Файл: Акользин, П. А. Безагрессивные водные режимы паровых котлов лекция для слушателей специальности 0306 - Водоподготовка и водный режим.pdf

Привычные же нам значения pH, при которых образуют­ ся совершенные защитные пленки (область рН = 9 и выше) удобно использовать для характеристики коррозионных свойств среды лишь при низких температурах, при которых не наблюдается аномального поведения молекул воды и ам­ миака, о котором будет идти речь ниже.

Показатель же pH, характеризующий электрохимическую

средах, отходит па второй план, хотя он и находится в тес­ ной зависимости от концентрации ионов ОН и может быть легко вычислен по пей.

Известно, что для чистой и поэтому совершенно нейт­ ральной воды справедливо равенство

|OH-] = [ H ' ] = / K W)

где [ОН- ] и [Н 1] — концентрация ионов водорода; Kw— ионное произведение воды.

Если принять во внимание высказанные выше соображе­ ния о поддержании рОН питательной воды по всему водно­

центрациях аммиака, равных 260—300 мкг/л. При более же высокой температуре воды вследствие ассоциирующего влия­ ния подогрева на ионы Н h и ОН- с образованием молекул для поддержания указанного значения рОН требуется суще­

Если же довольствоваться принятой на практике дозиров­ кой аммиака, которая предусматривает поддержание его из­ бытка на уровне 300—500 мкг/л, то следует ожидать прак­ тически полного отсутствия щелочной реакции у питатель­ ной воды на участке ПВД — паровые котлы.

14

Вполне понято, что увеличение концентрации аммиака выше этой величины возможно лишь при исключении из тракта элементов оборудования, изготовленного из меди и медных сплавов. Сочетание аммиака и кислорода вызывает аммиачную коррозию этих металлов.

Нейтральный режим

Я. М. Колотыркипым и Г. М. Флориановичем было пока­ зано, что кислород при высоких давлениях и температурах водной среды способен на стали создавать сравнительно со­ вершенные защитные пленки и, следовательно, существенно снижать ее кислородную коррозию. Образование защитной

этого так называемого безкоррекционного нейтрального вод­

специальное дозирование разбавленной перекиси водорода. Задача 'сводится к защите в основном низкотемператур­

ного участка тракта (водяной и паровой стороны подогрева­ теля низкого давления), так как образование защитной пленки при более высоких температурах значительно легче и надежней. Нейтральный водный режим с повышенным со­ держанием кислорода обязательно предполагает глубокое обессоливание, т. е. очистку всего потока конденсата на фильтре смешанного действия — конденсатоочистке. Хло­ рид— ионы, в частности, при концентрациях 100 мкг/кг, ме­ шают нормальному образованию магнетитовой пленки на уг­ леродистой стали, понижая,, по-видимому, окислительно-вос­ становительный потенциал; металл при этом попадает в ак­ тивную область, в результате чего возникает язвенная кор­ розия.

Ввиду жесткой связи в обессоленной воде между электро­ проводностью, значением pH, окислительно-восстановитель­ ным потенциалом системы Е0 и концентрациями кислорода, железа и меди, эксплуатационный химический контроль на электростанциях гамбургской энергосистемы при нейтраль­ ном водном режиме ограничивается непрерывным автомати­ ческим измерением лишь двух показателей: электропровод­ ности и окислительновосстановительного потенциала систе­ мы. Таким образом, объем эксплуатационного контроля рез­ ко сокращен по сравнению с обычным его объемом.

В табл. № 7 приведены нормативные показатели этого режима.

1R

Т а б л и ц а 7 Эксплуатационные нормы качества питательной воды при

нейтральном водном режиме

3. ВОДНЫЕ РЕЖИМЫ БАРАБАННЫХ КОТЛОВ

Изучение большого количества случаев пароводяной кор­ розии металла барабанных котлов показывает, что при высо­ ких местных тепловых нагрузках поверхностей нагрева до 500 тыс. ккал (м2-ч) экранные трубы могут работать при не­ стабильном режиме кипения, т. е. с кратковременным пере­ ходом на пленочный режим кипения. На поверхности экран­ ной трубы при этом появляется паровая прослойка (пленка пара), которая сравнительно быстро может быть смыта по­ током воды. При наличии паровой прослойки металл трубы имеет температуру, превышающую температуру насыщения среды на 100—200°С, далее при смыве паровой прослойки стенка трубы охлаждается паро-водяной смесью. Таким обра­ зом, металл трубы работает в условиях резких колебаний температуры. Температурная неравномерность на поверхности кн и создает благоприятные условия для протекания про цессов коррозии под действием чистой воды.

Ускорить процесс коррозионных разрушений могут и хи­ мические факторы. Важное значение имеет чистота внутрен­

риванию котловой воды под слоем накипи или в толще отло­

рение коррозии экранных труб возможно также в присутст­ вии гидратной щелочности котловой воды, особенно при ее глубоком упаривании.

Ускорить коррозионное разрушение металла экранных труб может также некоторое снижение щелочности котловой воды, вследствие применения кислых фосфатов в недопусти­ мом количестве или же поступление возвратных с производ­ ства конденсатов, содержащих потенциально кислые продук­ ты; последние,, гидролизуясь в котловой воде, могут снижать ее щелочность. Большие избытки фосфатов в котловой воде при повышенных тепловых нагрузках могут вызывать опас­ ные отложения солей вследствие явления хайдаута: железно­ фосфатное и медистое накипеобразование и, как следствие, разрушение защитных пленок. Такие процессе наблюдаются в первую очередь в барабанных котлах на давление 136— ISO-105 Па, т. е. 140/155 кгс/см2.

На основании изложенного можно считать, что неприменными условиями реализации противокоррозионных ре­ жимов котловой воды являются следующие:

а) нормализация топочного процесса с целью ликвида­ ции возможности появления резких локальных тепловых на­ грузок, нарушений циркуляции воды и чрезмерных теплосмен;

б) недопустимость поступления в котел кислых продук­ тов и веществ, которые могут образовываться при разложе­ нии кислоты; остальные загрязнения не должны превышать норм ПТЭ;

в) устранение накопления на поверхностях нагрева железоокисных, медистых и других отложений.

Последнее условие обеспечивается созданием надлежа­ щей воздушной и гидравлической плотности конденсаторов турбин; правильной эксплуатацией средств подготовки доба­ вочной воды: соблюдением надлежащего режима продувок котлов, установленного ПТЭ; принятием мер для защиты от коррозии оборудования водоподготовки и тракта питатель­ ной воды; консервацией котлов и в случае необходимости кислотной промывкой, а также гидразинной вываркой. По­ следнее мероприятие нуждается в конкретизации.

Гидразинная очистка поверхностей нагрева применима преимущественно для удаления железоокисных отложений. Другие компоненты удаляются с поверхности металла лишь вследствие разрушении структуры отложений и восстановле­ ния гидразином продуктов коррозии, непосредственно при­ легающих к металлу и являющихся связующим звеном меж­ ду металлом и отложениями . (накипью). Плотные прочно связанные с металлом накипи (не меньше 1 мм), а также толстые отложения (не меньше 400 г1м2) разрушаются гид-

1 г,-