Основные показатели качества воды. Какая вода называется питательной
Требования к воде и пару
Требования к воде и пару
Вода, используемая в парогенераторах и водогрейных котлах, в зависимости от участка технологической цепи, на котором она используется, носит различные названия. Вода, поступающая в котельный цех от различных источников водоснабжения, называется исходной или сырой водой. Эта вода, как правило, поступает для предварительной химической подготовки перед использованием ее для питания парогенераторов и водогрейных котлов.
Вода, поступающая для питания парогенераторов и предназначенная для восполнения испарившейся воды, называется питательной водой, а для восполнения потерь или расходов воды в тепловых сетях - подпиточной водой. Котловой водой называют воду в котле, из которой получается пар.
Пар, получаемый в промышленных котлах, направляется в различные теплоиспользующие аппараты, конденсат из которых возвращается не полностью. Кроме того, часть пара и воды при наличии неплотностей теряется. В связи с этим необходимо систематически добавлять некоторое количество воды извне. В водогрейные котлы также приходится добавлять некоторое количество воды из-за ее утечек в системе теплоснабжения или использования потребителями.
Лучшей для питания котлов является вода, получаемая при конденсации пара, так как в ней содержится незначительное количество загрязняющих ее веществ. Вода, получаемая из различных источников водоснабжения, всегда хуже конденсата. Поэтому сырую воду перед использованием для питания котлов или подпитки тепловых сетей предварительно обрабатывают с целью улучшения ее качества.
Качество сырой, питательной, подпиточной и котловой воды характеризуют сухим остатком, общим солесодержанием, жесткостью, щелочностью, содержанием кремниевой кислоты, концентрацией водородных ионов и содержанием коррозионно-активных газов.
Сухим остатком называется содержание растворенных и коллоидных неорганических и органических твердых примесей, выраженное в мг/кг или мкг/кг. Сухой остаток определяется выпариванием воды, профильтрованной плотным бумажным фильтром, с последующей сушкой остатка при температуре 110 °С.
Общее солесодержание характеризует суммарное содержание минеральных веществ, растворенных в данной воде, выраженное в мг/кг или мкг/кг.
Общей жесткостью воды называют суммарное содержание в воде солей магния и кальция. Различают карбонатную жесткость, обусловленную растворенными в воде солями кальция [Са(НС03)2] и магния [Mg(HC03)2], и некарбонатную, обусловленную всеми остальными солями кальция и магния (CaS04, MgS04, СаС12, MgCl2 и др.).
Общая жесткость разделяется на временную и постоянную. Временная жесткость, обусловленная содержанием в воде бикарбонатов кальция и магния Са(НС03)2 и Mg(HC03)2, устраняется при кипении воды. Постоянная жесткость обусловлена содержанием в воде солей магния и кальция, кроме двууглекислых. Жесткость воды выражается концентрацией соответствующих ионов растворенных веществ, выраженной в эквивалентных единицах - микрограмм-эквивалент на килограмм (мкг-экв/кг) или миллиграмм-эквивалент на килограмм (мг-экв/кг). При этом 1 мкг-экв/кг=0,0005 ммоль/кг.
Щелочностью воды называют суммарное содержание в ней гидроксильных, карбонатных, бикарбонатных и других анионов. В зависимости от содержания анионов, характеризующих щелочность, различают: гидратную щелочность, обусловленную концентрацией гидроксильных анионов; карбонатную, обусловленную концентрацией карбонатных анионов; бикарбонатную, обусловленную концентрацией бикарбонатных анионов. Щелочность измеряется в мкг-экв/кг или мг-экв/кг.
Кремнесодержанием называют суммарную концентрацию в воде различных соединений кремния, которые могут находиться как в молекулярной, так и в коллоидной формах. Кремнесодержание условно пересчитывают на Si02 и выражают в мкг/кг или мг/кг.
Весьма важное значение имеет показатель pH, характеризующий концентрацию в воде водородных ионов. В воде происходит непрерывный обратимый процесс диссоциации молекул воды на ионы водорода Н+ и гидроксильные ионы ОН-. Одновременно диссоциирует весьма небольшое число молекул (около десятимиллионной части всех молекул). Однако в результате диссоциации в воде находится определенное равновесное число ионов водорода Н+ и гидроксильных ионов ОН-. В чистой воде концентрация водородных ионов всегда равна концентрации гидроксильных ионов. При наличии в воде растворенных веществ указанное равенство нарушается. Концентрация водородных ионов в химически чистой воде при температуре 22 °С равна 10-7. Концентрацию водородных иолов в воде принято выражать десятичным логарифмом этого числа, взятым с обратным знаком, и обозначать pH. Следовательно, для абсолютно чистой воды pH = 7. При pH, меньшем 7, концентрация ионов водорода увеличивается, что свидетельствует о кислой реакции воды. Для воды, содержащей растворенные щелочи. pH больше 7.
Коррозионно-активными газами, содержащимися в воде, являются кислород и углекислый газ. Содержание их в воде выражается в мкг/кг или мг/кг.
В соответствии с правилами Госгортехнадзора к питательной воде котлов, имеющих естественную циркуляцию при давлении до 4 МПа, и к подпиточной воде водогрейных котлов применяются определенные требования к воде и пару. Нормы качества питательной воды для парогенераторов при докотловой обработке в соответствии с ГОСТ 20995-75 приведены в табл. 6-1.
Нормам качества подпиточной воды для тепловых сетей соответствуют требования к воде и пару СНиП 11-36-73 «Тепловые сети. Нормы проектирования» приведены в табл. 6-2.
Требования к воде и пару предъявляются при питании котельных агрегатов химически очищенной водой малой жесткости когда возможно отложение накипи на поверхностях нагрева. Поэтому применяют коррекционный метод обработки, вводя в котловую воду специальные реагенты, называемые коррекционными веществами. В качестве коррекционных веществ в котловую воду экранированных котлов вводятся фосфаты.
Ввод фосфатов служит также для предупреждения межкристаллитной коррозии. Для паровых котлов давлением более 1,6 МПа рекомендуется солефосфатный режим, при котором в котловой воде допускается наличие определенного избытка щелочей наряду с фосфатами, сульфатами и хлоридами. Эти соединения оказывают положительное воздействие на металлы, так как они, имея ограниченную растворимость при высоких температурах, при упаривании котловой воды выпадают в осадок и закупоривают неплотности в котле. Избыток фосфатов в котловой воде с одной ступенью испарения должен быть при солефосфатном режиме не менее 10 и не более 20 мг/кг; для котлов со ступенчатым испарением по чистому отсеку не менее 10 и по солевому отсеку - не более 75 мг/кг.
В последнее время наряду с фосфатированием для барабанных паровых котлов предъявляются требования к воде и пару и рекомендуется комплексонный водный режим, разработанный Т. А. Моргуловой. При этом режиме в питательную воду вводится определенная доза этилендиаминтетра - уксусной кислоты (ЭДТА) или ее двухзамещенной натриевой соли, называемой трилоном Б. Эти соединения способны образовывать растворимые в воде комплексы со всеми накипеобразующими катионами, включая железо, при значениях pH воды не выше 9,5. Комплексно должен вводиться в питательную воду перед питательным насосом. Весь тракт дозирования должен быть выполнен из нержавеющей стали. Концентрация дозируемого раствора не должна превышать 15 мг/кг.
Пар, получаемый в котле, должен быть чистым во избежание отложения накипи на внутренней поверхности труб пароперегревателя н теплообменных аппаратов. Качество пара, получаемого в котлах, зависит от его влажности и концентрации загрязняющих котловую воду веществ.
Влажный пар характеризуется влажностью и солесодержанием. Влажностью называют массовую долю влаги, содержащейся в насыщенном паре. Под солесодержанием пара понимают отношение (мг/кг)
Качество насыщенного и перегретого пара в соответствии с ГОСТ 20995-75 должно отвечать нормам, приведенным в табл. 6-3.
Для снижения влажности пара применяются паросепарационные устройства, описанные в § 6-6. Для уменьшения содержания веществ, загрязняющих котловую воду, производится продувка, т. е. удаление части котловой воды и замена ее питательной водой. Содержание загрязняющих веществ в котловой воде тем меньше, чем больше при прочих равных условиях продувка.
Различают продувку непрерывную и периодическую. Непрерывная продувка производится без перерывов в течение всего времени работы котла, а периодическая - кратковременно через большие промежутки времени. В результате периодической продувки из котла вместе с небольшим количеством котловой воды удаляют осевший шлам, который образуется из веществ, кристаллизующихся в объеме котловой воды. Периодическую продувку производят из нижних точек (нижний барабан и нижние коллекторы экранов). Непрерывная продувка обеспечивает равномерное удаление из верхнего барабана растворенных в котловой воде солей. С непрерывной продувкой теряется значительное количество теплоты. При давлении пара 1,0-1,4 МПа каждый процент неиспользуемой продувки увеличивает расход топлива примерно на 0,3%. Использование теплоты непрерывной продувки возможно в системе отопления, в водяных тепловых сетях для подпитки или в специально устанавливаемых сепараторах (расширителях) для получения вторичного пара. Однако использование теплоты продувочной воды не означает, что продувка может быть большой. Следует учитывать, что котловая вода имеет более высокий тепловой потенциал по сравнению с водой, используемой в сепараторе (расширителе) продувки. Поэтому необходимо всемерно снижать продувку.
Одним из наиболее эффективных методов снижения потерь котловой воды с продувкой является ступенчатое испарение. Ступенчатое испарение заключается в том, что в водяном объеме котла создают зоны с различным содержанием солей в котловой воде. Это достигается разделением водяного объема барабана котла с его поверхностями нагрева на отдельные отсеки. При этом продувка производится из отсека с наиболее высоким содержанием солей, а отбор основной массы пара, направляемого в пароперегреватель, производят из отсека с наименьшей концентрацией солей в котловой воде.
Простейшим является двухступенчатое испарение, сущность которого заключается в следующем. Водяной объем верхнего барабана разделяется перегородкой с отверстием на два отсека (рис. 6-4): чистый 6 и солевой 2. Питательная вода поступает в чистый отсек, а солевой питается из чистого через отверстие в перегородке 3. В чистом отсеке образуется примерно 80 % пара, а в солевом -20%. Следовательно, из чистого отсека в солевой поступает 20 % воды, которая для чистого отсека является продувочной.
При такой продувке содержание солей в чистом отсеке крайне мало и из него получается пар весьма хорошего качества. В солевом отсеке поддерживается высокое содержание солей за счет малой продувки и, следовательно, получаемый из него пар имеет высокое солесодержание. Однако из пара, выдаваемого солевым отсеком, стремятся удалить капельки котловой воды, пропуская пар через сепарирующие устройства и затем в паровое пространство чистого отсека. При прохождении через это пространство пар солевого отсека дополнительно очищается. В результате качество пара, выдаваемого котлом, определяется содержанием солей в котловой воде чистого отсека. Конструктивно ступенчатое испарение в котлах выполняют с расположением солевых отсеков непосредственно в верхнем барабане или устанавливают выносные циклоны. Чаще всего на вторую ступень испарения включают боковые экраны котла.
Режим продувки и качество котловой воды устанавливаются путем специальных теплохимических испытаний. Предельные значения солесодержания котловой воды, рекомендуемые заводами-изготовителями котлов, приведены в табл. 6-4.
toplivopodacha.ru
Котельная вода — СМОЛЫ
Водоподготовка — это последовательная обработка воды, поступающей из начального водоисточника к конечному потребителю, для приведения её свойств и качества к соответствию производственным или бытовым требованиям. Водоподготовка проводится на сооружениях или в фильтрах водоочистки для нужд жилищно-коммунального хозяйства, энерго- и теплогенерирующих объединений, транспортных предприятий, фабрик и заводов. Конечные свойства и качество очищаемой воды для пищевых / питьевых целей нормируются СанПиН 2.1.4.1074-01.
Для котельной воды первоначальным источником являются природные воды, вода из городского водопровода. Опасностью для котельной воды является то, что в составе природных вод имеются механические примеси минерального или органического происхождения, растворенные химические вещества и газы, поэтому без предварительной очистки природные воды непригодны для питания котлов. На помощь приходят ионообменные смолы: КАТИОНИТ КУ-2-8, анионит и СУЛЬФОУГОЛЬ.
Заказать ионообменные смолы можно на сайте smoly.ru от производителя, например, катионит, цена на него поэтому не высока.
Воду, используемую в паровых и водогрейных котлах, в зависимости от участка технологической цепи, на котором она используется, называют по-разному. Так, вода, поступающая в котельную или ТЭЦ от возможных источников водоснабжения, называется исходной, или сырой, водой. Как правило, эта вода требует предварительной химической подготовки перед использованием ее для питания котлов.
Вода, поступающая для питания котлов, называется питательной. Вода, подаваемая для восполнения потерь пара или расходов воды в тепловых сетях, называется подпиточной. Воду, находящуюся в испарительной системе котла, называют котловой.
Пар, получаемый в промышленных котлах, направляют в различные теплоиспользующие устройства, конденсат из которых возвращается неполностью либо он настолько загрязнен, что не может быть непосредственно использован. Кроме того, часть пара и воды при наличии неплотностей теряется. В связи с этим необходимо систематически добавлять в тепловые сети некоторое количество воды извне. В водогрейные котлы также приходится добавлять воду из-за ее утечек в системе теплоснабжения или использования потребителями. Котельная вода не должна давать отложений шлама и накипи, разъедать внутренние стенки труб поверхностей нагрева, а также вспениваться.
Наличие примесей в котельной воде приводит к явлениям, существенно усложняющим работу котельного агрегата. В первую очередь следует выделить накипеобразование, загрязнение пароперегревателей и турбин, внутреннюю коррозию в трубах. Накипеобразование на внутренней поверхности обогреваемых труб относится к наиболее опасным явлениям. Даже весьма небольшой слой накипи приводит к весьма существенному повышению температуры металла труб и их разрыву из-за потери механической прочности, что считается тяжелой аварией в котлоагрегате.
Жесткость котельной воды
Жесткость котельной воды обусловлена присутствием в ней солей кальция и магния. Различают общую Жо карбонатную Жк и некарбонатную Жнк жесткость.
Карбонатная жесткость котельной воды - Жк
Карбонатная жесткость котельной воды Жк характеризуется содержанием в растворе гидрокарбонатов кальция и гидрокарбоната магния. Карбонатная жесткость котельной воды удаляется нагреванием воды, поэтому ее называют также временной жесткостью. При нагревании воды гидрокарбонаты постепенно переходят в малорастворимую форму солей — карбонаты СаСО3, и MgC03, выпадающие в виде рыхлых осадков (шлама) и удаляемые при периодической продувке. Уравнения этих реакций следующие:
Ca(HCO3)2= СаСО3 + Н2О + СО2;
Mg(HCO3)2= MgСО3 + Н2О + СО2;
Количественно карбонатная жесткость котельной воды равна концентрации ионов Са2+ и Mg2+, которая соответствует удвоенной концентрации гидрокарбонат-ионов НСО3.
Некарбонатная жесткость котельной воды - Жнк
Некарбонатная жесткость котельной воды вызвана наличием в воде всех остальных, помимо гидрокарбонатов, солей кальция и магния. Некарбонатная жесткость является неустранимой, она сохраняется при нагревании и кипячении, поэтому ее называют постоянной жесткостью. При водоподготовке на заводах соли постоянной жесткости образуют плотные отложения накипи. Количественно некарбонатная жесткость котельной воды равна концентрации ионов Са2+ и Mg2+ за вычетом временной (карбонатной) жесткости. В качестве анионов выбраны (условно) сульфат-ионы SО4, хотя в воде могут также находиться хлориды, нитраты, различные силикаты и фосфаты кальция и магния. Так как некарбонатную жесткость определяют через содержание CaS04 и MgS04, ее называют также сульфатной жесткостью.
Общая жесткость котельной воды
Общая жесткость котельной воды - Жо
Количественно общую жесткость воды характеризуют через суммарное содержание ионов Са2+ и Mg2+, выраженное в ммоль/кг. По жесткости все природные воды делятся на мягкие (общая жесткость менее 2 ммоль/кг) и жесткие со средней степенью жесткости (2... 10 ммоль/кг) и высокой степенью жесткости (более 10 ммоль/кг). Для перевода количества вещества n, моль, в его массу m, кг, используют формулу nМ = m, где М — молярная масса конкретного вещества, кг/моль. Для рассматриваемых солей жесткость соответствует M/(Са) = 40,08 кг/моль, M/(Mg) = 24,32 кг/моль. Так как в химических процессах вещества реагируют и образуются в эквивалентных количествах, то на практике до сих пор широко используется понятие грамм-эквивалента — количество вещества в граммах, численно равное его химическому эквиваленту. Химический эквивалент — безразмерная величина, численно равная для водных растворов солей молярной концентрации ионов Са2+ и Mg2+, приходящейся на вдвое большую молярную концентрацию НС03. Таким образом, если используют единицу измерения жесткости мг-экв/кг (миллиграмм-эквивалент на 1 кг воды), то она соответствует содержанию в воде 20,04 мг иона Са2+ или 12,16 мг иона Mg2+. Щелочность характеризуется наличием в воде щелочных соединений (NaOH — едкий натр, Na2C03 — кальцинированная сода. NaHC03 — гидрокарбонат натрия, Na3P04 — тринатрийфосфат и др.).
Общая щелочность до проведения водоподготовки Що складывается из суммы Щг, (гидратная щелочность), Щгк (гидрокарбонатная), Щк (карбонатная):
Що=Щг+Щгк+Щк
smoly.ru
Состав - питательная вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Состав - питательная вода
Cтраница 1
Состав питательной воды был следующий; хлориды - 5 - 38 мг / кг сульфайа - 21 - 51 мг / кг; сухой остаток - 100 - 200 мг / кг; остаточное содержание кислорода после термической деаэрации - 0 - 0 2 мг / кг; избыток сульфита - 3 0 - 3 3 мг / кг; окисляемость воды по кислороду - 6 5 - 7 5 мг / кг. [1]
Регулирование состава питательной воды прямоточных котлов с целью предупреждения коррозии металла, Сб. [2]
В составе питательной воды присутствуют вещества, имеющие ограниченную растворимость в условиях рабочих параметров котлов. [3]
Кроме добавка в состав питательной воды ТЭЦ входят многие потоки: производственный и турбинный конденсаты; конденсаты подогревателей сырой, подпиточной и теплофикационной воды; вода из дренажных баков и баков низких точек и др. Целесообразно хотя бы периодическое проведение баланса составляющих питательной воды по железу и другим примесям для оценки влияния отдельных потоков на качество питательной воды. Например, конденсат баков нижних точек и дренажных баков в количественном балансе питательной воды может составлять всего несколько процентов. Однако содержание железа в этих конденсатах иногда достигает нескольких миллиграмм на килограмм. Нередко всякого рода изменения в схемах дренажных, конденсатных и других трубопроводов не находят отражения в технической документации, об этих изменениях забывают, что затем затрудняет оперативный поиск источника ухудшения качества питательной воды. О важности учета многих элементов тепловой схемы свидетельствуют, в частности, такие примеры. На одной ТЭЦ периодически нарушалось качество питательной воды по всем показателям, кроме жесткости, причем персонал не смог своевременно выяснить причину такого нарушения. Оказалось, что периодически из-за неисправности регулятора уровня расширитель непрерывной продувки переполнялся и котловая вода поступала в деаэраторы. В другом случае на заполнение гидрозатвора деаэратора в качестве резерва была подведена сырая вода, что приводило к повышению жесткости питательной воды. Иногда дренажи схем парового отопления заводят только в дренажные баки, так что при опрессовке этих схем сырой водой последняя поступает в цикл питания котлов. В ряде случаев моющие растворы из схемы химической очистки попадали в питательный тракт работающих котлов в результате установки арматуры ( вместо видимого разрыва) между промывочной и эксплуатационной схемами. Перечень таких и подобных нарушений, к сожалению, довольно значителен. [4]
Уточняется расчетом исходя из стехиометрических соотношений по составу Питательной воды. [6]
Уточняется расчетом исходя из стехиометрических соотношений по составу питательной воды. [8]
Формула одной из накипеобразующих солей, входящей в состав питательной воды, бикарбоната кальция Са ( НС03) 2 показывает, что в состав молекулы этой соли входят один атом кальция, два атома водорода, два атома углерода и шесть атомов кислорода. [9]
На конденсационных станциях и чисто отопительных ТЭЦ решающее влияние яа состав питательной воды оказывает конденсат турбин, а на промышленных ТЭЦ с большими потерями конденсата на производстве заметное влияние оказывает конденсат испарителей шы при отсутствии его хими-чееви очищенная вода. [10]
С помощью твплохимических испытаний прямоточных парогенераторов выявляется зависимость показателей качества пара от состава питательной воды и or режимных факторов, характерных для работы парогенераторов данной ТЭС, а также определяется количество отложений, образующихся в пароводяном тракте. В табл. 5 - 4 приведены нормы качества питательной воды для прямоточных парогенераторов, которые базируются на результатах многочисленных теплохимических испытаний, проведенных в СССР и за рубежом. [11]
Концентрация газовых примесей в паре котлов промышленной энергетики обычно не нормируется и лишь корректируется составом питательной воды из соображения снижения интенсивности углекислотной коррозии элементов оборудования пароконденсаторного тракта ( подробнее см. гл. [12]
Из них основными можно назвать следующие: давление в барабане котла, величина продувки, состав питательной воды, влажность пара по ступеням испарения, паропроизводительность отсеков испарения, число ступеней испарения. [14]
Как следует из приведенных данных, в период работы ТЭЦ на природной воде с содержанием хозяйственно-бытовых стоков состав питательной воды испарителей и котлов характеризовался содержанием дополнительных компонентов - органических и азотсодержащих примесей. Однако на ТЭЦ не были зафиксированы нарушения водного режима. [15]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Образование накипи и питательная вода
Образование накипи и питательная вода
Образование накипи. Вместе с питательной водой в котлы поступают различные минеральные примеси, в том числе соединения кальция и магния, оксиды железа, алюминия, меди и пр. Все примеси, находящиеся в воде, делятся на трудно- и легкорастворимые. К числу труднорастворимых примесей относятся соли и гидрооксиды Са и Mg, а также оксиды конструкционных материалов. Растворимость кальциевых и магниевых соединений показана на рис. 12.1. В питательной воде и с учетом ее состава в котловой воде могут присутствовать катионы Са2+, Mg2+ и анионы SO2-2, SiO2-2, РО3-4.
Основное образование накипи имеет отрицательный температурный коэффициент растворимости (т. е. при повышении температуры их растворимость уменьшается), и при высоких температурах их растворимость на пять порядков меньше растворимости легкорастворимых веществ.
Характеристика легкорастворимых соединений в воде показана на рис. 12.2. Температурные коэффициенты растворимости некоторых из них при температурах воды более 260°С отрицательны. При нормальных условиях работы котла концентрация NaOH, Na2SO4, NaPО4 во много раз ниже допустимой концентрации их в котловой воде.
Накапливаясь в котле по мере испарения воды, образование накипи после наступления состояния насыщения начинают из нее выпадать. Прежде всего состояние насыщения наступает для солей жидкости Ca(HCО3)2, Mg(HCО3)2, СаСО2, MgCО2 и др., и они начинают выпадать из воды в виде кристаллов. Центрами кристаллизации служат шероховатости на поверхностях нагрева, а также взвешенные и коллоидные частицы, находящиеся в воде котла. Вещества, кристаллизующиеся на поверхности нагрева, образуют плотные и прочные отложения - накипь. Вещества, кристаллизирующиеся в объеме воды, образуют взвешенные в ней частицы - шлам. Образование накипи на поверхностях нагрева объясняется процессами взаимодействия между противоположно заряженными частицами накипеобразователей и металлической стенкой. Выделение твердой фазы на поверхности может происходить также в процессе парообразования, до того как будет достигнуто состояние перенасыщения накипеобразователей в объеме воды вследствие выпаривания водяной оболочки пузырьков пара, образующихся на поверхности нагрева. Образовавшаяся первичная накипь является основой для отложения вторичных видов накипи - прикипевшего шлама, отложении продуктов коррозии металла.
Наиболее распространены кальциевая и магниевая первичная накипи, в составе которых преобладают CaSО4, CaSiО3, 5СаО. 5SiO2h3O, CaCO2, Mg(OH)2. Образование накипи, как правило, имеет низкую теплопроводность, составляющую 0,1-0,2 Вт/(м*К). Поэтому даже малый слой накипи приводит к резкому ухудшению условий охлаждения металла поверхностей нагрева и вследствие этого к повышению его температуры. При этом у поверхностен нагрева, расположенных в области высоких температур (экраны, фестоны, первые ряды труб конвективного пучка), температура металла может превысить предельную по услозиям прочности, после чего начинается образование отдулин с утоненнем стенки трубы. Затем проявляется свищ - отверстие вдоль образующей трубы, через который с большой скоростью вытекает струя воды, и котел приходится останавливать. Накипь недопустима и в поверхностях нагрева, расположенных в зоне более низких температур, так как приводит к снижению КПД котла в результате уменьшения коэффициента теплопередачи и связанного с этим повышения температуры уходящих газов.
В отличие от соединении Са и Mg, образующих накипь, силикат магния MgSiО3 и некоторые другие его соединения в барабанных котлах образуют шлам.Концентрация солей натрия в воде испарительной поверхности нагрева всегда ниже их предела насыщения. Однако и эти соли могут отлагаться на поверхностях нагрева в тех случаях, когда капли воды, находящиеся в паре и попадающие на поверхность нагрева, испаряются полностью, что имеет место в прямоточных котлах.
Соединения железа, алюминия и меди, находящиеся в воде в виде растворенных коллоидных и ультратонких взвесей, также могут откладываться на поверхности нагрева и входить в состав накипи. Попадая в турбину, они образуют плотные отложения. Железо- и алюмосиликатные частицы накипи образуются при попадании частиц взвеси этих соединений на поверхности нагрева с относительно высокой температурой, где, вступая в реакцию с другими веществами, они образуют сложные нерастворимые в воде соединения. Накипи из оксидов железа и меди образуются в зонах высоких местных тепловых нагрузок поверхностей нагрева q > 150*10-3 Вт/м2, чаще всего в трубах экранов.
В котлах высокого давления вредное влияние на надежность его работы и на качество пара оказывает содержание в воде соединений кремниевой кислоты h3SiО3, вынос которых паром пропорционален содержанию SiО3. B воде( рис. 12.3). При давлении в котле больше 7 МПа кремниевая кислота приобретает способность растворяться в паре, причем с повышением давления эта способность резко возрастает. Поступая вместе с паром в пароперегреватель, h3SiО3 разлагается с выделением Н2О. В результате в паре появляется SiО2. Попадая в турбину вместе с паром, SiО2 образует на ее лопатках нерастворимые соединения, которые приводят к ухудшению экономичности и надежности работы турбины и необходимости ее останова для удаления отложений. Влияет на работу поверхностей нагрева содержание в питательной воде минеральных масел и тяжелых нефтепродуктов, которые могут поступать вместе с конденсатом от производственных потребителей. Отложение малотеплопроводной пленки масла или нефтепродуктов ухудшает условия охлаждения поверхностей нагрева и оказывает такое же влияние, как и накипь.
На режим работы котла вредное влияние оказывает также повышенная щелочность воды; увеличенная щелочность может привести к вспениванию воды в барабане и в предельном случае - к заполнению вспененной водой всего парового объема барабана. Вспениванию воды способствует содержание в ней органических соединений и аммиака. В этих условиях сепарационные устройства не обеспечивают отделения капель воды от пара, и питательная вода из барабана, содержащая различные примеси, может поступать в пароперегреватель и затем в турбину, создавая опасность их загрязнения и нарушения нормальных условий работы. Повышенная щелочность может явиться причиной появления щелочной коррозии металла, а также возникновения трещин в местах вальцовки труб в коллекторы и барабан.
Питательная вода имеет растворенные агрессивные газы О2 и СО2, которые вызывают различные формы коррозии металла элементов водопарового тракта, вследствие чего уменьшается их механическая прочность. Пониженная щелочность воды чскоряет коррозию и поэтому должка поддерживаться в питательной воде на определенном уровне. В котлах низкого давления требуемое значение pH поддерживается вводом в питательную воду соды, а в барабанных котлах высокого давления - фосфатов или аммиака.
В связи с указанными вредными влияниями на работу котла различных примесей в воде их предельно допустимое содержание в питательной воде нормируется.
Питательная вода проверяется на качество по следующим показателям:
солесодержание - суммарная концентрация в воде катионов и анионов, определяемая по общему ионному составу, мг/кг;жесткость воды - общая суммарная концентрация ионоз кальция и магния, мкг-экв/кг;
щелочность воды - общая сумма эквивалентных концентраций в растворе анионов слабых кислот и ионоз гидроксила (кроме ионов водорода), мг-экв/кг;кремнесодержание - общая концентрация в воде кремнесодержащих соединений, выраженная в пересчете на SiО2;содержание соединений железа и меди, мкг/кг;показатель концентрации водородных ионов (pH) характеризующий реакцию воды (кислая, щелочная, нейтральная) ;содержание растворенных газов в воде - О2, СО2.
На основе теплохимических испытаний котлов и длительного опыта их эксплуатации установлены нормы качества питательной воды котлов, приведенные в табл. 12.1 [6]. В нормах для котлов с естественной циркуляцией указана питательная вода с допустимым содержанием различных примесей в зависимости от давления. Например, при давлении меньше 4 МПа общая жесткость воды должна быть меньше 5 мкг-экв/кг, а кислорода меньше 20 мкг/кг. Содержание кремниевой кислоты не нормируется. При давлении 10 МПа питательная вода с общей жесткостью менее 3 мкг/кг, кислорода менее 20 мкг/кг и кремниевой кислоты менее 80 мкг/кг. Качество питательной воды для прямоточных котлов должно удовлетворять более жестким требованиям. Например, питательная вода с общей жесткостью менее 0,2-0,3 мкг-экв/кг, содержание кремниевой кислоты менее 30 мкг/кг; жестко ограничивается содержание кислорода в питательной воде прямоточных котлов, соединений натрия, железа, меди и т, п.
kotel-kv-300.ru
Котловая питательная вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Котловая питательная вода
Cтраница 1
Смесь котловой и питательной воды забирается из бака питательным насосом и подается в котел. Химикаты подаются во всасывающую линию питательного насоса через специальный дозатор. Количество продувочной воды в линии регенеративной продувки ограничивается специальной дроссельной шайбой. [1]
Обработка и подготовка котловой питательной воды в значительной степени направлены на предупреждение нарушений эксплуатации и повреждений котлов. Для этого воду обессоливают и деаэрируют. Проникновение воздуха в питательную воду недопустимо. [2]
Расчетные нормы качества пара, котловой и питательной воды предназначаются для проектных расчетов и служат ориентиром при проведении теплохимических испытаний в пусконаладочный период. Эти нормы базируются на данных большого числа теплохимических испытаний котельных агрегатов, а также длительных эксплуатационных наблюдений. [3]
Расчетные нормы качества пара, котловой и питательной воды предназначаются для проектных расчетов. Эти нормы базируются на данных большого числа тепло-химических испытаний котельных агрегатов, а также длительных эксплуатационных наблюдений. Эксплуатационные нормы соле - и кремнесодержания котловой воды устанавливаются на основе результатов теплохимическо-го испытания данного котла или аналогичного котла такой же паропроизводительности и с такими же по схеме и конструкции внутрикотловыми устройствами. Водный режим барабанных котлов нормируется при этом не только по соображениям получения чистого пара, но и по требованиям предупреждения накипеобразования и развития коррозии. Основными нормируемыми показателями качества пара на входе в турбину являются допустимые значения его соле - и кремнесодержания. Нормируются также допустимые концентрации в паре СО2 и Nh4 с целью предотвращения коррозии обратных кон-денсатопроводов, а также оборудования, имеющего детали, изготовленные из латуни или других медных сплавов, подверженных аммиачной коррозии. [4]
Особенно велика разница в температурах котловой и питательной воды в тех случаях, когда паровые подогреватели высокого давления еще не смонтированы или не включены. [5]
Поверхностные пароохладители выполняются с охлаждением перегретого пара котловой и питательной водой. При этом регулирование температуры пара с помощью изменения количества подаваемой в пароохладитель питательной воды сопровождается изменением общего количества подаваемой на котел воды, и обслуживающему персоналу необходимо следить за поддержанием уровня воды в барабане в допустимых пределах. [6]
Сравнение величины концентрации того или иного иона в котловой и питательной воде позволяет судить, происходит или нет в котле выпадение его в осадок. [7]
Для отбора проб насыщенного и перегретого пара, а также котловой и питательной воды должны быть установлены холодильники, охлаждающие пробы до 30 - 40 С. [8]
Термин солесодержание весьма распространен при характеристике чистоты пара, качества котловой и питательной воды. По существу, под солесодержанием следует понимать сумму катионов и анионов. Катионы в питательной воде представлены в основном катионом натрия, анионный же состав может, меняться в довольно широких пределах. Отсюда следует, что солесодержание питательной воды может быть охарактеризовано по концентрации иона натрия, выраженной в мг-экв / л, а это в свою очередь позволяет, проводить пересчет на содержание любых натриевых солей. [9]
Определение хлоридов в этих формулах может быть заменено электрометрическим определением солесодер-жания котловой и питательной воды. [10]
Точно так же можно определить необходимый процент продувки и по щелочности котловой и питательной воды. [11]
Для таких котлов должны быть заведены режимные карты с указанием порядка анализов котловой и питательной воды, режима непрерывной и периодической продувки, норм на качество питательной и котловой воды, сроков остановки котла на очистку и промывку и порядка осмотра. [13]
В последние годы имели место повреждения гибов необогреваемых труб, по которым транспортируются котловая и питательная вода, а также пароводяная смесь и насыщенный пар. Наиболее повреждаемыми оказались водоспускные и водоперепускные трубы из стали 20, 15ГС и 12Х1МФ барабанных котлов высокого давления. [14]
Для таких котлов должны быть инструкции или режимные карты с указанием порядка производства анализов котловой и питательной воды, режима непрерывной и периодической продувок, норм качества питательной и котловой воды, способа подготовки воды, сроков остановки котла на очистку и промывку и порядка осмотра. В необходимых случаях предусматривается проверка агрессивности котловой воды. Все результаты проведенных работ должны заноситься в специальный журнал. Кроме того, в журнале указываются вид и толщина обнаруженной при внутреннем осмотре накипи и шлама, вид коррозионных повреждений, а также признаки обнаруженных неплотностей в заклепочных и вальцовочных соединениях. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Основные показатели качества воды.
