, в знаменателе – на других видах топлива.

Таблица 2.3 - Нормы качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов

Показатель	Система теплоснабжения
Открытая	Закрытая
Температура сетевой воды, оС
Прозрачность по шрифту, см, не менее
Карбонатная жесткость: При рН не более 8, 5 При рН более 8, 5	800*	750*	375*	800*	750*	375*
Не допускается	По расчету
Содержание растворенного кислорода, мкг/кг
Содержание соединений железа (в пересчете на Fe), мкг/кг		300*	250*	600*	500*	375*
Значение рН при 25 оС	7, 0-8, 5	7, 0-11, 0
Содержание нефтепродуктов, мг/кг	< 1, 0

 

Требования к качеству котловой воды

Нормы качества котловой воды, необходимый режим ее коррекционной обработки, режимы непрерывной и периодической продувок принимаются на основании инструкции предприятия-изготовителя котла, типовых инструкций по ведению водно-химического режима или на основании результатов тепло-химических испытаний. При этом для паровых котлов с давлением до 4 МПа (40 кгс/см²) включительно, имеющих заклепочные соединения, относительная щелочность котловой воды не должна превышать 20%. Для котлов со сварными барабанами и креплением труб методом вальцовки (или вальцовкой с уплотнительной подваркой) относительная щелочность котловой воды допускается до 50%. Для котлов со сварными барабанами и приварными трубами относительная щелочность котловой воды не нормируется.

Качество пара

Паровые котлы без пароперегревателей должны вырабатывать насыщенный (влажный) пар с влажностью пара менее 1 %. При этом солесодержание пара должно быть не более 1 % от солесодержания котловой воды. Лишь в отдельных случаях по согласованию с потребителями пара допускается работа котла со сниженными параметрами пара и повышение его влажности до 10 %.

1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A. Оказание помощи при различных травмах и повреждениях.
2. A. особая форма восприятия и познания другого человека, основанная на формировании по отношению к нему устойчивого позитивного чувства
3. B. Принципы единогласия и компенсации
4. Cочетания кнопок при наборе текста
5. D-технология построения чертежа. Типовые объемные тела: призма, цилиндр, конус, сфера, тор, клин. Построение тел выдавливанием и вращением. Разрезы, сечения.
6. EP 3302 Экономика предприятия
7. Exercise 5: Образуйте сравнительные степени прилагательных.
8. H. Приглаживание волос, одергивание одежды и другие подобные жесты
9. I. «Движение при закрытой автоблокировке (по путевой записке).
10. I. Если глагол в главном предложении имеет форму настоящего или будущего времени, то в придаточном предложении может употребляться любое время, которое требуется по смыслу.
11. I. Запоры — основная причина стресса
12. I. ПРИЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ И СТАТИСТИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ ИХ РЕЗУЛЬТАТОВ В ПСИХОЛОГИЧЕСКОМ ИССЛЕДОВАНИИ