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) |
Водное хозяйство теплогенерирующих установок. Системы питания теплогенератора водой.- 2 часа 2 страницаВеличина общей жесткости воды равна выраженной в эквивалентных единицах суммарной концентрации в воде катионов кальция и магния, т. е. Жо = Са2+/20,04 + Мg2+/12,16
где Са2+ и Мg2+ — концентрации в воде соответственно катионов кальция и магния, мг/кг; 20,04 и 12,16 — соответственно эквивалентные массы их, мг/мг-экв. Величина карбонатной жесткости равна выраженной в эквивалентных единицах концентрации в воде анионов бикарбонатов кальция и магния, т. е.
Жк =НСО -3/61,02
где НСО -3— концентрация в воде соответственно анионов бикарбонатов кальция и магния, мг/кг; 61,02 — эквивалентная масса их, мг/мг экв. Наконец, величина постоянной (некарбонатной) жесткости равна:
Жп = Жо — Жк, мг-экв/кг.
Щелочность воды характеризует содержание в ней щелочных соединений, как-то: гидратов, карбонатов, бикарбонатов, фосфатов окисей натрия, кальция и магния. Величина щелочности воды равна суммарной концентрации в ней гидроксильных, карбонатных, бикарбонатных, фосфатных и других анионов слабых кислот, выраженной в эквивалентных единицах, т. е. мг-экв/кг или мкг-экв/кг. В зависимости от обусловливающих щелочность анионов различают гидратную щелочность, обусловленную концентрацией в воде гидроксильных анионов ОН-, карбонатную щелочность, обусловленную концентрацией в воде карбонатных анионов СОз-, бикарбонатную щелочность, обусловленную концентрацией в воде бикарбонатных анионов НСОз-. Кремнесодержание характеризует общую концентрацию в воде различных соединений кремния, находящихся в молекулярной и коллоидальной формах. Условно кремнесодержание пересчитывают на SiO2 и выражают в мг/кг или мкг/кг. Концентрация водородных ионов является одной из важнейших характеристик воды. В воде происходит непрерывный обратимый процесс диссоциации молекул воды на ионы водорода Н+ и гидроксильные ионы ОН-.Количество одновременно диссоциирующих молекул крайне незначительно, составляя приблизительно одну десятимиллионную часть всех молекул воды. Тем не менее, в результате этой диссоциации, в воде содержится некоторое равновесное количество ионов водорода и гидроксильных ионов. Если вода является химически чистой, т. е. не содержит никаких растворенных примесей, то количество водородных ионов в воде равно количеству гидроксильных ионов, так как оба эти иона одновалентны. В результате в химически чистой воде концентрация Н+ всегда равна концентрации ОН—. В воде, содержащей растворенные вещества, соотношение концентрации Н+ и ОН- изменяется. При этом если в воде растворены кислоты, которые диссоциируют, с появлением водородного иона, то общая концентрация водородных ионов возрастает, а если в воде растворены щелочи, которые диссоциируют с появлением гидроксильного иона, то возрастает концентрация гидроксильных ионов. В практике концентрацию водородных ионов в воде выражают не непосредственно, а через отрицательный логарифм ее. В соответствии с этим показатель концентрации водородных ионов, выражаемый символом рН, для абсолютно чистой воды при температуре 22° С становится равным рН = 7 Для воды, содержащей растворенные кислоты, т. е. для воды с кислой реакцией, рН<7; для воды, содержащей растворенные щелочи, т. е. для воды со щелочной реакцией, рН>7. Содержание коррозионно-активных газов в воде характеризуется содержанием в ней кислорода и углекислого газа, выраженным в мг/кг или мкг/кг.
Умягчение воды в катионитовых установках
Катионитовый фильтр представляет собой цилиндрический сварной стальной корпус диаметром 1 000—3 000 и высотой 3 500— 6 500 мм, приблизительно на две трети высоты заполненный зернистой массой катионита. Вода, подлежащая умягчению, но трубе поступает в распределительную систему. Пройдя сквозь слой катионита и умягчившись в нем, вода поступает в дренажное устройство, состоящее из коллектора с системой присоединенных к нему ответвлений, на которых приварены штуцера с навернутыми на них щелевыми колпачками из пластмассы. Пройдя это устройство, умягченная вода по трубе выходит из фильтра. В процессе умягчения воды катионит постепенно истощается, в результате чего катионный обмен между водой и катионитом прекращается. Для восстановления умягчающей способности катионит подвергают регенерации, отключая фильтр и пропуская через него водный раствор регенерирующего вещества. Регенерация восстанавливает реактивную способность катионита, и загруженный в фильтр катионит может прослужить несколько лет. Регенерирующий раствор получают в солерастворителях, когда реагент твердый, или мерниках, когда он жидкий. Солерастворитель представляет собой цилиндрический сварной стальной сосуд диаметром 700—1 000 и высотой около I 000 мм, в который загружают несколько слоев кварца различной крупности. Регенерирующий реагент подается в солерастворитель через плотно закрываемый люк, а вода — через задвижку и трубу. Растворенный реагент фильтруется через слой кварца, поступает в дренажное устройство и затем по трубе выводится из солерастворителя и подается в катионитовый фильтр по трубопроводу, присоединяемому к задвижке и к фланцу фильтра. Для периодической промывки кварца предусматривают подачу воды через задвижку в дренажное устройство с выводом ее через трубу и задвижку в дренаж. Опорожняется солерастворитель через спускную трубу, закрытую задвижкой. Мерник представляет собой род смесительного сосуда, в котором сильно концентрированный раствор жидкого реагента перед подачей в фильтр для регенерации катионита разбавляют водой до требуемой концентрации. В процессе катионирования соли жесткости почти полностью удаляются из воды; остаточная жесткость умягченной воды может быть доведена до 0,02—0,01 мг-экв/кг. Однако поскольку соли магния и кальция заменяются в воде эквивалентным количеством аналогичных солей натрия, суммарное солесодержание катионированной воды по сравнению с солесодержанием исходной воды не уменьшается. Щелочность воды, прошедшей Na-катионито-вый фильтр, заметно повышается, так как при катионном обмене вся карбонатная жесткость исходной воды преобразуется в бикарбонат натрия. Поэтому чистое Na-катионирование применяют только при умягчении воды с небольшой карбонатной жесткостью в тех случаях, когда может быть допущена щелочность химически очищенной воды, приблизительно равная щелочности исходной воды, и когда к качеству пара не предъявляют особых требований по содержанию углекислоты. Так как повышенная щелочность питательной воды может вызвать вспенивание котловой воды, избыточную щелочность катионированной воды часто нейтрализуют серной или фосфорной кислотой. Регенерацию Na-катионитовых фильтров осуществляют 5—8%-ным раствором поваренной соли. При этом поглощенные катионитом ионы Са и Mg переходят в раствор, вытесняясь ионами Na. Существуют две схемы включения Na-катионитовых фильтров: одно- и двухступенчатая. При более простой и удобной в эксплуатации одноступенчатой схеме все фильтры включают параллельно, так что весь процесс умягчения воды полностью заканчивается в одном фильтре. Конечная жесткость умягчаемой воды после одноступенчатого катионирования в зависимости от удельного расхода соли на регенерацию может быть снижена до 0,03—0,05 мг-экв/кг. Схему с двухступенчатым катионированием применяют при наличии более жестких требований к умягченной воде. При этой схеме вода, прошедшая фильтр первой ступени и умягчившаяся в нем приблизительно до приведенных выше или несколько больших значений жесткости, поступает в фильтр второй ступени, в котором жесткость воды может быть снижена до 0,01 мг-экв/кг. При одноступенчатом катионировании и в фильтрах первой ступени при двухступенчатом катионировании скорость фильтрации не должна превышать: 