Файл: Субботина, Н. П. Водный режим и химический контроль на тепловых электростанциях.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 137

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

[Л. 7-4]. Они хорошо согласуются с величинами, получен­ ными расчетным путем. Область, расположенная между кривой и осью абсцисс, отвечает соотношениям кон­ центраций Р03~ и NaOH, когда NaFeP04 не обра­ зуется. Выше кривой располагается область образова­ ния NaFeP04 , опасная в отношении выделения железофосфатной накипи.

На рис. 7-5 показан

в увеличенном

масштабе

участок

той же кривой, что на рис. 7-4, вблизи

начала координат.

На рис. 7-5 видно, что

кривая пересекает ось

ординат

при концентрации РО3 - /,, равной 82 мг/л. Отсюда сле­

дует,

что

при режиме чистофосфатной щелочности

(см.

§ 8-1)

безопасным в отношении железофосфатного

накипеобразования является интервал концентраций Р 0 3 - 4 от 0 до 80 мг/л.

7-4. ОБРАЗОВАНИЕ МЕДНЫХ НАКИПЕЙ

К медным накипям относят отложения с высоким содержанием металлической меди. Хотя теплопровод­ ность меди превышает теплопроводность сталей, тем не менее отложения, в которых имеется в среднем 15—20% металлической меди, близки по своей теплопроводности к другим типам накипей, и их накопление на поверх­ ностях нагрева приводит к аналогичным последствиям. Малая теплопроводность медных накипей связана с осо­ бенностями структуры этих отложений.

Металлическая медь в структуре медных накипей образует как бы каркас губчатого строения. Свободные пространства этого каркаса с течением времени запол­ няются окислами железа, соединениями кальция и маг­ ния. Последние либо кристаллизуются из водного рас­ твора, либо вносятся в поры в виде твердых частиц (шлама) и там осаждаются. К своеобразию структуры медных накипей относится также изменение процентно­ го содержания металлической меди в слое отложений. Плотный слой, непосредственно прилегающий к стенке трубы, содержит обычно 10—20% Си, средний слой 40— 50% Си, а поверхностный, наиболее рыхлый и тонкий, до 80% и более металлической меди. Процентное содер­ жание остальных компонентов в направлении от стенки трубы к поверхности накипи соответственно умень­ шается.

208


Исследования, проводившиеся в ВТИ, показали, что процесс образования медных накипей связан с величи­ ной тепловой нагрузки. Если при прочих неизменных условиях некоторая предельная тепловая нагрузка не достигается, медное накипеобразование не возникает. С увеличением тепловой нагрузки сверх этого предела скорость накипеобразования увеличивается. Температу­ ра воды на скорость медного накипеобразования прак­ тически не влияет. Образование медных накипей наблю­ далось в барабанных парогенераторах как низких, так и высоких параметров. Влияние общей концентрации меди на скорость накипеобразования весьма незначи­ тельно. Наблюдения за работой парогенераторов со сту­ пенчатым испарением показали, что при разнице в об­ щей концентрации меди в воде солевого и чистого отсе­ ков примерно в 50 раз разница в количестве отложений

меди в трубах солевого

и чистого отсеков была пример­

но двукратной.

 

 

 

 

 

 

 

Для определения скорости медного накипеобразова­

ния

предлагается

[Л.

7-4]

использовать

следующую

эмпирическую зависимость:

 

 

 

 

 

 

Л : и = * ( С с и ) " 9 ( 9 - 9 » ) -

 

(7-8)

где

Аси — скорость

выделения

меди,

мг/(см2

• ч);

Сси

общая концентрация меди

в

воде,

мг/кг;

q — тепловая

нагрузка, ккал/(м2-ч);

q0

— тепловая нагрузка,

ниже

которой отложения меди в данных условиях не наблю­ даются, ккал/(м2-ч); К— коэффициент пропорциональ­ ности; п — величина, характеризующая зависимость кон­

центрации

ионов

меди от

общей

концентрации меди

в котловой

воде.

Величина

/г может

принимать различ­

ные значения, как положительные, так и отрицательные.

Механизм образования медных накипей во многом остается еще не выясненным. Так, недостаточно изучен состав имеющихся в питательной воде продуктов корро­ зии медных сплавов, из которых обычно выполняются трубки конденсаторов турбин и подогревателей низкого давления. В словиях аминирования (см. § 2-3), которое весьма широко применяется на современных ТЭС, в пи­ тательной воде наряду с гидратированными окислами

меди возможно присутствие различных

медно-аммиач-

иых

комплексов. Данных о составе аммиачных комплек­

сов,

образующихся в конденсатном тракте, и их поведе-

4—229

209



нии при нагревании и. упаривании воды также не имеет­ ся. При высоких температурах вероятны преобразования медно-аммиачных комплексов и их разрушение с обра­ зованием ионов меди.

