КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Тема 1. Параметры (показатели) водных режимов
1.1. Показатели ВР. Эти показатели изучались нами в курсе тепловые сети и их водные режимы. Обычно они составляют нормы ведения водного режима не зависимо от устройств. Нормы - это совокупность выявленных практикой параметров, которые обеспечивают надежную и длительную эксплуатацию энергоблоков электростанций. Организовать водный режим это значит строго выдерживать нормы водного режима. Среди показателей ВР есть фундаментальные, найболее употребляемые: это рН, удельная электропроводность и величина, которая появилась в последнее время - редокспотенциал, или окислительно-восстановительный потенциал еН. Главное достоинство этих показателей - это возможность их автоматизированного измерения, подобно давлениюи температуре. Дополнительными показателями являются: - жёрсткость (твёрдость); - щелочность; - концентрация Cl- іона, - концентрация SiO2, - концентраця кислорода, - концентрации других газов СО2, Н2,NH3, -концентрации других примесей, которые используются для коррекции водного режима: фосфаты, гидразин, комплексоны, и др.. Что такое рН? Формальный ответ – отрицательный десятичный логарифм мольной концентрации (активности) ионов водорода. Однако, и это очень важно, это понятие связано с законом действующих масс, а также с причинами, которые вызывают появление ионов водорода в воде. Этих причин две: диссоциация самой воды и диссоциация других соединений (в первую очередь кислот и щелочей, которые присутствуют в водном растворе, а также гидролиз соединений). Диссоциация в воде имеет место всегда, независимо от того или это чистая вода, или это раствор какого-то соединения. Для понятия рН важно знание численного значения, которое соответствует нейтральному состоянию:
рНо=1/2рКw (1.1)
В этом уравнении индекс «о» при Н означає нейтральность, индекс р – отрицательный десятичный логарифм. Уравнение (1.1) показывает связь понятия нейтрального значения рНо из понятием ионного произведения воды, вместе с тем свидетельствует о том, что нейтральность воды(растворов) при разных температурах и давлениях характеризуется разными числовыми значениями величины рНо, причем при температуре около 250 оС рНо достигает минимуму. Если при 25 оС рНо = 7, то при 250 оС эта величина снижается почти до 5,5. Какие причины могут вызвать на ТЭС и АЭС отличие рН теплоносителя от нейтрального? Во-первых это наличие СО2. во-вторых, это разложение при повышенных температурах органических примесей. Эти факторы чаще всего вызывают снижение рН. Разложение бикарбонатов и гидролиз солей могут вызвать повышение рН. Корректируют рН в сторону его повышения с помощью аммиака или других аминов (морфолина, пиперидина, гидразина). Понятие удельной электропроводности - χ, мкСм/ см заимствуется из электротехники с тем отличием, что в растворах носителями тока выступают ионы. Удельная электропроводность завист от температуры, характер этой зависимости рассмотрен ранее. Что таке еН? еН - это окислительно-восстановительный потенциал, который может буть рассчитан по уравнению Нернста:
, (1.2)
где аox и аRd - активности (концентрации) соответственно ионов, которые ркислились и ионов, которые восстановились; z –заряд; F =96,485 103 Кл –постоянная Фаррадея; R- газовая постоянная; T- температура; eo- стандартный (нормальный) окислительно-восстановительный потенциал системы. Показатель еН прежде всего нужен для прогноза и предупреждения коррозии. Другие показатели ВР являются традиционными для оценки качества водных растворов.
1.2.Растворимость твердых примесей в воде
Растворимостью (S) называют предельную клнцентрацию примеси в растворе в условиях ёё равновесия с нерастворённым твёрдым веществом. Растворимость может быть выражена какой-либо единицей концентрации. Растворимость зависит от температуры. На отдельных участках тепловой схемы АЭС теплоноситель имеет различное название. Это связано не только с термическим состоянием воды, но также с ёё качественным составом. С этой точки зрания различают: - конденсат; - питательную воду; - дренажи конденсата; - охлаждающую воду в конденсаторе; - продувочную воду; - воду теплосети - воду первого контура. Примеси вод АЭС возможно разделить на природные, которые проникнают в контур с природной водой, и искуственные, которые являются продуктами коррозии и коррекции водного режима. Где проникают природные примеси: - в конденсаторе; - в подогревателях тепловой сети; - с добавочной водой; - из воздуха. Что это за примеси? Продукты дисоциации разных веществ: катионы - Na+, K+, Ca2+, Mg2+, анионы - Cl-, SO42-, SiO32-, HCO3-, CO32-; колоидные примеси: SiO2, окислы металла, органические примеси; газовые: О2, СО2, N2 и др.. По тракту за счёт коррозии добавляются Fe, Cu, Al, за счет коррекции - щелочи, комплексоны, амины. В каком состоянии? В виде истинно растворенном, а также в коллоидном и в виде ГДП (грубо дисперсных примесей). Чтобы не было накипи и она не образовывалась, нужно все время поддерживать примеси в истинно растворимом состоянии. Математически это условие задается неравенством Cі < Sі, (1.3) где Cі -концентрация примеси; Sі - растворимость этой примеси. По знаку температурного коэффициента растворимости dS/dt, судят опасно ли это вещество как накипеобразователь. Если он отрицателен, то вещество может давать накипь. Из перечисленных примесей соединения Ca и Mg труднорастворимы, и часть из них имеют отрицательный коэффициент растворимости и являются основными накипеобразователями (особенно для котлов низкого и среднего давления). Соединения Ca и Mg с анионами хлора, хорошо растворимы в воде, имеют положительный коэффициент растворимости и опасности не представляют. CaCO3, CaSO4, Mg(OH)2, труднорастворимы и имеют отрицательный коэффициент растворимости и являются наиболее опасными с точки зрения накипеобразования уже при низких температурах используемой воды.
Рис.1.1. Растворимость в воде карбоната кальция и гидрата магния.
Кроме графиков (рис.1.1 и 1.2), которые отражают эксперементальные данные о растворимости индивидуальных веществ, о растворимости веществ можно судить по величине произведения растворимости. Если известно произведение растворимости то по нему возможно рассчитать растворимость вещества в моль/л по уравнению:
, (1.4) где α – степень дисоциации; а і в – стехиометрические коэффициенты; - соответствующие коэффициенты активности ионов. Данные о Пр имеются, например, в моем учебнике по ВР.
Рис.1.2. Растворимость разновидностей сульфатов.
При закритических параметрах воды (Р > 22,4 МПа, t > 374 oC) влияние диссоциации на растворимость незначительно, потому что ёё почти нет. Поэтому в таком состоянии воды растворимость примесей описывают иначе чем при низких параметрах и соотношение для растворимости в моль/л имеет вид:
, (1.5) де - плотность воды в г/см3 ; - изменение энтальпии растворения, Дж/моль; - изменение энтропии растворения, Дж/(моль К); m - координационное число. Как показали исследования, структура (1.5) достаточно хорошо подтверждается для растворимости компонентов в однофазной среде при закритических параметрах. Достаточно надежные результаты получаются также и для воды при высоких давлениях и температурах выше 200 оС. В дополнение к приведенным данным, для расчетов растворимости окислов железа возможно использовать аппроксимацию даних, имеющихся в литературе
SFe = A1 t2 - B1 t + C1,
где коэффициенты вибирают из табл. 2.5, см. учебник
Дата добавления: 2014-10-15; Просмотров: 583; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |