ХИМИЧЕСКАЯ ОЧИСТКА ВОДЫ И ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ПАРА, ПИТАТЕЛЬНОЙ И КОТЛОВОЙ ВОДЫ

Из воды при ее подогреве и испарении происходит выделение со­лей, связанное с повышением их концентрации, .вплоть до насыщения и возникновения кристаллизации. В растворах, содержащих значитель­ное число компонентов, состояния насыщения и пересыщения может достигать и часть общего объема, расположенная вблизи от поверхно­сти нагрева. Это приводит к образованию на шероховатой поверхности металла и в объеме первичных кристаллов, а при дальнейшем обогре­ве к укрупнению отдельных кристаллов.

Такой процесс носит название образования первичной накипи или первичных отложений, к которому наиболее склонны сернокислый каль-. ций, силикат кальция и сложные алюможелезосиликаты.

Образование первичной накипи может иметь место не только при нагревании по­верхностей нагрева и температурах от 60°С и выше, но и при некоторых, еще недоста­точно изученных, условиях охлаждения тепловоспринимающей поверхности, при темпе­ратурах 20—40°С, в объеме пересыщенного щелочного раствора кальциевых и магние­вых солей, карбоната кальция, силиката магния и гидроксилапатита.

Появление кристаллов в объеме приводит в результате их агло­мерации (слипания) к образованию частиц, носящих название шла — м а. Осаждаясь на поверхности нагрева, эти частицы вызывают вторич­ный процесс накипеобразования, связанный с появлением отложений.

Из основ физической химии известно, что произведение. раствори­мости для данного соединения при определенной температуре есть ве­личина постоянная. Если произведение. растворимости меньше этой величины, раствор не насыщен и выпадение осадка не происходит, и наоборот. Далее, при увеличении концентрации вещества с ‘катионами в растворе концентрация другого с анионами должна уменьшиться и соответствующее количество его должно выпадать из раствора.

Поскольку электрически раствор «всегда нейтрален, т. е. сумма положительных зарядов равна сумме отрицательных зарядов, то изме­нение концентрации любого из катионов или анионов при данной тем­пературе приводит к выпадению из раствора соответствующего аниона или катиона в виде газа или твердого вещества. Если же имеется какой-то раствор, то изменение его температуры также повлечет за собой выделение из раствора ионов в первую очередь того соединения, растворимость которого ниже.

На этом основаны коррекционные способы обработки воды путем применения антинакипинов, способствующих переносу кристаллизации с поверхности нагрева в объем.

К органическим антинакипинам относятся вещества типа дубовогб экстракта, декстрин, таннин, сульфат-целлюлозный щелок, белковые вещества и продукты, содержащие крахмал; к минеральным антинаки­пинам— карбонат кальция, гидроокись магния и фосфаты кальция и магния. Минеральные антинакипины получают путем присадки соды или фосфата натрия в воду, находящуюся в котельном агрегате и со­держащую соли кальция и магния.

/ В итоге реакций, протекающих в воде между солями кальция и магния, с одной стороны, и соды или фосфата натрия, с другой, обра­зуются частицы малорастворимых веществ Са3(Р04)г; Мд8(Р04)2, ко­торые играют роль антинакипинов—центров кристаллизации.

Органические антинакипины пригодны лишь для котлоагрегатов с большим удельным содержанием воды на единицу поверхности нагре­ва, при низких давлениях и тепловых напряжениях поверхностей. Коррекционные способы обработки воды получили широкое распро­странение в силу того, что во всех современных конструкциях котло — агрегатов имеются радиационные поверхности нагрева с высокими теп­ловыми нагрузками.

Поскольку содержание воды в контуре невелико, то достижение насыщенных растворов соединений кальция и магния на некоторых участках не исключается. Растворы этих солей дают плотные или рых­лые карбонатные отложения с высоким содержанием СаС03 и МдСОз, а часть СаСОз выпадает в виде шлама. Твердые плотные отложения дает Са804; эти отложения называют сульфатными. Наиболее тверды — 372

Ми и тонкими € низкой теллоправодностью являются силикатные наки­пи! й отложения СаБЮз, А^БЮз, РеЭЮз, ЫаАЦБЮзЬ и другие, обра­зующиеся на поверхностях нагрева «с ‘.высокими тепловыми нагрузками.

Продукты коррозии тепловых аппаратов, сетей и отопительных систем дают медно-железистые накипи* они откладываются в местах наивысших тепловых нагрузок, трудноудаляемы и приводят к образо­ванию иод слоем отложений новых коррозионных разрушений.

Кроме перечисленного, в воде содержатся примеси легкораствор и — мых веществ: сульфаты, хлориды, фосфаты, силикаты и гидроокись натрия, которые при определенных условиях также могут кристаллизо­ваться и давать твердые отложения на обогреваемых поверхностях. Некоторые из натриевых соединений имеют максимум растворимости при определенных температурах, друше с ростом температур увеличи­вают растворимость, как, например, ЫаОН и ЫаС1.

Поэтому существует предел повышения концентрации и легкорас­творимых солей в котловой воде. Поскольку конструкция и давление пара в котельном агрегате влияют на ход химических процессов, суще­ствуют определенные требования к качеству воды, поступающей или находящейся в ,котлоагрегате данного типа, и к качеству пара. Эти требования называют расчетными нормами качества воды (питатель­ной и котловой) и качества пара.

Примерные требования к качеству питательной воды для (Производственных и отопительных котельных приведены в табл. 9-2.

0,03—0,5

<0,03

<0,10

<5

<10

<0,1

<0,03

<0,10

<0,20

<5

<5

<8

<0,03:

<0,03

<0,10

<0,2

<3

<5

5—7

0,01—0,015

0,04—0,7*

<0,03

<0,05

0,03—0,1

0,1—0,2 <0,3

<1,0

1—3

<5

подпись: 0,03—0,5 <0,03 <0,10 — — <5 <10
<0,1 <0,03 <0,10 <0,20 <5 <5 <8
<0,03: <0,03 <0,10 <0,2 <3 <5 5—7
0,01—0,015
0,04—0,7* <0,03
<0,05 0,03—0,1 0,1—0,2 <0,3 <1,0 1—3 <5

0,7—1,5і

подпись: 0,7—1,5і

Не регламентируются

подпись: не регламентируются

1 Карбонатная.

З Взвешенных веществ менее или равно 0,5 мг/кг; С0а=0; рН>7; сухой остаток менее или равен 2000 мг/кг.

подпись: 1 карбонатная.
з взвешенных веществ менее или равно 0,5 мг/кг; с0а=0; рн>7; сухой остаток менее или равен 2000 мг/кг.
Таблица 9-2

Растворенный кисло — „ род» мг/кг

Содержание в воде, мг/кг

Тип котлоагрегата

Общая жест­кость, мг-экв/кг

С сталь­ными водя­ными эко­номайзера­ми

С чугунны­ми эконо­майзерами

Железа

Меди

Масел

І

Г.

І

Е

‘ Требовашя к качеству питательной воды котлоагрегатов

Чугунные секционные. .

Жаретрубные и дымо­гарные…………….

Водотрубные не экрани­рованные, />=1,4 МПа

(14 кгс/см*)……………..

Водотрубные экраниро­ванные, р—1,4 МПа

(14 юге/см*)…………….

Водотрубные экраниро­ванные, /^4,5 МПа (45 кгс/см2) ….. Стальные ^водогрейные

В этой же таблице даиы сведения о допустимых пределах содер­жания © питательной воде соединений железа,, меди и сухого остатка для водогрейных котлов. В тех случаях, когда потребителем исполь­зуется не горячая вода, а насыщенный, осушенный или перегретый пар при давлении до 4,5 МПа (45 кгс/см2), к качеству пара предъяв­ляются требования, изложенные в табл. 9-3.

Возможные пределы на­пряжения па­рового про­странства, мз/(м».ч)

Допустимое содержа­ние в паре

Тип котлоагрегата

Влаги, %

Всех солей, мкг/кг

Двуокиси

Углерода,

Мкг/кг

Примечания

Не регламентиро­ваны

подпись: не регламентированы

20

20

20

подпись: 20
20
20

Чугунные секционные паро­вые

Жаротрубные и дымогарные вертикальные и горизон­тальные

Водотрубные неэкранирован — ные, /?<:1,4 МПа

(14 кгс/см2) …………………..

Водотрубные экранированные /?<1,4 МПа (14 кгс/см2) Водотрубные экранирован­ные, /7^4,5 МПа

(45 кгс/см8)……………………

2000—4000

100^—1000

1,0

1,0

250—400

0,5

0,5

450—900

0,3

0,5

350—500

0,2

0,2

Если вырабатываемый пар соприкасается с пи­щевыми продуктами и ис­пользуется в теплооб­менниках с медными, ла­тунными трубками или в открытой системе тепло­снабжения, То содержа­ние в паре аммиака не­допустимо

Для паровых турбин качество «пара должно быть еще выше, и оно регламентировано Правилами технической эксплуатации электростан­ций и сетей (ПТЭ). Так как качество пара зависит от ряда факторов

Таблица 9-4

Тип котлоагрегата

подпись: тип котлоагрегата

Чугунные секционные паро­вые с /*<0,17 МПа (1,7 кгс/см2).

Жаротрубные и дымогарные с /?<0,8 МПа (8 кгс/см2) Водотрубные неэкранирован — ные с нижним барабаном или грязевиком,

/?<1,4 МПа (14 кгс/см2) Водотрубные экранирован­ные с нижним барабаном при /*<1,4 МПа

(14 кгс/см2) …………………….

Водотрубные экранирован­ные без нижних бараба­нов с /?<Д,4 МПа

(14 кгс/см2) …………………….

То же с /*<4,5 МПа (45 кгс/см2)…………………………..

подпись: чугунные секционные паровые с /*<0,17 мпа (1,7 кгс/см2) 
жаротрубные и дымогарные с /?<0,8 мпа (8 кгс/см2) водотрубные неэкранирован- ные с нижним барабаном или грязевиком,
/?<1,4 мпа (14 кгс/см2) водотрубные экранированные с нижним барабаном при /*<1,4 мпа
(14 кгс/см2) 
водотрубные экранированные без нижних барабанов с /?<д,4 мпа
(14 кгс/см2) 
то же с /*<4,5 мпа (45 кгс/см2) 
Требования к качеству котловой воды

Механических или

И

Н к

І

Механических и

Промывке пара и

§

Е;

Двухступенчатом

Ступенчатом в вы­

3 -8

О

Внутри барабана

Носных циклонах

ЗЗи.

Со а Е

1

Допустимый сухой остаток в продувке, мг/кг, при сепарирующих устройствах и ступенчатом испарении

Механических и без ступен­чатого испа­рения

Общая ще­лочность

!1

4000—16 0001

30—80

<50*

4000—8000

7000—12000

10 000—16 000

30—60

<20

2000—4000

3000—7000

5000—10000

15—30

<20

1000—2000

800—1500

1500—3000

1000—3000

3000—8000

3000—6000

10—15

9—12

<20

<20

Не регламентированы

1 При внутрикотловой обработке воды.

Примечание. Пределы возможного напряжения парового пространства даны в табл. 9-3.

И в их числе от объема проходящего через паровое пространство па­ра— напряжения парового пространства, в табл. 9-3 приведены воз­можные пределы изменения этой величины для котлоагрегатов разного типа; влажность же и солееодержание пара с ростом давления должнн уменьшаться.

Недопустимость содержания аммиака в паре, идущем к технологи­ческим потребителям пищевой промышленности, на бытовые нужды и в теплообменники с медными или латунными трубками тепловой сети, объясняется его токсичностью и агрессивным воздействием на металл. Так же агрессивна по отношению, к сталям и двуокись углерода, содер­жание которой в насыщенном паре ограничивается.

Испытаниями и эксплуатацией установлено, что качество пара за­висит от содержания солей в уносимой из котловой воды влаге, от на­пряжения парового пространства, типа сепарирующих устройств для улавливания влаги из пара, деление на типы которых приведено в гл. 4, и наличия ступенчатого испарения.

В табл. 9-4 приведены требования к качеству котловой воды, соблюдение которых позволяет иметь практически чистыми внутренние поверхности нагрева котлоагрегатов, производить насыщен­ный пар с требуемым качеством и иметь продувку в размере до 10% . Дополнительные сведения о нормах качества воды и пара можно полу­чить в [Л. 13 и 31].

Ваш отзыв

Рубрика: Котельные установки

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *