ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ

На внутренних охлаждаемых поверхностях конден­саторов паровых турбин, воздухоохладителей генерато­ров и по всему тракту охлаждающей воды могут обра­зоваться отложения за счет следующих процессов: нанос и оседание взвешенных веществ (органические примеси, песок), выделение твердых веществ из водя­ного раствора (преимущественно карбоната кальция) и образование продуктов коррозии. На стенках конденса­торных труб способны обитать живые организмы, что приводит к их зарастанию. Характер и интенсивность загрязнения внутренней поверхности конденсаторных труб и связанные с этим нарушения их работы зависят от многих факторов, к которым относятся физико-хими­ческий состав охлаждающей воды, ее биологические особенности, конструкция конденсатора и режим его работы (скорость движения воды в трубах, температур­ный перепад и т. д.) и коррозионная стойкость конден­саторных труб.

Рассмотрим условия образования отложений карбо­ната кальция на поверхности, охлаждаемой водой, обла­дающей карбонатной жесткостью. В стабильной воде бикарбонатные ионы НСО₃^- находятся в динамическом равновесии с ионами СО₃ ^2- и Н⁺, а с другой стороны — с недиссоциированными молекулами растворенной в во­де CO₂. Co своей стороны растворенная в воде угле­кислота находится в равновесии с газообразной угле­кислотой, присутствующей в пространстве над водой. Это так называемое углеклотное равновесие наруша­ется при нагревании воды, вследствие чего часть раство­ренной в ней углекислоты удаляется. При этом происходит термический распад бикарбонат-ионов с образова­нием СО₃ ^2- и летучей СО₂:

2НСО ₃^- ↔ СО₃ ^2- + СО₂ +Н₂О

Процесс распада бикарбонатов протекает тем быст­рее, чем выше температура и чем энергичнее переме­шивание. В прямоточных системах охлаждения распад бикарбонатов обусловлен нагреванием воды, а в оборот­ных системах, кроме того, потерей растворенной в воде углекислоты при разбрызгивании воды в градирнях или брызгальных бассейнах. Увеличение концентрации кар­бонатных ионов при наличии в воде катионов кальция приводит к образованию труднорастворимого осадка СаСОз, обладающего способностью кристаллизоваться и давать плотные отложения на охлаждаемых поверх­ностях:

Са²⁺ + СОз^2- → СаСО3.

Так как величина произведения растворимости для карбоната кальция

ПР _СаСО3 = С _Са2+ С _СОз2- весьма мала, то при значительной концентрации Са₂₊ концентрация СО₃ ^2- должна быть низкой. Вместе с карбонатом кальция на охлаждаемых поверхностях конденсаторов могут откла­дываться взвешенные вещества, которые как бы цемен­тируются карбонатом кальция.

Значение предельно допустимой (по стабильности) карбонатной жесткости охлаждающей воды Жк^пред можно приближенно рассчитать по эмпирической фор­муле, справедливой для поверхностных вод с окисляемостью, не превышающей 30 мг/кг О₂ при температуре, равной 40 °С:

Жк^пред = 2,8+ Ок/9 – Жнк/(3 - Ок/22),

где Жнк — некарбонатная жесткость, мг-экв/кг; Ок — окисляемость воды, мг/кг О₂.

На поверхности конденсаторных труб и трубопрово­дов циркуляционной системы охлаждения могут возни­кать также отложения гидроокиси железа Fe(OH)₃ в тех случаях, когда в охлаждающей воде присутствуют соединения железа. При нагревании циркуляционной воды, содержащей бикарбонат закиси железа, при обо­гащении ее кислородом и потере ею растворенной сво­бодной углекислоты (вследствие аэрации воды в гра­дирнях или брызгальных бассейнах) происходят окисле­ние закисного железа в окисное и гидролиз с образова­нием гидрата окиси железа.

Причиной развития в охлаждающих системах бакте­рий и водорослей является наличие в охлаждающей воде необходимых для них питательных веществ и благоприятных температурных условий. Питательной сре­дой для бактерий, водорослей и более крупных живых организмов служат коллоидные органические вещества совместно с растворенной в воде углекислотой.

Попадая с циркуляционной водой в охлаждаемые агрегаты, микроорганизмы и водоросли начинают интен­сивно развиваться и размножаться, постепенно покры­вая охлаждаемую поверхность слизистой пленкой, к ко­торой легко прилипают взвешенные вещества неоргани­ческого происхождения.

Поскольку процесс биологического обрастания обус­ловлен жизнедеятельностью организмов, то на интен­сивность его протекания в значительной степени влияют температура воды и наличие в ней питательной среды, а также присутствие грубодисперсных частиц.

3-6. УДАЛЕНИЕ ОТЛОЖЕНИЙ С ПОВЕРХНОСТИ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ И ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ

а) Способы очистки

Различают следующие виды очистки парогенерато­ров и вспомогательного оборудования от отложений:

а) предмонтажная очистка блоков парогенерато­ров, проводимая на заводах-изготовителях и на монтаж­ной площадке (на плазу);

б) предпусковая очист­ка;

в) периодически проводимые эксплуатацион­ные очистки. Очистка оборудования от отложений мо­жет быть осуществлена либо механическим способом, либо промывкой раствором реагентов.

Механические способы очистки заключаются в уда­лении накипи и рыхлых отложений с помощью инстру­ментов с электроприводом или пневмоприводом (шарош­ки, щетки, наждачные круги) либо ручных инструмен­тов (металлические ерши, зубила, щетки из спирально навитой стальной проволоки и т.д. Механическим способам очистки загрязненных накипью поверхностей присущи следующие недостатки: высокая трудоемкость; необходимость вскрытия и продолжительной остановки очищаемого агрегата; невозможность тщательной очист­ки длинных труб сложной конфигурации и с разветвле­ниями. Поэтому в настоящее время механические спо­собы очистки получили применение лишь при проведении эксплуатационной очистки парогенераторов барабанного типа малой и средней паропроизводительности, а также теплообменных аппаратов (трубчатые подогреватели, конденсаторы).

На крупных 'ТЭС в. д., с. в. д. и с к. д. при проведе­нии предмонтажных, предпусковых и эксплуатационных химических очисток паросилового оборудования, как правило, используются минеральные и органические кислоты, комплексоны и другие моющие вещества. При использовании в качестве моющего реактива соляной или серной кислоты можно приготовлять их растворы на осветленной технической воде, в остальных же случаях нужно для этой цели использовать обессоленную воду или конденсат, которые не содержат хлоридов и накипеобразователей.

Выбор отмывочного реагента зависит от состава от­ложений и от использованного конструкционного мате­риала. Преимущественное применение получила соляная кислота как наиболее дешевый, активный и быстро действующий реагент; она полностью растворяет карбо­натные, фосфатные и частично железоокисные отложе­ния, но слабо действует на силикатные накипи и не растворяет сульфатные. При обработке отложений раст­вором соляной кислоты наблюдается коррозионное раз­рушение металла оборудования с возникновением опас­ных язвин и трещин. При растворении ржавчины и окалины в раствор переходят ионы двух- и трехвалент­ного железа. Последние восстанавливаются металлом до двухвалентного состояния: Fe³⁺+Fe=2Fe²⁺, играя роль катодного деполяризатора.

Установлено, что в интервале концентрации соляной кислоты 2—20% скорость растворения окислов возра­стает в первом приближении пропорционально концен­трации кислоты. При повышении температуры раствора кислоты на 10°С скорость растворения окислов увеличи­вается примерно вдвое. Кроме того, при удалении железоокисных отложений с помощью соляной кислоты в растворе образуется хлорное железо (FeCl₃), которое является сильным окислителем и ускоряет процесс коррозии.

В целях противокоррозионной защиты котельной стали к промывочному кислотному раствору в небольших количествах добавляются различные вещества (ингибиторы), которые способны сильно тормозить процесс растворения металла и в то же время не препятствуют разрушению накипных отложений. Установлено, что ингибиторный эффект снижается с повышением температуры, а также при резком повышении скорости дви­жения раствора кислоты.

Обработка отложений моющими реагентами произ­водится:

а) без циркуляции с заливом очищаемого контура моющим раствором (метод травления) либо с примене­нием принудительной циркуляции (насосом) промывоч­ного раствора по замкнутому контуру;

б) без подогрева промывочного раствора либо с на­гревом (огневым либо паровым).

В каждом отдельном случае выбор промывочной схемы, состава и температуры моющих растворов, про­должительности и режима всех операций промывки про­изводится с учетом характера отложений, типов обору­дования, его конструктивных особенностей и рабочих параметров, а также свойств металла отдельных эле­ментов оборудования.

В целях осуществления предпусковых и эксплуата­ционных химических очисток теплоэнергетического обо­рудования на электростанциях обычно монтируются специальная постоянная либо временная промывочная схемы. В процессе кислотной очистки паросилового обо­рудования производится сброс значительного количест­ва растворов, содержащих различные химические ком­поненты. Так, например, при кислотной прмывке энергоблока 300 Мвт сбрасывается до 10 тыс. м³ разбавленных моющих растворов в специальные котлованы или бетонные бассейны-нейтрализаторы достаточно большой емкости. В них осуществляются нейтрализа­ция и обезвреживание растворов, которые затем малы­ми порциями откачиваются в сбросной циркуляционный водовод; откуда со значительным разбавлением порция раствора попадает в природный водоем.

Частичная нейтрализация промывочных растворов происходит при перемешивании кислых и щелочных растворов, а окончательная — путем добавления в кот­лованы или бассейны технической и хлорной извести.

Поиск по сайту: