Поведение примесей пара в пароперегревателе

При движении насыщенного пара через пароперегреватель происходит не только лишь перегрев его, да и сначала доупаривание унесенных капелек воды, которое сопровождается, увеличением концентрации примесей в растворе до состояния насыщения с следующим выделением неких из их в виде жесткой фазы. Сначала будут отлагаться те соединения, которые владеют отрицательным температурным коэффициентом растворимости Поведение примесей пара в пароперегревателе, к примеру сульфат натрия и окислы железа.

При наличии в капельках в растворенном состоянии неорганических соединений с положительным коэффициентом растворимости выпаривание воды с ростом концентрации этих соединений будет протекать замедленно, потому что с увеличением температуры безпрерывно возрастает растворимость этих веществ и нужная для их выпаривания температура может превысить температуру Поведение примесей пара в пароперегревателе перегретого пара. В итоге этого высококонцентрированные смеси этих веществ будут поступать с паром в проточную часть турбины. Так, к примеру, при доупаривании капелек котловой воды, содержащих едкий натр, появляется вязкая клееобразная взвесь, в какой концентрация NaOH может достигать 80 – 90 %. На рис. 3.6 приведены сбалансированные концентрации NaOH при разных давлениях и температурах.

Температура Поведение примесей пара в пароперегревателе, °С


Рис. 4.6. Сбалансированная концентрация NaOH в зависимости
от давления и температуры пара

Возможность образования отложений в пароперегревателе из веществ, растворенных в паре, т. е. находящихся в состоянии настоящего парового раствора, может быть установлена по разности меж концентрацией вещества в перегретом паре и растворимостью его в паре , а конкретно: .На теоретическом уровне можно Поведение примесей пара в пароперегревателе представить для себя два варианта: 1) когда концентрация вещества в паре меньше либо равна растворимости его в паре, т. е. когда ; 2) когда концентрация вещества больше растворимости его в паре, т.е. когда . В первом случае вещество на сто процентов проходит транзитом через пароперегреватель, не образуя в нем отложений. Во Поведение примесей пара в пароперегревателе-втором случае разность равна количеству вещества, отлагающегося в пароперегревателе из 1 кгпара либо кристаллизующегося не только лишь на стене, да и в потоке без следующего осаждения уносимых паром жестких частиц.

Так как растворимость в перегретом паре NaCl, NaOH, SiO2 при сверхвысоком и сверхкритическом давлениях в 10-ки раз превосходит допустимое солесодержание и Поведение примесей пара в пароперегревателе кремнесодержание перегретого пара, отложение этих веществ в пароперегревателе является маловероятным. Исключением тут может быть только едкий натр, который при наличии значимых скоплений окислов железа может химически вести взаимодействие с ними, образуя отложения из феррита натрия по уравнению реакции 2NaOH + Fe2O3 = 2NaFeO2 + H2O, которая начинает Поведение примесей пара в пароперегревателе протекать при температуре 200 °С.

Поток пара, проходя через пароперегреватель, одни вещества проносит транзитом (SiO2, NaCl), другие оставляет в пароперегревателе (фосфаты натрия и кальция, сульфаты натрия и кальция и др.), а третьи или теряет, или захватывает, перенося их в турбину (окислы железа). Практика эксплуатации массивных парогенераторов указывает, что чем выше характеристики перегретого пара Поведение примесей пара в пароперегревателе, тем меньше неорганических соединений отлагается в пароперегревателе. Исключением являются окислы железа, растворимость которых понижается с ростом температуры.

На ТЭС с. к. д. концентрации кальциевых и магниевых соединений в питательной воде так малы (благодаря глубочайшему обессоливанию добавки и конденсата, также малому проценту добавки), что предел их насыщения в паре фактически Поведение примесей пара в пароперегревателе изредка достигается. Потому при соблюдении норм свойства питательной воды CaSO4 и Mg(OH)2 проходят пароперегреватель транзитом, и только при значимом ухудшении свойства питательной воды сравнимо с нормами может быть превзойден предел насыщения этих соединений.

В промежных пароперегревателях энергоблоков мощностью 200–300 МВт,где давление составляет 1,5–3 МПа, а температура перегретого Поведение примесей пара в пароперегревателе пара увеличивается с 300–315 до 560–565 °С, происходит фактически полное отложение всех примесей, содержащихся в паре, поступающем из ц. в. д. турбины. При резких конфигурациях режима работы парогенераторов (к примеру, при падении и сбросе нагрузки и т. д.) приводящих к резкому понижению температуры пара на входе в промпароперегреватель и выходе из него Поведение примесей пара в пароперегревателе, наблюдаются вымывание части отложившихся веществ и перенос их в турбины.

4.6.2. Поведение примесей пара в проточной части паровых турбин

В перегретом паре, поступающем в турбину, могут находиться в разных количественных соотношениях растворенные в нем неорганические соединения, мелкие высококонцентрированные капельки котловой воды, частички сухих солей и окислов металлов. При расширении пара в Поведение примесей пара в пароперегревателе ступенях проточной части турбины быстро понижаются его температура и давление, вследствие чего миниатюризируется растворяющая способность перегретого пара, а в унесенных капельках котловой воды двигается равновесие в смесях неорганических соединений. В итоге этих физико-химических процессов из пересыщенных парового и аква смесей выделяется жесткая фаза. Выделение излишка вещества из перегретого пара Поведение примесей пара в пароперегревателе может происходить как конкретно на поверхности проточной части, так и в самом паровом потоке с отложением выкристаллизовавшихся из него сухих частиц на следующих ступенях турбин. В текущее время еще как бы нет довольно надежных данных о доле выпадающей из пара жесткой фазы, кристаллизующейся и накапливающейся на поверхности проточной Поведение примесей пара в пароперегревателе части турбины.

Выделение жесткой фазы из парового раствора может быть исключительно в том случае, если содержание веществ в перегретом паре, поступившем в проточную часть турбины, превосходит растворяющую способность перегретого пара в какой-нибудь из ее ступеней.

В критериях сильного пересыщения парорастворов, обусловленного тем, что пар проходит всю Поведение примесей пара в пароперегревателе проточную часть турбины за десятые толики секунды, выпадение жесткой фазы в объеме парового потока и на поверхности лопаток будет иметь место не только лишь по достижении предела растворимости, да и на лопатках следующих ступеней. В процессе кристаллизации веществ из парорастворов происходят частичный захват и отложение в турбине тех соединений, которые Поведение примесей пара в пароперегревателе вследствие собственной малой растворимости в паре поступают в проточную часть турбины в виде мелкозернистых жестких частиц.

В первых ступенях ц. в. д. в большей степени отлагаются соединения CuO, Сu2О, Na2SiO3, Na2SO4, Mg(OH)2, очень слабо растворимые в перегретом паре и характеризующиеся сильной зависимостью величины их растворимости от Поведение примесей пара в пароперегревателе плотности пара. Уже при маленьком понижении давления в границах ц. в. д. растворимость этих веществ падает до 10-х толикой микрограмма на килограмм пара. Можно считать, что в этой зоне проточной части турбины отложения образуются в итоге конкретной кристаллизации солей либо окислов металлов из пересыщенного парораствора, когда энергия Поведение примесей пара в пароперегревателе кристаллической решетки довольно велика, чтоб образовать крепкие отложения, способные противостоять эрозионному воздействию потока пара.

Согласно данным неких забугорных литературных источников, толика отложившихся на лопатках ц. в. д. турбины окислов меди не превосходит 8–19 %, остальное уносится потоком пара и может отчасти отложиться в промежном пароперегревателе или попасть в конденсат турбины. Все же на Поведение примесей пара в пароперегревателе энергоблоках с. к. д. медистые отложения представляют суровую опасность, потому что они образуются в большей степени на первых ступенях ц. в. д. в зоне меньших проходных сечений проточной части, конкретно там, где удельная мощность на 1 м2 поверхности лопаток (МВт/м2)велика. Тут даже малозначительный по величине занос может приметно Поведение примесей пара в пароперегревателе уменьшить мощность турбины и понизить ее экономичность. При давлении перед турбиной 130 кгс/см2растворимость меди существенно меньше и медистые отложения в проточной части перестают играть сколько-либо суровую роль.

Отложения окислов железа обнаруживаются на всех ступенях турбины, при этом на тex ступенях, где других веществ не много, процентное содержание Поведение примесей пара в пароперегревателе окислов железа в отложениях резко увеличивается. Окислы железа в большинстве отложений находятся в большей степени в виде Fe3О4 и только отчасти в виде Fe2O3.

Существенно лучше растворимый в паре хлористый натрий при концентрации его в паре, отвечающей нормам, добивается насыщения в турбине, где проходные сечения проточной части Поведение примесей пара в пароперегревателе довольно значительны, и занос в наименьшей степени отражается на ограничении мощности и понижении экономичности турбины. Только при значимом ухудшении свойства пара ( мкг/дм3) хлористый натрий отлагается в конце цилиндра высочайшего давления (ц.в.д.).

Кремниевая кислота, владеющая неплохой растворимостью в паре, выделяется в твердую фазу только при значимом понижении Поведение примесей пара в пароперегревателе давления. Кремнекислые отложения (с содержанием SiO2 85–95 %) в разных кристаллических модификациях либо в бесформенной форме концентрируются, обычно, в ц.с.д. и ц.н.д. турбины (рис. 4.7), потому что растворимость SiO2 слабо находится в зависимости от плотности пара.

Рис. 4.7. Схематическая диаграмма температурных границ существования различных отложений, образующихся в Поведение примесей пара в пароперегревателе проточной части турбин
(по данным фазового анализа)

Соединения и Na+ фактически при любом их содержании в поступающем паре отчасти выпадают на лопатки ц. в. д., при этом процессу отложения соответствует отложение Na+. Происходит оседание Na2SiО3, растворимость которого в паре существенно ниже, чем Н2SiО3. При всем этом интенсивность заноса
ц Поведение примесей пара в пароперегревателе. в. д. турбины находится в полном согласовании с качеством питательной воды и перегретого пара. Следствием заноса ц. в. д. является понижение мощности турбины при отсутствии повреждений поверхности нагрева парогенератора.

Основными причинами нарушений норм свойства питательной воды и пара, поступающего в турбину по кремнесодержанию являются: 1) наличие в начальной воде значимого Поведение примесей пара в пароперегревателе количества мелкозернистых соединений кремниевой кислоты, которые не поглощаются анионитными фильтрами, а проходят через все фильтры обессоливающей установки и обнаруживаются в обессоленной дополнительной воде в схеме питания блока; 2) повышение присоса охлаждающей воды при содержании в ней мелкозернистых соединений кремниевой кислоты; 3) высочайшее кремнесодержание пара в 1-ый период после включения Поведение примесей пара в пароперегревателе в работу турбин из-за недостаточной эффективности режима промывок питательного тракта и внутренних поверхностей парогенератора; 4) нарушение обычной работы установок обессоливания конденсата – несвоевременный вывод анионитных фильтров на регенерацию, неудовлетворительная отмывка фильтров, внедрение смесей нерациональной концентрации для регенерации катионитных и анионитных фильтров.

Огромное воздействие на нрав кремнекислых отложений в турбине оказывает соотношение в Поведение примесей пара в пароперегревателе паре щелочи (NaOH) и кремниевой кислоты. В тех случаях, когда содержание натрия довольно для связывания всей кремниевой кислоты, образуются отложения только водорастворимых силикатов натрия. В неприятном случае только часть кремния выпадает в виде силикатов натрия в головной части турбины, остальная же часть кремниевой кислоты транспортируется паром и образует водонерастворимые Поведение примесей пара в пароперегревателе отложения в ступенях низкого давления. При понижении характеристик пара в ступенях турбины едкий натр перебегает из парового раствора, минуя твердую фазу, в жидкое состояние и может, взаимодействуя с окислами железа и кремниевой кислотой, создавать ферриты и ферросиликаты натрия.

Сравнение величины жесткости конденсата проб пара с пределом растворимости в перегретом паре Поведение примесей пара в пароперегревателе соединений кальция, также конкретный микроскопичный анализ проявили, что соединения кальция проходят через проточную часть турбины приемущественно в виде сухой пыли.

В ступенях низких давлений, где начинается увлажнение пара, примеси, выделяющиеся из парового раствора вследствие понижения его растворяющей возможности, вполне перебегают во воду и не образуют отложений Поведение примесей пара в пароперегревателе в проточной части. При нестабильной работе турбины (резкое изменение либо сброс нагрузки), также при колебаниях температуры пара происходит частичное отслаивание и вынос отложений из ц. в. д. в промежный пароперегреватель или в ц. с. д. и ц. н. д. При остановках и следующих запусках из турбины отчасти вымываются мокроватым паром не Поведение примесей пара в пароперегревателе только лишь водорастворимые натриевые соединения, да и отложения, владеющие малой растворимостью в жаркой воде. Отсюда следует, что с повышением длительности рабочей кампании турбоагрегата опасность заноса проточной части окислами меди, железа и кремния растет, ибо перестает сказываться положительное воздействие самопромывки, уменьшающей темп понижения мощности и КПД турбины.

Для выявления Поведение примесей пара в пароперегревателе роли главных причин, влияющих на интенсивность образования солевых отложений в проточной части турбины, употребляются индикаторы, имитирующие процессы, протекающие в отдельных ступенях турбины. Эти индикаторы могут служить только для высококачественной оценки критерий образования отложений в турбине; потому что они не дают надежных результатов для выявления количественных величин отложений.

4.7. Образование Поведение примесей пара в пароперегревателе отложений в водогрейном оборудовании

4.7.1.Главные сведения об отложениях

В теплофикационной практике употребляется различное по термическим чертам водогрейное оборудование. В массивных водогрейных котлах при сжигании мазута либо газа местные удельные нагрузки (в особенности в конвективной и экранной частях котла) способны достигать 520–580 кВт/м2 [45–50 тыс. ккал/(м2·ч)], а температура поверхности нагрева – 250–300 °С. Образование слоя отложений Поведение примесей пара в пароперегревателе усугубляет коэффициент теплопотери от стены к нагреваемой воде и содействует тому, что температура стены трубы становится выше температуры кипения воды при данном давлении. Насыщенное образование отложений на внутренней поверхности труб при неблагоприятных критериях эксплуатации агрегата может вызвать их пережог; в особенности в конвективных пучках котла.

Пароводяные поверхностные Поведение примесей пара в пароперегревателе и водо-водяные секционные подогреватели работают с наименьшей теплонапряженностью поверхностей нагрева, равной соответственно 3,5–4,5 кВт/м2 [3–4 тыс. ккал/(м2·ч)] и 1,7–2,3 кВт/м2 [1,5–2 тыс. ккал/(м2·ч)]. Образующиеся отложения в данном случае понижают теплопроизводительность теплообменников.

Загрязненность отложениями главных магистралей теплотрассы и трубопроводов местных систем может привести к ухудшению гидродинамического режима термических Поведение примесей пара в пароперегревателе сетей.

Зависимо от технологии производства трубопроводов абсолютная шероховатость их внутренней поверхности, под которой понимают высоту выступа шероховатостей, для большинства работающих железных трубопроводов колеблется в границах 0,05–2 мм. Повышение этого показателя из-за скопления товаров коррозии в итоге подпитки теплосети недеаэрированной водой обусловливает возрастание сопротивления термический сети, что в конечном счете приводит Поведение примесей пара в пароперегревателе к дополнительному расходу электроэнергии на прокачку сетевой воды.

Образование в водогрейных котлах и теплообменниках отложений, нарушающих их нормальную работу, приводит к необходимости повторяющейся чистки поверхностей нагрева. Это связано с простоями оборудования, значительными трудозатратами и завышенным износом труб. Еще огромных издержек людского труда и вещественных ресурсов просит устранение проблем Поведение примесей пара в пароперегревателе в магистральных теплотрассах и трубопроводах местных систем, вызванных нарушением водно-химического режима.

Отложения, образующиеся на поверхностях нагрева водогрейного оборудования, относятся к классу так именуемых низкотемпературных. Главным компонентом таких отложений является карбонат кальция. Зависимо от хим состава начальной воды и определенных критерий работы теплообменника в отложениях могут находиться окислы железа Поведение примесей пара в пароперегревателе, сульфат кальция, силикаты и др.

В табл. 4.2 приведены примеры хим состава отложений, более нередко встречающихся в практике работы водогрейного оборудования.

Эталон 1 является примером обычной карбонатной накипи. При использовании артезианской воды без соответственного обезжелезивания (эталоны 2 и 3) в отложениях не считая карбоната кальция находятся окислы железа.

В водогрейном оборудовании Поведение примесей пара в пароперегревателе, в особенности в водогрейных котлах ПТВМ и ТВГМ, также в разводящих трубах жаркого водоснабжения встречаются отложения, состоящие из товаров коррозии конструкционных материалов. Количество таких отложений и возможность их возникновения значительно растут, если не налажено удаление из нагреваемой воды коррозионно-активных газов – кислорода и свободной углекислоты (эталон 4).

Таблица 4.2

Хим состав образцов низкотемпературных отложений

Место Поведение примесей пара в пароперегревателе отбора отложений Утраты при прокаливании, % Хим состав (в пересчете на окислы), %
СаО MgO Fe2O3 SiO2 SO3 P2O5 Сумма окислов, %
1. Подогреватель го-рячего водоснабже-ния теплосети Мосэнерго 2. Трубки подогревателя жаркого водоснабжения, г. Клин 3. То же, г. Рязань 4. Труба местной абонентской системы теплосети, г. Саратов 5. Трубы конвектив-ного Поведение примесей пара в пароперегревателе пучка котла ПТВМ-100 6. Трубы фронтового экрана котла ТВГМ-30 7. Трубки охладителя подстанции Мосэнерго 8. Трубки конденсатора Заинской ГРЭС 44,98 36,00 43,5 8,4 3,7 18,0 42,43 37,45 49,63 25,96 46,7 4,68 45,6 56,08 23,92 43,46 3,02 3,81 1,97 0,38 - 2,51 3,62 0,96 1,37 23,46 6,08 82,89 26,1 6,43 1,40 2,80 0,36 6,20 0,70 1,95 6,1 4,6 19,23 13,06 1,43 0,42 0,20 0,28 16,4 9,4 3,38 3,06 - - - 0,07 - 0,04 1,31 0,81 100,79 95,85 99,15 98,65 97,90 97,06 95,29 101,1

При нагревании вод с завышенным содержанием сульфатов и кальция, в особенности при появлении такового нарушения в работе водогрейного котла, как возникновение поверхностного кипения, образуются сульфатно-железоокисные отложения (эталон 5) либо карбонатно-сульфатные накипи (эталон Поведение примесей пара в пароперегревателе 6). Если в теплообменнике греется вода конкретно из природного источника, то в составе образующихся отложений не считая карбоната кальция находят обычно органические вещества (эталон 7) и кремнекислые отложения (эталон 8).

Низкотемпературные отложения, имеющие довольно различный хим состав, различаются по внешнему облику и структуре. Карбонатные отложения могут быть в виде плотно Поведение примесей пара в пароперегревателе приставшего к металлу слоя серого, кофейного либо темно-коричневого цвета время от времени слоистого строения, где совместно с кристаллическими субстанциями соседствуют и бесформенные. Карбонатные отложения могут также быть в виде рыхловатой массы, слабо скрепленной с поверхностью металла. В ней вместе с карбонатом кальция содержатся принесенные водой продукты коррозии и механические взвеси. Время Поведение примесей пара в пароперегревателе от времени кристаллы карбоната кальция выделяются в объеме воды и потом оседают на теплопередающую поверхность металла. Это – так именуемые отложения вторичного происхождения либо вторичные накипи. Отложения, содержащие сульфат кальция и силикат кальция, характе­ризуются большой твердостью и плотностью и прочно пристают к стенам поверхности нагрева. В латунных трубках подогревателей Поведение примесей пара в пароперегревателе, металл которых подвергается обесцинкованию, отложения имеют вид групповых наростов, располагающихся на обесцинкованных участках.

В отложениях, содержащих гидрат окиси железа обычно имеются два слоя: нижний, плотно прилегающий к трубке, состоит из консистенции кристаллов карбоната кальция с бесформенной гидроокисью железа Fe(OH)3; рыхловатый верхний слой бывает «припудрен» порошком гидрата окиси Поведение примесей пара в пароперегревателе железа, еще не связанного в плотную массу карбонатом кальция.

На основании практических результатов были изготовлены последующие выводы по карбонатным отложениям.

1. Основными факторами, конкретно определяющими интенсивность карбонатного накипеобразования, являются хим состав и температура нагреваемой воды.

2. Термическая нагрузка, характеризующая поверхность нагрева теплообменника, конкретно не оказывает влияние на интенсивность накипеобразования. Косвенное ее воздействие Поведение примесей пара в пароперегревателе проявляется, когда повышение теплонапряженности поверхности сопровождается ростом ее температуры так, что происходит увеличение температуры нагреваемой воды, а это вызывает повышение разложения бикарбоната кальция – процесс, лежащий в базе карбонатного накипеобразования.

3. Индекс стабильности либо насыщения воды по карбонату кальция, рассчитанный для данной температуры нагревания по результатам хим анализа начальной Поведение примесей пара в пароперегревателе воды, может служить показателем накипеобразующей возможности природной воды, предназначаемой для жаркого водоснабжения.

Природные воды с 0 < J70 °C < 0,5 владеют интенсивностью карбонатного накипеобразования не выше 0,15 г/(м2·ч). Они не нуждаются в противонакипной обработке перед нагреванием в подогревателях жаркого водоснабжения.

4. При эксплуатации теплообменников сразу с воплощением противонакипных мероприятий должны приниматься меры для предотвращения Поведение примесей пара в пароперегревателе возникновения шероховатости либо коррозионных повреждений на поверхности трубок. Повреждения могут нарушить работу теплообменника и, не считая того, будут интенсифицировать образование карбонатных отложений.

4.7.2. Организация хим контроля и оценка интенсивности
накипеобразования в водогрейном оборудовании

Важную роль в достижении данного водно-химического режима термических сетей играет надежный хим контроль за Поведение примесей пара в пароперегревателе нормируемыми показателями свойства воды. Существенное воздействие на результаты определения содержания кислорода, свободной углекислоты и железа в подпиточной, также сетевой воде оказывают материал пробоотборных линий и метод отбора проб. В отборных линиях, сделанных из углеродистой стали, часть кислорода и углекислоты расходуется на коррозию металла, в связи с чем их концентрации Поведение примесей пара в пароперегревателе в анализируемой пробе получаются заниженными.

Принципиальное значение для выявления источников загрязнения сетевой воды окислами железа имеет периодический контроль коррозионной активности подпиточной воды при помощи индикаторов коррозии. Контрольные нарезки труб из сетевых подогревателей и водогрейных котлов во время серьезных ремонтов позволяют судить о корректности водно-химического режима термических сетей. В Поведение примесей пара в пароперегревателе водогрейном котле более насыщенные отложения образуются в экранных трубах (в зоне «холодной горелки», также выше верхней оси горелок на 1,5 м), в трубах нижнего конвективного пакета (в первом по ходу дымовых газов ряду). Для более надежного контроля нужно вырезать эталоны из нескольких обогреваемых труб каждой панели. Контроль размера отложений в водогрейном котле Поведение примесей пара в пароперегревателе во время эксплуатации вероятен по изменению его гидравлического сопротивления.

Контроль за качеством водовоздушных промывок местных отопительных систем, в особенности вновь вводимых, также промывок магистральных трубопроводов позволяет вовремя выявить один из основных источников, загрязняющих окислами железа сетевую воду теплосети.

Увеличение жесткости сетевой воды в закрытых системах теплоснабжения может Поведение примесей пара в пароперегревателе быть вызвано неплотностью подогревателей местных систем и возникающим подсосом сырой воды в систему. Как следует, нужна организация контроля за качеством сетевой воды конкретно в местах установки местных подогревателей. Повышение жесткости воды в закрытых системах теплоснабжения происходит также при принужденных добавках сырой воды в теплосеть из-за завышенного неорганизованного водоразбора из системы Поведение примесей пара в пароперегревателе. Случаи прибавления неочищенной воды в теплосеть должны рассматриваться как недопустимые.

4.8. Хим чистки оборудования ТЭС и котельных


povedenie-v-krugu-sverstnikov.html
povedenie-vlastej-uchebnoe-posobie-statya-6-evropejskoj-konvencii-o-zashite-prav-cheloveka-prednaznacheno-dlya-sudej.html
povedenie-vzroslih-chasto-usugublyaet-trudnosti-podrostkov.html