Термодинамически возможно выделение металличе­ ской меди на поверхности железа по реакции

Cu2 ++Fe.=tFe2 +-r-Cu. (7-9)

Для протекания окислительно-восстановительного процесса, описываемого этим уравнением, необходим контакт ионов меди с металлическим железом. В дей­ ствительности поверхность стальных труб, омываемых водой, всегда покрыта более или менее прочной пленкой окислов, которая препятствует осуществлению такого контакта. Механические и тепловые напряжения в ме­ талле, процессы электрохимической коррозии способст­ вуют частичному разрушению защитных окисиых пленок н обеспечивают на отдельных участках контакт котло­ вой воды с железом. По данным ВТИ, решающая роль во всей совокупности протекающих процессов, приводя­ щих к выделению на поверхностях нагрева металличе­ ской меди, принадлежит мощным тепловым потокам.

7-5. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ФЕРРОАЛЮМОСИЛИКАТНЫХ НАКИПЕИ

И ОТЛОЖЕНИЙ ЛЕГКОРАСТВОРИМЫХ СОЛЕИ

По условиям получения чистого пара парогенерато­ ры среднего давления не требуют ограничения кремнесодержания добавочной воды. Однако, когда в котловой воде таких парогенераторов присутствуют силикаты, нередки случаи образования ферро- и алюмосиликатных иакипей. Обобщение эксплуатационных данных показы­ вает, что такие накипи встречаются не во всех парогене­ раторах среднего давления, а лишь в тех, которые ра­ ботают с очень большими тепловыми напряжениями в топке (топливо мазут) или имеют какие-либо наруше­ ния циркуляции. В накипях этого типа обнаружены многие минералы, которые есть в земной коре, например

натролит Na2(Al2Si3Oio) • 2 Н 2 0 , анальцим

Na(AlSi20B )X

Х Н 2 0 , нефелин Na(AlSi04 ),

акмит NaF'e(Si2 06 ). Меха­

низм образования

ферро- и

алюмосиликатных накипей

в парогенераторах

остается

до сих пор

не изученным.

210


Не исключено, что первоначально выделившиеся в твер­ дую фазу соединения под действием высоких темпера­ тур позже претерпевают изменения, т. е. более простые

вещества

в твердом

состоянии взаимодействуют друг

с другом.

Полагая,

что скорость пакипеобразования

должна снижаться с уменьшением концентраций компо­ нентов, входящих в состав твердой фазы, стремятся с целью предупреждения этого вида иакипей ограничи­

вать поступление с питательной водой железа,

алюминия

и кремния. Повышение концентраций этих

примесей

в питательной воде возможно, например, при наруше­ ниях режима коагуляции добавочной воды, плохом ее осветлении, а также при повышении присосов охла­ ждающей воды, содержащей частицы тонкодисперсной глинистой взвеси. Все меры по обеспечению хорошего эффекта коагуляции и осветления добавочной воды, сни­ жению присосов охлаждающей воды, устранению раз­ личных нарушений циркуляции в парогенераторах спо­ собствуют1 борьбе с ферро- и алюмосиликатными накипями. Если этими путями образование ферро- и алюмосиликатных накипей не устраняется, то при под­ готовке добавочной воды требуется предусматривать стадию обескремнивания. В парогенераторах среднего и высокого давления, питающихся обескремненной во­

дой,

ферро- и

алюмосиликатные накипи, как

правило,

не образуются.

 

 

 

 

Возникновение

нарушений

гидродинамического ре­

жима

в барабанных парогенераторах высокого давле­

ния

находится

в

связи со

специфическим

явлением,

получившим название « п р я т а н и я с о л е й». В техни­ ческой литературе для обозначения этого явления иног­ да употребляется термин «хайд-аут» («hide-out»), утвер­ дившийся в зарубежной практике. «Прятание солей» выражается в следующем. При изменениях теплового режима агрегата, например при повышении производи­ тельности или давления, несмотря на постоянство усло­ вий ведения водного режима, т. е. при неизменном качестве питательной воды и той же продувке, концен­ трации солей натрия (Na2S04, ЫазРСч) в котловой воде начинают уменьшаться, а при снижении производитель-

1 Все эти меры, как показала практика, далеко не всегда эф­ фективны; более целесообразными являются мероприятия по изме­ нению режима топки в направлении устранения местных высоких

тепловых нагрузок поверхности нагрева. (Прим.

ред.)

14*

211