Водно-химический режим котельной должен обеспечить работу котла и питательного тракта без повреждения их элементов в следствие отложений накипи и шлама, без повышения относительной щелочности котловой воды до опасных пределов.
Все паровые котлы с естественной и многократной принудительной циркуляцией паропроизводительностью 0,7 т/час и более, все паровые прямо точные котлы независимо от паропроизводительности. а так же все водогрейные котлы должны быть оборудованы установками для докотловой обработки воды.
Показатели качества волы:
1. Прозрачность- содержание взвешенных частиц. Определяется по высоте слоя воды (в см), через который можно видеть шрифт определенных размеров.
2. Солесодержание - общее количество растворённых веществ. Определяют по массе сухого остатка после выпаривания воды при t =105-110°С.
3. Щелочность- количество в воде гидроксильных, кабонатных, и бикарбонатных анионов. В природной воде преобладает бикарбонатная щелочность. Если в котел попадает вода с повышенной щелочностью, возникает эффект вспенивания воды, ухудшается контроль за уровнем воды в паровом: котле, возможен заброс воды в паропровод. При контроле качества котловой воды определяют относительную щелочность.
Бывает:гидратная, карбонатная, бикарбонатная.==общая Щ0
Щ0=Щг+Щк+Щб
4. Жесткость определяется обшим содержанием солей, кальция имагния.
Различают:
1.Временная жесткость или карбонатная (Ж к).
2.Постоянная жесткость (Ж п).
3.Общая жесткость (Ж о).
Жо=Жв(к)+Жп(нк)
Временная жесткость зависит от содержания в воде бикарбонатов кальция и магния: Са (НСО3)2 и Mg (HCO3)2
Временной жесткость называется потому, что при нагреве воды до t = 70°С и выше идет разложение бикарбонатов, кальция и магния, В результате образуются нерастворимые вещества СаСО3 и MgCO3, которые выпадают в осадок в виде шлама. При t = 70вС: Са (НСО3)2 -> CaCO3 + Н2О + СО2
Mg (НСО3)2-> MgCO3 + СО2+ Н2О
Постоянная жесткость зависит от содержания в воде хлоридов, нитратов и других солей кальция и магния. Эти соли при нагреве воды и ее испарении образуют накипь, которая является плохим проводником тепла и приводит к перерасходу топлива в котле и к разрушению элементов котла в результате перегрева стенок
По содержанию солей кальция и магния вода делится:
1. Мягкая: Ж о < 3,5 мг-экв/кг
2. Средней жесткости: Ж о = 3,5-~7 мг-экв/кг
3. Жесткая: Ж о > 7 мг-экв/кг
Единица измерения жесткости 1 мг-экв/кг соответствует содержанию в 1 кг Н2О 20,04 мг Са2+ или 12,16 мг Mg2+ 1 мг-экв/кг = 1000 мкг-экв/кг
Ж = Са2+ /20,04 + Mg2+/l2,16;
где Са2+ и Mg2+- концентрация в воде катионов кальция и магния, мг/кг.
20,04 и 12,16 - эквивалентные массы кальция и магния.
Например, в реке Неве:
Ж о = 0,792 мг-экв/кг
Ж к = 0,496 мг-экв/кг
Ж п = 0,296 мг-экв/кг
5. Показатель кислотности (рН) характеризует реакцию воды, которая может быть кислой, нейтральной или щелочной.
рН = 7 - нейтральная среда
рН > 7 - щелочная среда
рН < 7 - кислая среда
Если в котельной будет использоваться вода с кислой реакцией (рН> < 7), то будет интенсивная коррозия металлических поверхностей.
Состав и свойства природной воды.
В котельные города вода поступает из городской водопроводной сети. В городскую водопроводную сеть вода поступает из различных природных источников. Природная вода содержит:
1. Механические примеси: песок, глина, органические вещества, коллоидные примеси.
2. Химические примеси: различные растворенные химические вещества и соли. Например: MgCl2, Ca(NO3)2, Mg(NO3)2, NaCl, KCLNa2SO4, Са(НСОз):, Mg(HCO3)2 и др.
3. Растворенные газы: кислород (О2), углекислый газ (СО2), азот (N2:)и др.
Состав и количество примесей зависит от пород, через которые протекает природная вода.
Химически чистая вода (Н2О) представляет собой бесцветную жидкость без запаха и вкуса.
Вода обладает следующими свойствами:
1. Является хорошим растворителем.
2. Хорошо смешивается с многими веществами.
3. Имеет наибольшую теплоемкость с = 1ккал/кг-град = 4,19 кДж/кг-К,поэтому воду используют в котельной в качестве теплоносителя.
4. Максимальную плотность вода имеет при t = +4°C, р =1 г/см3 =1000 кг/м3.
5. Вода превращается в лед t = 0°С при РАТМ= 760 мм рт. ст., плотностьрльда=0,92г/см3.
6.Температура кипения воды при. PdTM= 760 мм рт. ст. равно100°С При нагреве вода увеличивается в объеме, объем пара при атмосферном давление в 1670 раз больше объема воды.
Влияние примесей на работу оборудования.
Наличие примесей в питательной воде приводит к осложнениям работы котла накипь и шламообразования и внутренняя коррозия труб и других элементов.
1. Накипь и шлам.
Накипь называют плотные обложения на поверхности нагрева, способные нарушить нормальную работу котла.
Вредные свойства накипи:
1) накипь обладает низкой теплопроводностью, что приводит к ухудшению теплообмена между дымовыми газами и водой, к повышению t стенок труб котла их перегреву разрыву: накипь толщиной 2-3 мм----увеличение температуры стенок до 800-900 С.
2) Увеличивается расход топлива: накипь 2-3 мм перераспад топлива2-4%
3) Под воздействием высокой t накипь разлагается и образует кислоты - что образует коррозии.
4) Уменьшается сечение труб, что приводит к нарушению циркуляции
5) Отслаивается накипь, может попадать в пар, что ухудшает его качество.
Шлам - рыхлые отложения, образовавшиеся в воде при его нагревании. Шлам засоряет оборудование, ухудшает циркуляцию воды в котле, кроме того оседает на поверхностях нагрева, уплотняется образуя вторичную накипь.
Коррозия-это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.
Эрозия- изменение размеров, формы, массы или состояния поверхности изделия или инструмента вследствие разрушения (изнашивания) поверхностного слоя изделия при трении.
Самая распространенная коррозия кислородная.
Способы обработки воды для паровых котлов.
Водно-химический режим (ВХР) котельной и тепловых сетей определяет требования к качеству питательной, котловой воде, пару, к сетевой и подпиточной воде в соответствии с нормируемыми показателями. ВХР должен обеспечивать работу котлов и тепловых сетей без образования накипи, скопления шлама и коррозии.
ВХР определяет способы докотловой и внутрикотловой обработки воды паровых котлов, способы обработки сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов и схему водоподготовительной установки. Установлено, что 40% аварий котлов происходит из-за неудовлетворительного водного режима (отложение накипи, коррозия элементов котла). Вода в котельной по назначению делится:
1. Исходная «сырая» вода- вода из городского водопровода.
2. Химически очищенная вода- прошедшая через умягчающие фильтры.
3. Питательная вода- деаэрированная вода, подаваемая в паровые котлы.
4. Котловая вода- вода, заполняющая объем котла.
5. Конденсат- вода, образовавшаяся из пара.
6. Продувная вода- вода, содержащая шлам.
7. Сетевая вода- вода, циркулирующая в системе теплоснабжения.
8. Подпиточная вода- вода, подаваемая в теплосеть для подпитки (в теплосети всегда должно поддерживаться заданное давление воды).
Если в котельную поступает вода из городского водопровода, то водоподготовка в котельной состоит из умягчения воды (удаление из воды солей жесткости) и деаэрации (удаление из воды растворимых газов О2 и
СО2).
Если вода- в котельную поступает из природного водоема, то в котельной вода предварительно очищается от механических примесей, взвесей (мельчайших частиц), затем умягчается и деаэрируется. Очистка от механических примесей осуществляется в механических фильтрах, заполненных кварцевым песком, мраморной крошкой, дробленым антрацитом, керамзитом.
Осветление (удаление мельчайших взвешенных частиц, солей железа и кремния)производят с помощью специальных веществ- коагулянтов (сернокислый алюминий Al2(SO4)3, железный купорос Fe SO4-7h3O или сернокислое железо Fe2(SO4)3 с последующим механическим отделением хлопьев.
Похожие статьи:
poznayka.org
Исходная питательная вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Исходная питательная вода
Cтраница 1
Исходная питательная вода подается насосом сначала в кварцевый фильтр ( не показаны на схеме), затем поступает в катио-нитовый фильтр, где проходит через слой катионитового материала и направляется в бак умягченной воды, а оттуда питательными насосами подается в парогенератор. [1]
Ниже приведен оптимальный состав исходной питательной воды для нормальной работы водоумягчит ельной установки. [2]
Упаренная вода первой ступени является исходной питательной водой во второй ступени, а вторичный пар - греющим паром. Многокорпусные выпарные установки позволяют экономить первичный пар, но характеризуются большей, металлоемкостью, сложностью управления и меньшей надежностью по сравнению с параллельно работающими однокорпусными установками. [3]
Для нормальной работы котлов необходимо предусмотреть докотловую или внутрикотловую обработку исходной питательной воды. Система обработки воды выбирается в зависимости от ее качества. [4]
Любая корректировка дозы вводимых реагентов основывается обычно на результатах анализа котловой воды, тогда как данными анализов исходной и питательной воды руководствуются для изменений процесса обработки, необходимость в которых может возникнуть в связи с изменениями характеристик воды. В исключительных случаях дозу корректируют на основании анализов питательной воды. Очевидно, что необходимость в такой корректировке возникает только тогда, когда данные анализов показывают расхождение между фактическим составом котловой воды и расчетным. [5]
Периодичность отбора проб исходной, химочи-щенной, котловой, сетевой, питательной и подпиточной воды, конденсата и пара устанавливается наладочной организацией или химической лабораторией энергетического предприятия в зависимости от типа котельного оборудования, режима его работы и качества исходной и питательной воды и схемы обработки воды. [6]
В связи с этим следует отметить, что целесообразность изготовления полностью транспортабельных котлов ни у кого не вызывает сомнения; однако сужение топочной камеры почти в 2 раза по сравнению с котлами ДКВР едва ли экономически может быть оправдано для наших водных условий, так как в этом случае котлы могут экономично работать только при применении сложной схемы дорогостоящей во-доподготовки с обессоливанием и обезжелезиванием исходной питательной воды. [7]
Для умягчения исходной питательной воды парогенератор-ная установка VS - 400F оборудована двухступенчатой химво-доочисткой. Оптимальный состав исходной питательной воды должен соответствовать данным, приведенным выше. [9]
Для правильной работы котлов с антинакипинами необходимо в пусковой и наладочный период точно установить дозировку реагентов. При этом необходимо проводить анализы на жесткость, щелочность и хлориды конденсата и котловой воды. Для исходной и питательной воды следует также определить некарбонатную жесткость. [10]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
