Окиси железа

Масло

Медь

ДОБАВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ, ВРЕДНО ВЛИЯЮЩИХ НА ОБРАБОТКУ КОТЛОВОЙ ВОДЫ

Большинство растворенных в воде минеральных загрязнений присутствуют в форме ионов. Эти ионы содержат электрический заряд, который является либо по ложительным (катион), либо отрицательным (анион). Такие ионы могут соединятьо вместе для образования химических соединений.

Чтобы знать, какие ионы будут соединяться, нам следует знать их электричес­кий заряд. Ионы, имеющие для нас значение, включают:

Положительные	Химический	Отрицательные	Химический
ионы	символ	ионы	символ
Натрий Кальций Магний Водород	Na^+Са^++Мд^++Н+	Хлорид Бикарбонат Карбонат Гидроксид	CL^- НСО3 СОз^- ОН^- -

Катионы будут соединяться только с анионами.

Пример такого соединения ионов — это действие между кальцием и карбона­том. Химическое соединение, которое образуется, — карбонат кальция.

Другие загрязнители, которые будут вредно влиять на контроль обработки кот­ловой воды, включают медь, окись железа, масло и растворенные газы.

Медь вводится в систему благодаря коррозии медных труб и медных сплавов. В котлах источником такой коррозии могут быть растворенные газы в котловой во­де или использование избыточного гидразина, который вызовет коррозию меди и медных сплавов, позволяя меди вернуться в котел.

Медь в котле перемещает металл с поверхностей трубок и откладывается на трубках. Это часто случается под отложениями окалины и отстоя, такое состояние известно как медная коррозия под осадком. Медные отложения представляют се­рьезную проблему в котлах высокого давления. Водные береговые отложения мо­гут быть представлены на рассмотрение в фирму Юнитор для полного анализа и определения правильных методов очистки.

Чтобы предотвратить поступление масла в конденсатные и питательные систе­мы, обычно включается определенное защитное оборудование, чтобы обнару­жить, удалить и остановить такое загрязнение.

Масляное загрязнение может случиться из-за механической поломки, например, поломанные масляные отражатели на турбинных сальниках, проходящие через смазочное масло к сальниковым конденсаторам и главным конденсаторам и т.д., или необнаруженные протечки на нагревательных катушках цистерн.

Любая масляная пленка на внутренних нагревательных поверхностях опасна, поскольку чрезвычайно ухудшет передачу тепла. Масляные пленки вызывают перегрев трубчатого металла, делая возможным образование пузырей на трубке и ее поломку.

Если подозревается масляное загрязнение, должны быть предприняты немед­ленные действия для его устранения.

Первой исправительной мерой в чистке масляной протечки является обнаруже­ние точки поступления масла в систему и остановка этого. Затем, используя обез­жиривающие вещества фирмы Юнитор, очищающий раствор может быть пропу­щен через систему котла для удаления существующего масляного загрязнения. Подробности об этой очищающей операции приводятся далее в справочнике.

Коагулянт котла может помочь в удалении следов масляного загрязнения. Что касается более конкретных рекомендаций, проконсультируйтесь с вашим пред­ставителем фирмы Юнитор.

Железо может попасть в котел в результате коррозии в предкотловой секции или может снова отложиться в результате коррозии в котле или конденсатной системе. Часто окись железа будет выпадать в осадок и задерживать передачу тепла в труб­ке котла, а иногда случается поломка трубки. Это обычно случается в зонах пере­дачи большого тепла, т.е. с экранирующими трубками, ближайшими к пламени.

Когда железо не присутствует в сырой питательной воде, его присутствие в кот­ле указывает на активную коррозию внутри самой котельной системы.

Ржавчина, красноватая форма, полностью окисляется. Чаще в котле с ограни­ченным кислородом она бывает в ослабленной или черной форме, как магнетит (Fe₃O₄). Это вещество является магнитным и может быть быстро обнаружено с по­мощью магнита. Это пассивированная форма коррозии, и ее присутствие показы­вает, что поддерживается надлежащий контроль за системой.

2.2.4. Карбонат магния (МдСО₃)

Жесткость магния в пресной воде обычно составляет около одной трети общей жесткости. Оставшиеся две трети могут обычно относится к кальцию.

Поскольку карбонат магния заметно более растворим в воде, чем карбонат кальция, он редко является главным компонентом в отложениях окалины. Это явля­ется следствием предпочтительного осаждения иона карбоната кальция в проти­воположность магнию, который остается в растворе, пока весь растворимый каль­ций не истощится.

Как только это состояние будет достигнуто, любой свободный карбонат, остаю­щийся в растворе, войдет в соединение с магнием и начнет осаждаться в качестве карбоната магния, когда растворимость этой соли превышена. Из-за этого по­следнего феномена, когда «мягкая» вода используется в котловой конструкции, любое присутствие магния должно быть удалено наряду с кальцием.

2.2.5. Сульфат магния (MgSO₄)

Сульфат магния - чрезвычайно растворимая соль, имеющая растворимость 20% в холодной воде и 42% в кипящей воде. Он существует в виде ульфата толь­ко в воде с низким рН. Из-за своей высокой растворимости обычно он не выпадает в осадок. Однако ион сульфата будет осаждаться под действием жесткости кальция, если не появится свободный карбонат.

2.2.6. Хлорид магния (MgCL₂)

Хлорид магния, как и сульфат магния, растворим в пресной воде. При высокой температуре и щелочных условиях, обычно поддерживаемых в котле, любые рас­творимые ионы магния в котловой воде становятся чрезвычайно активными и всту­пают в реакцию с ионами гидроксила, которые могут присутствовать в высоких концентрациях в этом типе окружающей среды.

Это может стать результатом образования осадка гидроксида магния, который образует изолирующую окалину на поверхностях котловых труб. Если имеются ио­ны хлорида, они вступают в реакцию с ионами водорода, предварительно соеди­нившись с осажденными ионами гидроксила, чтобы образовать соляную кислоту, этим понижая щелочность воды. Если позволить такой ситуации продолжаться, то рН котловой воды будет возрастать, пока кислотные условия не создадут корро­зию на металлических поверхностях. В отличие от ионов карбоната и сульфата ион хлорида не выпадает в осадок в присутствии растворимого кальция.

2.2.7. Кремнезем (SIO₂)

Окалина кремнезема обычно не наблюдается в котловых системах, за исключе­нием небольшого количества. Она может появиться в системе, когда случается сильный выброс в технологическую воду испарителей с высоким содержанием кремнезема. Другими источниками такой питательной воды может быть речная или сырая пресная вода с высоким содержанием кремнезема, а также дистиллирован-ная/деионизированная вода или необработанная пресная вода, которая храни­лась и набиралась из цистерн, промытых цементом или покрытых силикатом.

Если окалина кремнезема образовалась, то ее чрезвычайно трудно удалить. Кремнезем образует плотную, клейкую, похожую на стекло пленку на металличе­ских поверхностях, этим препятствуя надлежащей передаче тепла. Кроме того, в устройствах, создающих пар, он может перебрасываться с паром, покрывая по-слекотловые секции, особенно в пароперегревателях.

Если турбина образует часть системы, кремнезем может осаждаться на лопас­тях, а также вызывать эрозию пластинчатых поверхностей лопаточного аппарата, что приводит к неустойчивости турбины, а это, в свою очередь, может вызвать ее поломку.

Кроме чистой формы кремнезема (т.е. двуокиси кремния), возможные отложения силикатов могут образовывать соединение с кальцием и магнием, которое чрез­вычайно плохо растворяется в воде и очень трудно удаляется. Кроме того, что уда­ление кремнезема - чрезвычайно трудный процес, кремнезем и отложения сили­катов могут быть очень опасными, поскольку удаление включает в себя и примене­ние плавиковой кислоты или бифлуорида аммония, а оба вещества являются очень вредными для человеческих тканей при вдыхании, глотании и физическом контак­те. В некоторых случаях промывание кислотой и щелочью попеременно приводит к успешной борьбе с этой проблемой. Единственной альтернативой химической очистке является механическое удаление.

2.2.8. Карбонат кальция (СаСО₃)

Щелочность бикарбоната кальция существует почти во всей необработанной пресной воде при нормальных условиях. Ее растворимость около 300—400 %о при 25°С. Если применяется теплота или резко увеличивается рН, бикарбонат кальция распадается и образует двуокись кальция и карбонат кальция.

В то время как соль бикарбоната средне растворима в воде, растворимость карбоната кальция при 25°С только около 14 %о. Эта величина продолжает уменьшаться по мере возрастания температуры, становясь наименьшей, когда температура будет наивысшей. В котле это отражается на поверхностях топочных труб, где происходит контакт с водой. Результирующий нерастворимый карбонат кальция в осадке образует «строительные блокоподобные» кристаллы, которые прилипают не только друг к другу, но также к горячим металлическим поверхнос­тям, образуя непрерывный, изолирующий осадок окалины по всей площади тепло­обмена. Этот осадок продолжает расти и утолщаться, образуя толстое покрытие, пока весь карбонат кальция не истощится. Если в воде также присутствует взве­шенное вещество, оно может стать захваченным в пределах конструкции кристал­лов, создавая больший объем осадка, чем тот, который образовался только при выпадении карбоната.

Если позволить такому состоянию продолжаться, эффективность теплообмена на границе раздела вода/труба быстро падает, что ведет к увеличению расхода топ­лива, необходимого для компенсирования понижения передачи тепла и достижения расчетной температуры, а также требований образования пара. Увеличение топоч­ной температуры, необходимой для работы системы при оптимальных условиях, при­водит к перегреву металлических поверхностей, что в свою очередь может вызвать усталость, трещины и поломку котловых труб. Кроме того, если карманы воды ока­зываются под отложениями окалины и входят в контакт с горячими металлическими поверхностями, может получиться концентрация кислотных и щелочных материалов и привести к образованию местных электролитных ячеек (подосадочная коррозия).

2.2.9. Сульфат кальция (CaSO₄)

Хотя сульфат кальция более растворим а воде, чем карбонат кальция, он может быть точно так же вреден, когда присутствует в котле и системах охлаждающей во­ды. Сульфат кальция подобен карбонату кальция, но в отличие от большинства со­лей, имеет обратную связь температура/растворимость в воде. Если он будет в виде гипса — гидратной формы, в которой сульфат кальция обычно присутствует в пресной воде, его растворимость будет возрастать при температуре около 40°С. При 40°С его растворимость равна 1,551 %о;

при 100°С, что является нормальной точкой кипения воды, его растворимость уменьшается до 1,246 %о, а при 220°С она падает до 40 %о. Сульфат кальция дей­ствует на высокотемпературные поверхности в основном таким же образом, как и карбонат кальция, и с теми же действиями и последствиями. Однако, если отло­жения карбоната кальция относительно легко можно удалить, применяя обычную процедуру очистки кислотой, сульфат кальция является весьма невосприимчивым к действиям нормальных методов кислотного удаления окалины и обычно должен удаляться механическими средствами.

Дата добавления: 2015-06-27