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

Подщелачивание котловой воды при осуществлении этих режимов можно производить с помощью гидроокиси лития или морфолина (C 4H 9N O )— хорошо растворенной в воде ор­ ганической щелочи. Вследствие ее летучести она не может создавать на поверхностях нагрева опасных щелочных кон­ центратов. Вместе с тем морфолин таким образом распреде­ ляется между паром и котловой водой (коэффициент распре­ деления 1:10), что последняя создает величину рОН необходимую для защиты стали от коррозии.

При оценке щелочных свойств морфолина следует ука­ зать на то, что константа диссоциации его определена лишь

Наблюдается стабильное значение щелочной реакции пи­ тательной воды, достигаемое при щелочении воды морфоли­ ном. Рекомендуемая норма его 4,0 мг/кг. Расчет по приве­ денным выше формулам показывает, что при данной кон­ центрации этого реагента рОН«*5,5.

Приведенная характеристика щелочных свойств морфо­ лина не дает оснований считать, что при дозировке его в размере 4,0 мг/кг обеспечивается более совершенное щелоче­ ние питательной воды на участках тракта, расположенных до деаэратора, по сравнению с аммиаком. Основное его пре­ имущество перед NH3 заключается, очевидно, в том, что он, во-первых, не в состоянии вызвать коррозию латунных тру­ бок подогревателей и конденсаторов турбин и, во-вторых, он менее летуч.

Последнее его свойство обеспечивает: во-первых, созда­ ние требуемой по условиям сохранения защитных пленок на

Поверхности нагрева котла концентрации щелочи 35 мг/кг и, следовательно, предупреждение насыщения водородом ме­ талла; во-вторых, нейтрализацию угольной кислоты при кон­ денсации пара в регенеративных подогревателях и турбинах.

Рациональные пути улучшения водно-химических режи­ мов прямоточных котлов:

1) увеличение дозировки аммиака с целью доведении pH питательной воды до значений 9,5— 10,0:

2) замена аммиачной обработки воды на пиперидинную. Первое направление в решении задачи потребует установ­ ки в тепловой схеме ПНД смешивающего типа или замены в существующих поверхностных ПНД латунных трубок труб­ ками из нержавеющей стали. Разумеестя, при осуществле­ нии реконструкции ПНД по обоим вариантам необходимо изготовить трубчатую систему всего конденсатора или его камер отсоса воздуха из нержавеющей стали. Второй путь, связанный с применением пиперидина, не потребует подоб­

ных переделок.

аминами при применении для регулирования состава пита­ тельной воды блоков с прямоточными котлами. Пиперидин —

циклическим соединениям.

Пиперидин, а также его гомологи и производные явля­ ются очень сильным вторичным основанием: константа его

ОСНОВНОСТИ К0;н = 1 ,6 - 1 0 -3 .

По отношению к окислителям на холоду он достаточно устойчив, но при нагревании окисляется; причем в зависи­ мости от условий окисления происходит расщепление до раз­ личных аминокислот.

Для обессоленого конденсата, питательной воды, пере­ гретого пара и конденсата турбины для создания величины pH ^ 8,8—9,0 требуется концентрация пиперидина 1,2— 1,3 мг/л. Пиперидин обладает более высоким коэффициентом распределения между водой и паром, чем аммиак. При Тата

смесительной циркуляцией должна фосфатироваться с при менением режима чистофосфатной щелочности (отсутствие свободной щелочи) или фосфатнощелочного режима. Режим чистофосфатной щелочности применяется при питании кот­ лов конденсатом с добавкой дистиллята испарителей или

и не более 20 мг/кг. Для котлов со ступенчатым испарением при режиме чисто-фосфатной щелочности по чистому отсеку не менее 10 мг/кг и по соленому отсеку не более 75 мг/кг. При этом предусматривается кратность упаривания воды между отсеками не более 6—7;

при фосфатно-щелочном режиме по чистому отсеку не

менее 10 мг/кг, по соленому отсеку не более 75 мг/кг РОТ3. Для котлов со ступенчатым испарением при режиме чис­ тофосфатной щелочности и наложенном водном режиме, ес­ ли питание котлов осуществляется конденсатом турбин с добавкой дистиллята испарителей или обессоленной воды, допускается поддерживать уменьшенные избытки фосфатов

РОГ3: по чистому отсеку не менее 1—2 мг/кг, по соленому отсеку нс более 15 мг/кг.

Для котлов без ступенчатого испарения допускается со­ держание фосфатов в промывочной воде не менее 1,0—

2,0 мг/кг РОГ3 и не более 10 мг/кг РОГ3. Критерием оценки агрессивных свойств котловой воды при осуществлении обо­ их режимов должны явиться соотношения:

м. о. < 0 .8 4 Ф + ..ttjCi + N.,PQ4 .

на NaOH, мг/л\

Ф -- содержание фосфатов в котловой воде, мг/л Р 0 4 3 ; Na^SO-t, NaCl, Na3P 0 4— суммарная концентрация сульфитов, флоридов и фосфатов в котловой

воде.

Избыточная щелочность (Щиз&) котловой воды — это раз­ ница между общей щелочностью м.о. и фосфатной щелочно­ стью 0,84Ф, выраженная в мг/кг NaOH. Таким образом,

Щи8б =м .о,—0.84Ф.

Отсутствие безагрессивных свойств котловой воды дости­ гается поддержанием щелочности, которая не должна выхо­

дить за пределы минимальных и максимальных значений, предусматриваемых этим режимом.

Минимальные значения щелочности устанавливаются, ис­ ходя из условий предупреждения общей коррозии металла паровых котлов. Минимальную щелочность необходимо под­ держивать на следующем уровне:

Такая вода должна окрашиваться по фенол-фталеину. Максимальное щелочное число не должно превышать сумму

Избыточная щелочность котловой воды не должна превышать

Na2SQ4 + NaCl + Na3PC>4 5

При наличии в котловой воде щелочности выше верхнего предела котловую воду следует отнести в категории агрес­ сивных. Это означает, что при известных условиях концент­ рат данной воды может вызывать щелочную хрупкость ме­ талла. Для снижения коррозионной агрессивности котловой боды необходимо увеличить дозировку в котлы кислого фос­ фата натрия с тем расчетом, чтобы уменьшить долю щелоч­ ных агентов и увеличить долю Na3P 0 4 в общем солесодержании воды. В табл. 9 указаны допустимые значения общей щелочности котловой воды при различных концентрациях

А. Режим чистофосфатной щелочностти котловой воды

Наиболее приемлемым режимом котловой воды, обеспе­ чивающим отсутствие межкристаллитной коррозии в котлах, является поддеражние в них нулевой чистофосфатной щелоч­ ности. Это мероприятие не только ликвидирует возможность протекания межкристаллитной коррозии котельного метал­ ла, по и обеспечивает безпакипный режим работы паровых котлов.

Подобные условия создаются дозированием в котлы опре­ деленных количеств фосфорнокислых солей натрия.

Выбор того или другого вида соединений производится с учетом качества питательной воды, ее жесткости и щелоч­ ности.

Отсутствие накипи в котле достигается поддержанием из­ быточных количеств ионов Р 0 4~ и щелочной реакцией, обус­ ловленной первой ступенью гидролиза трипатрийфосфата,