Водное хозяйство теплогенерирующих установок. Системы питания теплогенератора водой.- 2 часа 1 страница

Питательные устройства

Установка для питания котлов водой состоит из двух или нескольких питательных насосов, которые своими приемными патрубками присоединены ко всасывающей магистрали, а нагнетательными патрубка­ми — к питательной линии или промежуточной сборной линии. Всасы­вающая магистраль соединена с питательным баком, в котором хранится запас воды, прошедшей через деаэраторную колонку. Из питательной ли­нии вода поступает в водяной экономайзер, а далее — в котел. Про­межуточная линия необходима только в тех случаях, когда котельные агрегаты установлены на электрической станции и питательная вода подогревается после насосов в подогревателях высокого давления.

Питательные устройства являются одним из самых ответственных эле­ментов котельной. Ввиду незначительности запаса воды в современном ко­тельном агрегате прекращение питания его водой даже на несколько минут может привести к полному испарению ее; после этого начнется катастрофи­ческий разогрев металла поверхностей нагрева котельного агрегата дымовы­ми газами, что может закончиться пережогом их и выходом котла из строя. Для питания котлов водой применяют насосы высокого давления, рас­считанные на подачу воды с температурой 105—150° С.

Различают три типа питательных насосов: центробежные с приводом от электрического двигателя, центробеж­ные с приводом от паровой турбины и поршневые прямодействующие с паровым приводом.

Наиболее распространены центробежные насосы с электричес­ким приводом, которые обычно применяют как основные для пита­ния котельных агрегатов во всем диапазоне их производительностей от не­скольких сотен килограммов до 950 т пара в час и больше. Эти насосы вы­полняют производительностью от 5—10 до 600—700 м³/ч воды и более и на давление от 12—20 до 200—320 amм и выше.

Обычно насосы выполняют многоступенчатыми, состоящими из 3—12 сту­пеней, на скорость вращения 2 880—2970 об/мин. Корпус насосов пониженного давления выполняют из модифицированного чугуна, а насосов повышенного давления — из стали. Вал выполняют стальным, рабочие колеса и направляющие аппараты — из модифи­цированного чугуна или бронзы. Подшипники насоса выполняют как под­шипники скольжения с кольцевой смазкой (и часто с водяным охлаждением) или шариковые. Осевое усилие насоса воспринимается гидравлической пя­той. Насос и электродвигатель устанавливают на общей сварной раме, зали­ваемой в бетон фундамента. Валы насоса и электродвигателя соединяют эластичной муфтой. Мощность электродвигателей, приводящих питатель­ные насосы, составляет 20—4 000 кВт и более в зависимости от производи­тельности насоса и развиваемого им давления. Вариантом центробежного насоса является центробежно-вихревой насос. Центробежные насосы с паротурбинным приводом обычно при­меняют для питания котельных агрегатов средней и большой паропроизво­дительности. Эти насосы выполняют на такие же про­изводительности и давления, как и центробежные насосы с электрическим приводом. Скорость вращения насоса с паротурбинным приводом обычно равна 4 000—6 000 об/мин, и по этой причине насос с паротурбинным при­водом получается значительно более компактным, чем насос с электрическим приводом, так как его можно выполнить с меньшим числом ступеней (от 1 до 6) и колесами меньшего диаметра. Рабочие колеса обычно изготовляют из высокопрочной латуни или стали. Корпус насоса выполняют стальным. Для уменьшения осевого усилия в насосах предусматривают перепускную трубу, соединяющую разгрузочную камеру с камерой всасывания.

Паровая турбина также получается очень компактной, так как ротор ее обычно получается одноступенчатым. Турбина работает на паре тех пара­метров, на которые рассчитана котельная. Для упрощения установки турбину обычно проектируют для работы с выхлопом пара в атмосферу. Питательные насосы с паротурбинным приводом обычно устанавливают в качестве резерв­ных, так как систематическая эксплуатация приводной турбины сложнее, чем эксплуатация электродвигателя, а, кроме того, такие турбины неэконо­мичны по расходу пара.

Поршневые паровые насосы обычно используют в качестве ре­зервных для питания котельных агрегатов с паропроизводительностью до 6—10 т/ч и давлением до 14 amм, устанавливаемых в промышленных и ото­пительных котельных. Эти насосы выполняют горизонтальными и вертикаль­ными, одно- и двухцилиндровыми. Насос состоит из двух основных частей: блока паровых ци­линдров и блока гидравлических цилиндров, соединенных стальными колонками. На верхней части блока гидравлических цилиндров установ­лена стойка рычагов механизма парораспределения, в состав которого вхо­дят цилиндрические золотники, размещенные внутри парового блока. В бло­ке гидравлических цилиндров размещены четыре нагнетательных и четыре всасывающих тарельчатых клапана.

На приемном и напорном трубопроводах питательного насоса устанав­ливают задвижки для отсоединения от питательных линий после остановки его. Кроме того, на напорной стороне центробежных насосов устанавливают обратный клапан, чтобы предотвратить обратный проход воды из питатель­ной линии в питательный бак через насос в случае неожиданного выключения электродвигателя или турбины, вращающих насос.

Центробежные насосы не могут длительно работать вхолостую или при малом расходе, так как при этом в результате трения дисков о воду в насосе она может закипеть. Поэтому в крупных насосах на напорной линии до обратного клапана предусматривают спускную трубу, отводимую в бак пи­тательной воды, на которой ставят автоматический запорный клапан. При нормальных условиях работы насоса этот клапан закрыт; в тех случаях, когда закрывается обратный клапан насоса или производительность насоса снижается до 25—35% номинальной, клапан спускной линии автоматически открывается, увеличивая количество воды, проходящей через насос.

Питательные насосы размещают на 5—10 м ниже баков питательной воды, чтобы исключить возможность разрыва потока горячей жидкости при входе в насос в результате вскипания ее и образования паровых пузырей. Первое по ходу воды колесо насоса, засасывая воду, создает во входном пат­рубке насоса значительное разрежение, так что абсолютное давление воды в нем становится значительно более низким, чем атмосферное. О величине со­здаваемого разрежения можно составить свое представление, учитывая, что при работе насоса на холодной воде оно позволяет засосать воду с глубины 5—8 м. Разрежение, создающееся в приемном патрубке насоса, приводит к тому, что вода в нем закипает при температуре, значительно более низкой, чем 100° С. В результате при поступлении в насос горячей воды она может вскипеть в приемном патрубке. Это опасно, так как образование паровых пузырей приводит к гидравлическим ударам в питательных линиях и снижению производительности и давления насоса, что может привести к перерыву в подаче воды в котлы и возникновению аварии.

Превышение уровня воды в питательном баке над уровнем оси насоса должно быть тем большим, чем выше температура питательной воды. Насос теряет способность засасывать воду, когда температура воды составляет 70° С. При более высокой температуре воды опасность разрыва потока жид­кости при входе в насос может возникнуть даже в тех случаях, когда насос залит водой; это произойдет, если столб жидкости в приемном трубопроводе будет недостаточно высок, чтобы создать во входном патрубке насоса абсо­лютное давление, более высокое, чем абсолютное давление парообразования, соответствующее температуре воды, поступающей в насос.

На величину требуемого превышения уровня воды в питательном баке над уровнем расположения оси насоса, кроме температуры питательной воды, влияют также давление, под которым находится вода в питательном баке, гидравлическое сопротивление системы трубопроводов между питатель­ным баком и насосом и конструкция насоса. Необходимое давле­ние во входном патруб­ке насоса зависит от его конструкции и, в част­ности, от числа его обо­ротов. Для насосов с электроприводом и 2 950 об/мин величина эта составляет 0,5 — 0,7 amм, а для турбонасо­сов с 4 000—7 000 об/мин она возрастает до 0,8— 1,0 amм. Для предельного уменьше­ния сопротивления трубопроводы следует выполнять короткими, с минималь­ным числом отводов, тройников и запорной арматуры и рассчитывать на скорость воды до 0,5—1 м/сек. В этих условиях при подаче воды с темпе­ратурой до 100° С и при атмосферном давлении в баке превышение уровня воды в баке над уровнем оси насоса должно быть > 5 м для насосов, разви­вающих давление 20 amм, и > 6 м для насосов более высокого давления. Согласно правилам Госгортехнадзора для питания паровых котлов в промышленных котельных устанавливают не менее двух приводимых в дей­ствие независимо друг от друга пи­тательных насосов. В качестве неза­висимых приводов понимают элек­трический и паровой. Суммарная производительность всех насосов с электрическим приводом должна со­ставлять не менее 110%, а с паро­вым приводом — не менее 50% от номинальной паропроизводительности всех котлов. Допускается уста­новка всех питательных насосов только с паровым приводом, а при наличии двух или нескольких ис­точников питания электроэнергией— только с электрическим приводом.

В котельных электрических стан­ций устанавливают питательные на­сосы с электрическим приводом, причем количество и производительность этих насосов выбирают с та­ким расчетом, чтобы в случае оста­новки любого из насосов, оставшиеся обеспечили работу всех рабочих кот­лов (без резервного) при номиналь­ной их паропроизводительности с учетом расхода воды на продувку и других ее потерь. Кроме того, долж­ны быть установлены резервные пи­тательные насосы с паровым приво­дом в тех случаях, когда электро­станция не связана параллельной работой с другими постоянно рабо­тающими электрическими станциями, а также когда на электростанции установлены котлы со слоевым сжи­ганием твердого топлива.

При прямоточных котлах каждый котел должен иметь самостоятельное питательное устройство с электрическим или паровым приводом, независимое от питательных котлов других конструкций.

Для прямоточных котлов паропроизводительностыо 450т/ч и выше на закритические параметры пара питательные насосы выбирают из расчета, чтобы в случае остановки самого мощного насоса, оставшиеся, включая резервный насос, обеспечили бы работу котла с паропроизводительностью не менее 50% номинальной. Все питательные насосы, присоединяемые к общей магистрали, должны иметь характеристики, допускающие параллельную работу.

Трубопроводы

Трубопроводы котельной предназначаются для подачи, распределения и отвода теплоносителя. Система трубопроводов соединяет все действующее теплотехническое оборудование котельной: котельные агрегаты и их элемен­ты, насосы, баки, вспомогательные теплообменные аппараты и ар. Трубо­провод состоит из системы труб, по которым движется теплоноситель, и арматуры, которая имеет назначение открывать, закрывать, регули­ровать и направлять это движение, а также обеспечивать нормальные усло­вия работы трубопровода.

Различают трубопроводы для подачи, распределения и отвода воды — водопроводы и трубопроводы для подачи, распределения и отвода насыщенного и перегретого пара — паропроводы. Кроме того, в ко­тельной могут быть мазуто - и газопроводы, обеспечивающие до­ставку и распределение жидкого и газообразного топлива.

В соответствии с назначением различают главные (основные) и вспомо­гательные трубопроводы. Главными водопроводами ко­тельной являются питательные линии, соединяющие напорную сторону питательных насосов с котельными агрегатами и предназначенные для подачи питательной воды из питательных насосов в котельные агрегаты, а также вса­сывающие линии, соединяющие всасывающую сторону питательных насосов с питательными баками и предназначенные для подачи питательной воды из питательных баков в питательные насосы.

Главными паропроводами являются паропроводы, сое­диняющие котлы с распределительным коллектором, к которому присоеди­няют паропроводы, снабжающие паром различных потребителей, а также паропроводы, идущие к паровым питательным насосам и теплофикационным пароводоподогревателям, установленным в котельной.

К вспомогательным трубопроводам относят продувочные, сливные и дренажные водопроводы, обдувочные, форсуночные и выхлопные паропроводы, а также другие служебные водо- и паропроводы.

Скорость воды в питательных линиях составляет 1—2 м/сек, снижаясь до 0,5—1 м/сек в ответвлениях к котлам. Скорость насыщенного пара в паро­проводах составляет 20—40 м/сек, а скорость перегретого пара достигает 50 и даже 70 м/сек.

Трубопроводы, транспортирующие водяной пар с давлением свыше 2 am или горячую воду с температурой свыше 120° С, изготовляют, монти­руют и эксплуатируют в соответствии с правилами Госгортехнадзора. Со­гласно этим правилам упомянутые трубопроводы делятся на четыре катего­рии. Каждая категория трубопроводов отвечает требованиям, которые снижаются с повышением номера категории.

Трубопроводы, предназначенные для транспорта среды с температурой 300° С и выше и под давлением от 17 аm и выше, выполняют из бесшовных труб, которые изготовляют из углеродистой стали марок 10 и 20 при транс­порте среды с температурой до 450° С и из легированной стали различных марок при транспорте среды с более высокой температурой. Остальные тру­бопроводы можно выполнять из труб со сварным швом. Качество труб, арма­туры, фланцев, крепежных и других материалов должно удовлетворять тре­бованиям правил Госгортехнадзора.

Трубопроводы монтируют на особых опорах, укрепляемых на колоннах и стенах здания, или на особых подвесках, прикрепляемых к его перекры­тиям. Находящийся в ра­боте трубопровод в результате термического удлинения труб, нагреваемых те­плоносителем, удлиняется по сравнению с холодным (выключенным). Это удли­нение, составляющее около 1,2ммна 1 м длины и каждые 100° С температуры теплоносителя, может выз­вать столь значительные термические напряжения в трубопроводе, что они при­ведут к разрушению его. Во избежание этого предусматривают возмож­ность беспрепятственного температурного удлинения его в желательном направлении, для чего жестко закрепляют трубопровод только в местах присоединения его к оборудованию и на предельно ограниченном чис­ле опор (мертвые точки). Остальные опоры выполняют сколь­зящими на роликах или катках. Кроме того, предусматривают компенсацию тепловых удлинений трубопроводов компенсаторами различных типов. Наиболее распространены компенсаторы из труб, изогну­тых П-образно, которые встраивают в прямые участки трубопровода между мертвыми точками. Термические напряжения могут также компенсироваться в тех случаях, когда трубопроводы выполняют изогну­тыми (самокомпенсация).

Трубопроводы монтируют с уклоном не менее 0,001 в сторону движения теплоносителя. В наинизших точках отключаемых участков трубопровода выполняют особые штуцера, через которые из паропроводов спускают скон­денсировавшуюся воду, а из водопроводов — воду при необходимости опорожнения их. В наивысших точках трубопроводов устанавливают воз­душники для удаления скопившегося воздуха.

С целью уменьшения тепловых потерь трубопроводы покрывают тепло­вой изоляцией; затем их окрашивают в цвета соответственно роду теплоно­сителя согласно указаниям правил Госгортехнадзора.

Арматура

Арматуру разделяют на запорную, регулирующую и предохра­нительную.

К запорной арматуре относят вентили, задвижки, клапаны и краны. Задвижки предпочтительнее вентилей, так как они имеют значительно меньшее гидравлическое сопротивление. Однако они не обес­печивают той плотности закрытия, которую создает вентиль. Поэтому в осо­бо ответственных точках следует устанавливать вентили.

Регулирующая арматура служит для ручного или автомати­ческого изменения подачи теплоносителя. Имеется довольно много различ­ных конструкций регулирующих клапанов. Все они, однако, отличаются той особенностью, что в закрытом состоянии не обеспечивают полной плотности. Поэтому регулирующую арматуру надо ставить в сочетании с запорной. К предохранительной арматуре относят обратные и предохранительные клапаны.

Рис. Арматура.

а — задвижка; б —вентиль: в —обратный кла­пан; г - предохранительный клапан.

Обратные клапаны устанавли­вают перед котлами для предотвращения обрат­ного тока воды из котла в питательную линию и на напорной стороне центробежных питательных насосов для предотвра­щения обратного тока воды из питательной линии в питательные баки при аварийной остановке насоса.

Предохранительные клапаны имеют назначение устранять опасность разрушения сосудов, работающих под внутренним давлением, при недопусти­мом повышении его. В этом случае предохранительный клапан под действием повысившегося давления открывается и соединяет внутреннее пространство сосуда с окружающей атмосферой, вследствие чего давление в сосуде начи­нает снижаться. Когда оно достигает давления, на которое отрегулирован предохранительный клапан, последний закрывается, разобщая внутрен­ность сосуда и атмосферу, и в сосуде устанавливается нормальное давление.

Согласно правилам Госгортехнадзора каждый паровой котел произво­дительностью более 100 кг/ч снабжают не менее чем двумя независимыми предохранительными клапанами, сообщающимися с его паровым пространст­вом. Один из предохранительных клапанов является контрольным и имеет устройство, не позволяющее обслуживающему котел персоналу изменять регулировку клапана, но не препятствующее проверке его состояния.

У барабанных котлов часть предохранительных клапанов устанавли­вают непосредственно на барабане котла, присоединяя их к особому штуцеру, а часть — на выходном коллекторе пароперегревателя. У прямоточных кот­лов предохранительные клапаны можно устанавливать в любой точке паро­проводов до запорного устройства.

Предохранительные клапаны выполняют трех типов: рычажные, пру­жинные и импульсные. На стационарных паровых котлах устанавливают рычажные и импульсные предохранительные клапаны, причем на котлах с давлением выше 40 am предохранительные клапаны должны быть только импульсными.

Вода и водное хозяйство

В природной (сырой) воде всегда содержатся взвешенные и растворен­ные твердые вещества, а также растворенные газы. Поэтому сырая вода для питания котлов непригодна, так как при наличии в воде твердых минераль­ных примесей котел быстро зарастает накипью и забивается шламом, а имею­щиеся в воде коррозионно - активные газы (кислород и углерод) вызывают коррозию.

Наилучшей водой для питания котлов является конденсат пара, получаемый в производственных и отопительных поверхностных теплообмен­никах и конденсаторах паровых турбин электрических станций. При плот­ных теплообменниках и конденсаторах такой конденсат содержит весьма малое количество минеральных примесей, потому что растворенные в кот­ловой воде минеральные примеси в процессе испарения ее почти не перехо­дят в пар. Однако конденсат не покрывает полной потребности котельных агрегатов в питательной воде, так как часть пара и воды теряется из цикла и должна быть восполнена соответствующим количеством добавочной воды. На конденсационных электрических станциях эта потеря невелика и не превышает обычно 2—3%, но в производственных котельных и на ТЭЦ часто значительное количество конденсата не возвращается и потребность в добавочной воде может достигать 40—60% всего количества воды в цикле.

Добавочной водой в котельных любой мощности обычно служит сырая вода после тщательной химической и термической обработки ее в специаль­ных установках. В зависимости от свойств воды, а также производительно­сти котельной и давления пара в котлах эти установки могут быть относи­тельно простыми или очень сложными. Обычно сырую воду очищают от грубодисперсных и коллоидальных примесей и накипеобразующих солей и освобождают от растворенного воздуха.

Грубодисперсные примеси удаляют из воды отстаиванием ее в резервуарах либо фильтрацией, т. е. пропуском через слой зерненного кварца, задерживающего грубодисперсную примесь. Во многих случаях процессы отстаивания и фильтрации воды, объединяют: основную массу грубодисперсной примеси отделяют в отстойниках, а более глубокое освет­ление производят в фильтрах, включенных за отстойниками.

Для удаления коллоидальных примесей воду подвергают коагуля­ции, т. е. обработке сернокислым алюминием (коагулянтом), в результате чего коллоидальные примеси превращаются в грубодисперсные, которые затем отделяют от воды фильтрацией. Удаление из воды накипеобразующих солей, т. е. умягчение ее, в настоящее время чаще всего осуществляют путем катионного обмена. При этом способе воду, подлежащую умяг­чению, пропускают через слой особого зернистого материала — катионита, который поглощает из воды катионы кальция и магния, взамен отдавая воде в эквивалентных количествах катионы веществ, не образующих накипи. Освобождение воды от растворенных в ней коррозионно -активных газов осуществляют вдеаэраторах различных типов.

На рис. 23-1 показана принципиальная схема водоумягчительной уста­новки с предварительной коагуляцией и осветлением обрабатываемой воды сначала в отстойнике, а затем в механических фильтрах. Сырая вода по тру­бе 1 поступает в распределитель 2, где она разделяется на два потока. Один поступает в подогреватель воды 3, в который также подается пар по трубе 4, а затем в отстойник 6. Другой поток проходит через вытеснитель коагулян­та 5 и вместе с растворенным коагулянтом также направляется в отстойник 6. Здесь вода отстаивается от значительной части механических и коллоидаль­ных примесей, а затем поступает в промежуточный бак 7, откуда она насо­сом 8 подается в механические фильтры 9 для окончательного осветления. Далее в катионитовых фильтрах 10 вода освобождается от солей жесткости, после чего она подается в деаэраторную колонку 11, где освобождается от растворенных в ней газов, и стекает в питательный бак, из которого пи­тательными насосами подается в котел.

Промышленно-отопительные котельные, как правило, питаются водой - из городского или промышленного водопровода, в котором она профильтро­вана и коагулирована. Поэтому в промышленно-отопительных котельных подготовка добавочной воды заключается обычно в умягчении и деаэрации ее.

В паровых электрических станциях конденсационного типа в качестве добавочной воды к конденсату применяют также дистиллят, т. е. сконден­сированный пар, полученный в испарителях, в которых используется тепло пара, отобранного из промежуточных ступеней паровой турбины.

Несмотря на тщательную очистку, добавочная вода вносит в водопаровой цикл котельной некоторое количество примесей, так как ни в каких установках нельзя удалить из воды абсолютно все количество растворенных в ней минеральных веществ и газов. Попадая в котел, минеральные примеси постепенно накапливаются в. котловой Воде до состояния насыщения и при дальнейшем испарении воды начинают выпадать из нее с образованием накипи и шлама. Растворенные коррозионно - активные газы выделяются из воды сразу по поступлении ее в котел и вступают в химическое взаимодействие с металлом котла, понемногу разрушая его. Поэтому в процессе эксплуатации котельных организуют особый режим котловой воды, имеющий целью устранить или свести к допустимому минимуму образование накипи и коррозию, вызываемые остаточным содержанием минеральных примесей и газов в добавочной воде.

Свойства водных растворов твердых веществ

Твердые вещества, содержащиеся в воде, по степени их дисперсности разделяют на механически взвешенные примеси, состоящие из минеральных и иногда органических частиц размером 0,5 мк и более, коллоидально- растворенные вещества, состоящие из ча­стиц размером 0,001 — 0,5 мк, и истинно растворенные ве­щества.

В зависимости от конкретных условий в воде могут содержаться в раст­воренном состоянии различные вещества и притом в различных количествах. Количество вещества, растворенного в единице массы раствора, определяет концентрацию раствора и обычно выражается в миллиграммах или микрограммах на килограмм раствора (мг/кг или мкг/кг).

Как и всякая жидкость, вода может растворить только определенное максимальное количество того или иного вещества, образуя в этом случае насыщенный раствор. Избыточное количество вещества в раствор не перехо­дит и остается в первоначальной фазе. Концентрация растворенного веще­ства, соответствующая насыщенному раствору, называется раствори­мостью этого вещества в данной жидкости. Различают вещества плохо и хорошо растворимые. Применительно к воде, например, плохо растворимы CaSO₄, СаСО₃, CaSiO₃, хорошо растворимы СаС1₂, MgCl₂.

Растворимость вещества зависит от температуры жидкости, в которой оно растворяется. При этом различают вещества с положительным термиче­ским коэффициентом растворимости, у которых растворимость увеличивает­ся с ростом температуры, и вещества с отрицательным термическим коэф­фициентом растворимости, у которых с ростом температуры растворимость уменьшается. Применительно к воде к первым относятся, например, СаС1₂, MgCl₂, ко вторым CaSO₄, CaSiO₃, MgSiO₃.

При установившемся состоянии вещества, растворенные в воде, остают­ся химически пассивными. Однако повышение температуры воды может при­вести к возникновению химических реакций между этими веществами и изменению их химического состава, а также к выпадению некоторых возник­ших веществ в осадок.

Когда в воде содержится большое количество солей с отрицательным термическим коэффициентом растворимости, нагрев ее может привести к на­сыщению раствора, после чего при дальнейшем повышении температуры нач­нется выпадение растворенного вещества в осадок. Растворенные вещества неизбежно выделяются из воды и при частичном испарении ее, так как они не переходят в пар. Поэтому в процессе испарения вода неизбежно насыщается растворенными в ней веществами, после чего из­лишек их начинает выделяться; в первую очередь выделяются соли с низкой растворимостью, например CaSO4, СаСО3, CaSiO3 и др.

Большинство твердых веществ, истинно растворенных в воде, представ­ляет собой э л е к т р о л и т ы, т. е. вещества, молекулы которых в водной среде распадаются на ионы — атомы или группы атомов, несущие электри­ческий заряд, тогда как обычные атомы нейтральны. Молекула электролита распадается на два иона. Один из них имеет положительный заряд и назы­вается катионом, другой имеет отрицательный заряд и называется анионом. Металлы, входящие в молекулу электролита (Mg, Ca, Fe), становятся катионами, а металлоиды (Cl, S) и кислотные радикалы (SO₄, СО₃, SiO₃) — анионами. Водород в зависимости от конкретных условий может стать как катионом, так и анионом. В слабых растворах на ионы рас­падается все количество электролита, растворенное в воде; в более концент­рированных растворах на ионы распадается только часть растворенного электролита. Отношение количества распавшегося на ионы электролита ко всему количеству электролита, растворенного в воде, называется сте­пенью электролитической диссоциации его.

Особенности газовых растворов

Растворение газов в жидкостях приблизительно описывается законом Генри, который гласит, что концентрация газа, растворенного в жидкости, прямо пропорциональна давлению газа над раствором и растворимости его. Газы имеют различную растворимость, но она всегда уменьшается с повы­шением температуры жидкости.

При температуре кипения жидкость полностью теряет способность раст­ворять газы, так что при этой температуре растворенных газов в жидкости не содержится.

В сырой воде обычно растворены азот, кислород, углекислый газ, серо­водород. Все они нежелательны, но особенно вредными являются коррозионно- активные газы: кислород и углекислый газ. Кислород, попавший, в водопаровой тракт котельного агрегата, непосредственно вступает в реак­цию окисления металла элементов этого тракта. Углекислый газ, особенно в котлах высокого давления, интенсифицирует кислородную коррозию, препятствуя образованию защитного окисного слоя на поверхности коррози­рующего металла, вследствие чего скорость коррозии не уменьшается со временем.

Показатели качества воды

Основными показателями, характеризующими качество сырой, пита­тельной и котловой воды, являются сухой (или растворенный) остаток, общее солесодержание, жесткость, щелочность, содержание кремниевой кислоты, концентрация водородных ионов и содержание коррозионно - активных газов.

Сухой (или растворенный) остаток характеризует содержание растворенных и коллоидальных неорганических и частично органических твердых примесей, выраженное в мг/кг или мкг/кг. Он определяется как остаток, высушенный при 110° С до постоянного веса после выпаривания воды, профильтрованной через плотный бумажный фильтр.

Общее солесодержание характеризует общее количество минеральных веществ, растворенных в данной воде, выраженное в мг/кг или мкг/кг. Оно является подсчитанной по ионному составу общей концентра­цией солей в воде. Солесодержание, как правило, меньше растворенного остатка воды, поскольку последний включает также коллоидно-дисперсные вещества, которые не являются истинно растворенными веществами.

Жесткость воды характеризует содержание в ней кальциевых и магниевых солей, обусловливающих накипеобразующие свойства воды. Различают жесткость общую, временную (карбонатную) и постоянную (не­карбонатную). Общая жесткость представляет собой сумму вели­чин временной и постоянной жесткости и характеризует суммарное содержа­ние в воде кальциевых и магниевых солей. Временная жесткость характе­ризует содержание в воде бикарбонатов кальция и магния. Постоянная жесткость характеризует содержание пере­численных выше солей кальция и магния, за исключением двууглекислых. Численно величина жесткости воды выражается через концентрацию в воде соответствующих ионов растворенных веществ, выраженную в эквивалент­ных единицах, т. е. мг-экв/кг или мкг-экв/кг.

Дата добавления: 2014-12-16