25 м/ч—для воды с жесткостью до 5 мг-экв/кг, 15м/ч — для воды с жесткостью 5—10 мг-экв/кг и 10 м/ч — для воды с жесткостью 10—15 мг-экв/кг. В Na-катионитовых фильтрах второй ступени скорость фильтрации принимают до 60 м/ч независимо от начальной жесткости воды, так что фильтры второй ступени получаются меньшего диаметра, чем фильтры первой ступени, либо их ставят меньшее количество. Чтобы сохранить сопротивление фильтров второй ступени при названной повышенной скорости в пределах 12— 15 м вод. ст., высоту слоя катионита в них снижают до 1,5 м. Скорость фильтрации раствора NaCl через слой катионита составляет приблизительно 3—5 м/ч. Так как по мере обогащения катионита натрием скорость регенерации уменьшается, целесообразно осуществлять ступенчатую регенерацию, вначале подавая 2—3%-ный раствор соли, а затем увеличивая концентрацию соли в растворе до 7—10%. Расход поваренной соли на 1 г-экв рабочей обменной способности катионита составляет при одноступенчатом катионировании 150—200 г/г-экв, а при двухступенчатом 120—150 г/г-экв на фильтры первой ступени и 300—400 г/г-экв на фильтры второй ступени. Водород-катионирование (Н-катионирование) применяют при умягчении воды с большой карбонатной жесткостью. После Н-катионирования все катионы, содержащиеся в исходной воде, заменяются катионами водорода. При этом карбонатная жесткость воды устраняется полностью, что приводит к соответствующему уменьшению солесодержания воды. Кроме того, из воды удаляются все соли кальция и магния, но в воде появляется эквивалентное количество серной, соляной, угольной и кремниевой кислот, присутствие которых в котловой воде нежелательно. Поэтому вода после Н-катионирования может быть использована только в смеси с водой, прошедшей Na-катионирование, так как в этом случае кислоты Н-катионированной воды будут нейтрализованы щелочами Na-катионированной воды. Для регенерации истощенного Н-катионита через фильтр пропускают 1 — 1,5%-ный раствор серной кислоты. Скорости фильтрации умягчаемой воды и взрыхления приблизительно те же, что и в Na-катионитовых фильтрах. Регенерационный раствор пропускают со скоростью не менее 10 м/ч во избежание возможного гипсования катионита; с этой же скоростью через фильтр пропускают и отмывочную воду. Первую половину отмывочной воды сливают в дренаж, вторую собирают в бак отмывочной воды для использования при взрыхлении катионита при последующей регенерации. Удельный расход серной кислоты на регененерацию колеблется в довольно широких пределах: 50—150 г/г-экв в зависимости от солесодержания исходной воды и жесткости умягченной воды. Существует несколько схем Н — Na-катионирования, из которых более распространены две: последовательного и параллельного Н — Na-катионирования. При схеме с последовательными — Na-катионированием умягчаемая вода полностью или частично проходит сначала Н-катионитовые фильтры, а затем окисленная целиком поступает в Na-катионитовые фильтры. В первом случае Н-катионитовый фильтр регенерируется уменьшенным количеством кислоты («голодная» регенерация) из расчета, чтобы ионы водорода обменивались лишь на то количество катионов умягченной воды, которое эквивалентно ее карбонатной жесткости. Между Н- и Na-катионитовыми фильтрами, как правило, устанавливают декарбонизатор для удаления углекислоты, содержащейся в больших количествах в воде, прошедшей Н-катионитовые фильтры. Схему последовательного Н — Na-катионирования рекомендуется применять при повышенных жесткости и солесодержанни умягчаемой воды. При параллельном Н — Na-катионировании Н- и Na-катионитовые фильтры включаются параллельно и вода, подлежащая умягчению, проходит через них двумя параллельными потоками. При этом вода на выходе из Н-катионитового фильтра содержит все анионы в виде свободных кислот, а на выходе из Na-катионитового фильтра — бикарбонат натрия в количестве, эквивалентном величине карбонатной жесткости исходной воды. Смешивая эти воды в нужных пропорциях, получают умягченную воду с требуемой щелочностью. Для предотвращения опасности перекисления воды в схему последовательно с параллельно включенными фильтрами включают так называемый «барьерный» Na-катионитовый фильтр, в котором все кислоты, за исключением углекислоты, превращаются в нейтральные соли. Этот же фильтр задерживает случайные проскоки жесткости из-за расстройства режима работы фильтров. Наконец, барьерный фильтр позволяет существенно снизить конечную жесткость умягченной воды, которую можно довести до 0,03 мг-экв/кг и менее. Другое достоинство параллельного Н — Na-катионирования состоит в том, что при нем можно снизить щелочность умягченной воды до 0,3 — 0,4 мг-экв/кг, чего обычно нельзя достигнуть при иных схемах Н — Na-катионирования. Параллельное Н — Na-катионирование рекомендуется применять в тех случаях, когда концентрация сульфатов и хлоридов в исходной воде не превышает 3 — 4, а содержание натрия 1 — 2 мг-экв/кг. При аммоний-катионировании (NН4-катионировании) все катионы исходной воды обмениваются в слое катионита на катион аммония. Таким образом, в умягченной воде появляются соли аммония, так что она не становится кислой. NH4 катионирование имеет то преимущество перед Н-катионированием, что при нем не приходится иметь дело с серной кислотой, которая требует кислотоупорных арматуры, трубопроводов и емкостей, что делает его перспективным для производственно-отопительных котельных. Однако NН4-катионирование имеет ту особенность, что соли аммония, попадая в котел, из-за высокой температуры воды распадаются на аммиак и свободные кислоты, при этом аммиак и углекислота, будучи газообразными, уносятся паром, a H2SО4 и НСI накапливаются в котловой воде, приводя к усилению коррозии металла котла. Поэтому NН4-катионирование приходится применять только в сочетании с Na-катионированием. В этом случае названные кислоты нейтрализуются внесенными в котел щелочами, содержащимися в воде, прошедшей Na-катионирование, причем NaCl и Na2SO4 какипи не образуют и удаляются в виде шлама при периодической продувке. В качестве катионита при NН4-катионировании также употребляют сульфоуголь, но обогащенный солями аммония. Регенерируют истощенный катионит 2 — 3%-ным раствором сульфата аммония. Расход реагента составляет приблизительно 200 г/г-экв. Недостатком Na-катионирования является загрязнение пара аммиаком, что во многих случаях нежелательно, в частности потому, что большая концентрация аммиака в конденсате в присутствии растворенного кислорода вызывает коррозию медных сплавов. Существуют две схемы NH4 — Na- катионирования: параллельная и совместная. При параллельном NH4— Na-катионировании поток умягчаемой воды разделяют на два потока, из коих один проходит через NH4 -катионитовый фильтр, а другой — через Na-катионитовый фильтр. Доля воды, которую следует пропускать через NH4 -катионитовый фильтр, определяется карбонатной жесткостью исходной воды и содержанием в ней ионов хлора Cl и сульфата SO4, а также заданной щелочностью умягченной воды При совместном NH4— Na-катионировании умягчение воды происходит в одном и том же фильтре, причем катионит регенерируется смесью сульфата аммония и поваренной соли, растворенных в воде в необходимой пропорции.
Химическое обессоливание добавочной воды
Катионирование добавочной воды решает вопрос водоподготовки только для котельных среднего давления. В котельных высокого и закритического давления к качеству питательной воды предъявляют особенно высокие требования, а потому применяют более совершенные методы обработки добавочной воды: обессоливание, т. е. удаление всех растворенных в ней солей, и обескремнивание, т. е. удаление находящихся в ней соединений кремния. Наиболее эффективным способом обессоливания и обескремнивания воды является испарение ее в теплообменниках (испарителях), обогреваемых паром, отбираемым из турбин, с последующим получением дистиллята конденсацией испаренной воды. Однако при большом расходе добавочной воды (на ТЭЦ) испарительные установки получаются громоздкими, причем сооружение их не исключает необходимости предварительного водоумягчения, так как испарители при работе на сырой воде быстро зарастают накипью. Поэтому обессоливание и обескремнивание добавочной воды чаще осуществляют химическими методами — сочетанием обработки воды в Н-ка-тионитовых и анионитовых фильтрах. Воду, прошедшую Н-катионитовые фильтры и поэтому содержащую серную, соляную, угольную и кремниевую кислоты, фильтруют через слой анионита, т. е. твердого, нерастворимого в воде материала, способного вступить в реакцию ионного обмена с кислотами.
Рис. Принципиальная схема установки для глубокого химического обессоливания и обескремнивания воды. На рис. показана принципиальная схема установки для глубокого химического обессоливания и обескремнивания воды. Предварительно коагулированную и осветленную воду подают по трубопроводу 1 в Н-катионитовые фильтры 2, а затем в анионитовые фильтры 3, загруженные слабоосновным анионитом. В первых фильтрах вследствие реакций катионного обмена находящиеся в жесткой воде катионы заменяются катионами водорода, во вторых вследствие реакций анионного обмена находящиеся в воде анионы сильных кислот заменяются гидроксильными анионами ОН, в результате чего солесодержание обрабатываемой воды резко снижается. Затем воду последовательно пропускают через Н-катионитовые фильтры второй ступени 4 и удалитель СО2 5, из которого она сливается в промежуточный бак 7. Продувкой слоя воды воздухом, который подается в аппарат 5 воздуходувкой 6, удаляют из нее СО2. Из бака 7 вода направляется насосом 8 в загруженные сильноосновным анионитом фильтры 9, в которых в результате реакций анионного обмена из воды удаляются анионы кремниевой кислоты. После этого химически обессоленная вода поступает в деаэратор 10.
Деаэрация питательной воды
Существует несколько способов деаэрации питательной воды: термический, десорбционный, химический и др., но в настоящее время подавляющее распространение получил термический способ. Этот способ основан на том, что растворение в воде газов уменьшается по мере повышения ее температуры и совершенно прекращается при достижении температуры кипения, когда растворенные газы полностью выделяются из воды. Существует несколько типов термических деаэраторов, но в настоящее время в паровых котельных основное распространение получили смешивающие деаэраторы атмосферного типа. Такой деаэратор представляет собой вертикальную металлическую цилиндрическую колонку 4 диаметром 1—2 и высотой 1,5—2 м, установленную на горизонтальном цилиндрическом баке, предназначенном для хранения запаса деаэрированной воды. Вода, подлежащая деаэрации, подается в верхнюю часть колонки, где она попадает в водораспределительное устройство 2. Перелившись через край этого устройства, вода стекает вниз, проходя через систему дырчатых тарелок 3 и разбиваясь при этом на тонкие струйки. На своем пути вода встречает восходящий поток пара, который поступает в колонку у ее основания и, пройдя парораспределительную камеру 5, начинает подниматься навстречу падающим струям воды. В результате непосредственного контакта с паром струйки стекающей воды нагреваются до температуры кипения, вследствие чего содержащийся в них воздух выделяется и удаляется с некоторым небольшим количеством не сконденсировавшегося пара через штуцер 1, вваренный в крышку колонки. Нагретая до температуры кипения деаэрированная вода, стекает в питательный бак. В описанном деаэраторе поддерживают давление, несколько превышающее атмосферное, обычно 1,2 am, в соответствии с чем воду нагревают до температуры 104° С, т. е. до температуры кипения при этом давлении. Количество воды, подаваемой в деаэратор, регулируют, исходя из условия поддержания постоянного уровня ее в баке. Для этого служит регулятор уровня поплавкового типа, воздействующий на запорный клапан трубопровода поступающей воды. Регулирование подачи пара может быть как ручным, так и автоматическим. Чтобы предотвратить потерю пара, выходящего из деаэратора через штуцер 1, и заключенного в нем тепла, этот пар направляют в теплообменник (охладитель выпара) для подогрева воды, подаваемой в деаэратор. Кроме деаэраторов атмосферного типа, существуют деаэраторы повышенного давления и вакуумные. Первые работают при давлении 6—7 am; их устанавливают на крупных электрических станциях высокого и закритического давления. Вакуумные деаэраторы получили распространение для деаэрации подпиточной воды тепловых сетей в отопительных котельных с крупными водогрейными котлами, так как в этих котельных отсутствие пара и невысокая температура подогрева сетевой воды в летнее время исключают возможность осуществления атмосферной деаэрации. Существует несколько схем работы вакуумных деаэраторов, которые, как и атмосферные, состоят из колонки 4 и питательного бака 5. Вакуум создается водоструйным эжектором 3, присоединяемым к выходному штуцеру 1 и работающим на холодной воде, подлежащей деаэрации, что целесообразно, так как водоструйные эжекторы работают тем лучше, чем ниже температура эжектирующей воды. Кроме того, для облегчения работы эжектора перед ним устанавливают охладитель выпара 2. Отработавшая в эжекторе вода собирается в резервуаре 6, откуда она поступает в водо-водяной подогреватель 7, работающий на горячей воде, отведенной от магистрали горячей сетевой воды. Подогревшись здесь до температуры кипения, вода поступает в колонку деаэратора, где она освобождается от растворенных газов. Чтобы деаэрированная вода, собирающаяся в баке 5, сохраняла температуру кипения, в этом баке иногда размещают змеевик, также обогреваемый горячей водой из водогрейных котлов. Из резервуара 6 вода подается в деаэратор атмосферным давлением (поскольку в деаэраторе вакуум) либо особым насосом. Деаэраторы подпиточной воды выполняют на производительность 50—3 200 т/ч. Они работают при давлении 0,3 am, чему соответствует температура кипения воды 68,9° С.
Водный режим котельных агрегатов. Внутренняя коррозия
Поступающие в котел с добавочной водой минеральные примеси постепенно накапливаются в котловой воде и после наступления состояния насыщения начинают выпадать из нее. Прежде всего, состояние насыщения наступает для солей жесткости, и они начинают выпадать из воды в первую очередь, обычно в виде кристаллов. Центрами кристаллизации служат шероховатости на поверхностях нагрева, а также взвешенные и коллоидальные частицы, находящиеся в котловой воде. Вещества, которые кристаллизуются непосредственно на поверхностях нагрева в виде плотных отложений, образуют накипь, как правило очень прочную и трудно удаляемую. Вещества, кристаллизующиеся в объеме котловой воды, образуют взвешенные частицы — шлам. Наиболее распространены кальциевая и магниевая накипи, в составе которых преобладают CaSO4, CaSiO3. Накипь, как правило, имеет низкий коэффициент теплопроводности, составляющий 0,1—2,0 ккал/м•ч•град. Поэтому даже тонкий слой накипи приводит к резкому повышению температуры металла поверхностей нагрева котельных агрегатов. При этом в высокотемпературных поверхностях нагрева (экраны, фестоны, первые ряды кипятильных труб конвективного пучка) эта температура по мере увеличения толщины слоя накипи может превысить предельную по условиям прочности металла, после чего начинается постепенная деформация его с образованием отдулин, т. е. местного вздутия трубы, имеющего диаметр 20—30 мм. Затем на месте отдулины образуется свищ — щелевидное отверстие длиной 20—30 мм вдоль образующей трубы. Через него с большой скоростью начинает бить струя воды, и котел приходится останавливать для устранения свища. В тех газоходах водотрубных котлов и водяных экономайзеров, где повышение температуры стенки трубы не угрожает надежности работы котла, накипь также недопустима, так как она приводит к уменьшению к. п. д. котельного агрегата и может привести к уменьшению производительности его в результате уменьшения коэффициента теплопередачи и связанного с этим повышения температуры отходящих газов. В отличие от соединений кальция и магния, образующих накипь, силикат магния и некоторые другие соединения магния в барабанных котлах образуют подвижный, легко удаляемый шлам. На нормальный режим работы барабанного котла большое влияние оказывает также щелочность котловой воды. Чрезмерное повышение ее может привести к вспениванию и заполнению вспененной водой всего парового пространства барабана. В этих условиях сепарационные устройства перестают выполнять свое назначение, и вода проникает в пароперегреватель, а затем в паровую турбину, создавая угрозу повреждения ее. Повышенная щелочность котловой воды может также стать причиной особой формы коррозии металла - щелочной, а также причиной появления трещин в заклепочных швах и развальцованных концах кипятильных и экранных труб (межкристаллитная коррозия или щелочная хрупкость металла). Наряду с этим небольшая щелочность котловой воды желательна, так как она способствует уменьшению кислородной коррозии металла. В котлах высокого давления начинает вредно сказываться содержание в воде кремниевой кислоты H2SiO3. При высоком давлении, начиная примерно с 70 am, кремниевая кислота, как уже отмечалось, приобретает способность растворяться в водяном паре, причем с повышением давления эта растворимость резко возрастает. Попадая вместе с паром в пароперегреватель, она обезвоживается, в результате чего в паре появляется SiO2, Попадая затем в турбину, SiO2 образует на ее лопатках нерастворимые в воде отложения, что приводит к необходимости останавливать турбину для удаления их. Большой вред при попадании в водопаровой тракт приносят растворенные в питательной воде кислород и углекислота, так как они вызывают различные формы внутренней коррозии металла элементов котельного агрегата, которая может за сравнительно короткое время вывести их из строя. В связи с изложенным возникает необходимость нормировать качество питательной воды по ряду показателей. Чтобы предотвратить образование отложений на поверхностях нагрева и исключить угрозу повреждения труб котельного агрегата, а также предотвратить коррозионные процессы металла труб всего водопарового тракта при эксплуатации, организуют специальный водный режим работы котельного агрегата. Чтобы исключить возможность выпадения из котловой воды накипеобразующих солей и образования накипи в барабанных котлах, необходимо, чтобы концентрация накипеобразующих солей в котловой воде не превышала известного значения, находящегося ниже критической концентрации, при которой начинается их выпадение из раствора. Этого достигают продувкой котла, т. е. выпуском из него некоторого количества воды, чтобы удалить то же количество солей, которое поступает в него с питательной водой. В результате количество солей, содержащихся в котловой воде, стабилизуется на некотором уровне, что исключает опасность чрезмерного накопления солей в котле и выпадения их из раствора. Так как солесодержание котловой воды во много раз выше солесодержания питательной воды, то стабилизация солевого баланса котла достигается продувкой только очень незначительной части поданной в котел воды. Организуют продувки периодическую и непрерывную. Периодической продувкой удаляют из котла вместе с небольшой частью котловой воды осевший шлам. Непрерывная продувка обеспечивает равномерное удаление из котла накопившихся растворенных солей без нарушений режима работы его. Периодическую продувку проводят через каждые 8—16 ч из нижних барабанов и коллекторов котлов, т. е. из мест, в которых накапливается шлам. Непрерывную продувку применяют наряду с периодической из барабана котла (при двухбарабанных котлах — из верхнего). Вода непрерывной продувки подается в расширитель 5, в котором давление ее падает до атмосферного. В результате, часть воды испаряется и образовавшийся пар поступает в деаэратор, где тепло его используется. Оставшаяся вода проходит в сливной колодец через теплообменник, где также используется часть тепла продувочной воды. Так как часть тепла продувочной воды теряется, стремятся к тому, чтобы количество продувочной воды было минимальным. Эффективным методом снижения величины продувки является ступенчатое испарение, сущность которого состоит в том, что водяной объем и парообразующие циркуляционные контуры котла разделяют на несколько отсеков, соединенных по пару и разделенных по воде. Питательная вода подается только в первый отсек. Для второго отсека питательной водой является продувочная вода первого отсека. Продувочная вода из второго отсека поступает в третий отсек и т. д. При этом концентрация примесей в котловой воде нарастает от отсека к отсеку. Продувку котла проводят из последнего (при двухступенчатом испарении — из второго, при трехступенчатом — из третьего) отсека. Так как концентрация примесей в воде второго или третьего отсека значительно выше, чем в котловой воде при одноступенчатом испарении, то для вывода примесей из котла требуется меньшая продувка. В котлах низкого и среднего давления количество солей, уносимых паром, пренебрежимо мало по сравнению с количеством солей, поступающих в котел с питательной водой. Процент продувки тем больше, чем при прочих равных условиях выше солесодержание питательной воды или ниже предельно допустимое солесодержание котловой воды. Продувка котлов при восполнении потери пара и конденсата дистиллятом, или обессоленной водой не должна быть менее 0,3 и более 0,5% количества выработанного пара. При восполнении потери химически очищенной водой продувка должна быть не менее 0,5 и не более 3,096, и только в тех случаях, когда количество невозвращаемого конденсата становится большим, продувку можно увеличивать до 5,0%.
Дата добавления: 2014-12-16; Просмотров: 1130; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |