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
[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 |