Надійна і економічна робота котла і парової турбіни можлива при забезпеченні відсутності внутрішніх відкладень на поверхнях нагрівання, зниженні до можливого мінімуму корозії конструкційних матеріалів і отриманні в котлі пара високої чистоти. Ці завдання вирішуються організацією раціонального водного режиму, що включає в себе належну обробку живильної води в поєднанні з певними конструктивними заходами і відповідне очищення живильної і додаткової води від наявних в них газоподібних і твердих домішок. Останні, можуть перебувати як в розчиненому, так і зваженому стані.
Освіта накипу і вимоги до живильній воді
Освіта накипу. Разом з живильною водою в котли надходять різні мінеральні домішки, в тому числі з'єднання кальцію і магнію, оксиди заліза, алюмінію, міді та ін. Все домішки, що знаходяться у воді, діляться на важко-і легкорозчинні. До числа важкорозчинних домішок відносяться солі і гідроксиду Са і Mg, а також оксиди конструкційних матеріалів. Розчинність кальцієвих і магнієвих з'єднань показана на рис. 12.1. У живильній воді та з урахуванням її складу в котельній воді можуть бути присутніми катіони Са2 +, Mg2 + і аніони SO4 2-, SiO2 2-, РО4 3- і т. П.
Основні накіпеобразователі мають негативний температурний коефіцієнт розчинності (т. Е. При підвищенні температури їх розчинність зменшується), і при високих температурах їх розчинність на п'ять порядків менше розчинності легкорозчинних речовин.
Характеристика легкорозчинних сполук у воді показана на рис. 12.2. Температурні коефіцієнти розчинності деяких з них при температурах води понад 200 ° С негативні. При нормальних умовах роботи котла концентрація NaOH, Na2SО4, NaPО4 у багато разів нижче допустимої концентрації їх в котельній воді.
Накопичуючись в казані принаймні випаровування води, ці домішки після настання стану насичення починають з неї випадати. Перш за все стан насичення настає для солей рідини Са (НСО3) 2, Mg (HCО3) 2, СаСО2, MgCО2 і ін. І вони починають випадати з води у вигляді кристалів. Центрами кристалізації служать шорсткості на поверхнях нагріву, а також зважені і колоїдні частинки, що знаходяться в воді котла. Речовини, що кристалізуються на поверхні нагрівання, утворюють щільні. і міцні відкладення - накип. Речовини, кристалізуються в обсязі води, утворюють зважені в ній частки - шлам. Освіта накипу на поверхнях нагріву пояснюється процесами взаємодії між протилежно зарядженими частинками накіпеобразователей і металевою стінкою. Виділення твердої фази на поверхні може відбуватися також в процесі пароутворення, до того як буде досягнуто стан перенасичення накіпеобразователей в обсязі води внаслідок випаровування водяної оболонки бульбашок пари, що утворюються на поверхні нагрівання. Новоутворена первинна накип є основою для відкладення вторинних видів накипу - прикипілого шламу, відкладень продуктів корозії металу.
Найбільш поширені кальцієва і магнієва первинна накипу, в складі яких переважають CaSО4, CaSiО3, 5CaO, 5SiО2H2О, CaCО2, Mg (OH) 2. Накип, як правило, має низьку теплопровідність, що становить 0,1-0,2 Вт / (м-К). Тому навіть малий шар накипу призводить до різкого погіршення умов охолодження металу поверхонь нагріву і внаслідок цього до підвищення його температури. При цьому у поверхонь нагріву, розташованих в області високих температур (екрани, фестони, перші ряди труб конвективного пучка), температура металу може перевищити граничну за умовами міцності, після чого починається утворення отдулин з утонением стінки труби. Потім виявляється свищ - отвір уздовж твірної труби, через який з великою швидкістю витікає струмінь води, і котел доводиться зупиняти. Накип неприпустима і в поверхнях нагріву, розташованих в зоні нижчих температур, так як призводить до зниження ККД котла в результаті зменшення коефіцієнта теплопередачі і пов'язаного з цим підвищення температури відхідних газів.
На відміну від сполук Са і Mg, що утворюють накип, силікат магнію MgSiО3 і деякі інші його сполуки в барабанних котлах утворюють шлам.
Концентрація солей натрію в воді испарительной поверхні нагрівання завжди нижче їх межі насичення. Однак і ці солі можуть відкладатися на поверхнях нагріву в тих випадках, коли краплі води, що знаходяться в парі і потрапляють на поверхню нагріву, випаровуються повністю, що має місце в прямоточних котлах.
З'єднання заліза, алюмінію і міді, що знаходяться у воді у вигляді розчинених колоїдних і ультратонких суспензій, також можуть відкладатися на поверхні нагрівання і входити до складу накипу. Потрапляючи в турбіну, вони утворюють щільні відкладення. Залізо і алюмосилікатні частки накипу утворюються при попаданні частинок суспензії цих сполук на поверхні нагрівання з відносно високою температурою, де, вступаючи в реакцію з іншими речовинами, вони утворюють складні нерозчинні компоненти. Накипу з оксидів заліза і міді утворюються в зонах високих місцевих теплових навантажень поверхонь нагріву q> 150 * 103 Вт / м2, найчастіше в трубах екранів.
Відкладення малотеплопроводнимі плівки масла або нафтопродуктів погіршує умови охолодження поверхонь нагріву і має такий же вплив, як і накип.
Розчинені в живильній воді агресивні гази O2 і СO2 викликають різні форми корозії металу елементів Водопаровой тракту, внаслідок чого зменшується їх механічна міцність. Знижена лужність води прискорює корозію і тому повинна підтримуватися в живильній воді на певному рівні. В котлах низького тиску необхідне значення pH підтримується введенням в живильну воду соди, а в барабанних котлах високого тиску - фосфатів або аміаку.
Показниками якості живильної води котлів є:
- жорсткість води - загальна сумарна концентрація іонів кальцію і магнію, мкг-екв / кг;
Видалення газів, розчинених у воді, - О2, СО2 здійснюють термічної деаерацією води. Застосовуються атмосферні деаератори на тиск 0,12 МПа, деаератори підвищеного тиску - 0,4 МПа і вакуумні деаератори. Хімічне знекиснення використовується для повного зв'язування кисню з застосуванням восстановителей (гідразину) за формулою
У прямоточних котлах при високому і сверхкритическом тиску розчинність ряду сполук, в тому числі кремнекислих і хлориду натрію, досить велика, і їх концентрація не доходить до стану насичення в котлі. Ці домішки виносяться разом з парою і майже не відкладаються на поверхні нагрівання. Тому допустима концентрація кремнекислоти і хлориду натрію в живильній воді визначається тільки умовами надійної роботи турбін, в проточної частини яких при зниженні тиску пара можливе утворення відкладень.
Осіли в трубах котла солі усувають в періоди зупинки водної та кислотної промиванням. Водну промивку здійснюють при черговій зупинці котла водою з температурою 100 ° С. Кислотна промивка проводиться через кожні 2 - 3 роки слабким розчином хромової або соляної кислоти.
Сепарація і промивка пара
Вимоги до пару. У насиченій водяній парі можуть перебувати різні домішки: гази N2, NH3, СО2, Н2, солі і кислоти мінеральних і органічних речовин, оксиди металів, зважені або розчинені в парі.
Мінеральні домішки можуть відкладатися в трубах пароперегрівача, в арматурі паропроводів і в проточної частини турбіни в кількості, неприпустимому для їх нормальної роботи. До якості насиченої пари барабанних котлів висуваються жорсткі вимоги, встановлені на основі досвіду експлуатації обладнання і даних теплохімічних випробувань. Граничні норми якості пара для барабанних котлів наведені в табл. 12.2.
Чи не дорогі і якісні фільтри для води в Києві. Професійне обладнання для водоочищення та водопідготовки (зворотний осмос, пом'якшувач, обезжелезіватель, вугільний фільтр, механічний фільтр). Кращі фільтри для очищення води від піску і глини, запаху і присмаку, солей жорсткості та заліза, марганцю і нітратів. Вигідні ціни на фільтри по Україні. Технологія знезараження води ультрафіолетом і хлором. В наявності великий асортимент фільтрів для побутових і промислових цілей. Дешеві системи очищення води Україна і Київ. Відгуки про фільтрах і системах очищення води. Відправка систем очищення води по Україні Новою Поштою в міста: Сімферополь, Вінниця, Луцьк, Дніпропетровськ, Донецьк, Житомир, Мукачево, Запоріжжя, Івано-Франківськ, Київ, Кіровоград, Луганськ, Львів, Миколаїв, Одеса, Полтава, Рівне, Суми, Тернопіль , Харків, Херсон, Хмельницьк, Черкаси, Чернігів, Чернівці.