Образование отложений по паровому тракту

Переход в пар содержащихся в испаряемой котловой воде продуктов коррозии, солей и кремнекислых соединений с последующим переносом их насыщенным паром в пароперегреватель и далее в турбину и образованием отложений в ее проточной части является результатом сложного комплекса физико-химических, физических и тепломеханических процессов.

В барабанных котлах разделение пароводяной смеси никогда не бывает полным, поэтому одним из факторов загрязнения насыщенного пара является механический унос капелек котловой воды, которые образуются в результате разбрызгивания ее в барабане парогенератора, а также при разрушении паровых пузырьков в процессе набухания вспенивания котловой воды. Практически все вещества, содержащиеся в котловой воде, обладают способностью в той или иной мере растворятся в сухом насыщенном и перегретом паре. Характер поведения этих веществ в паровой фазе определяется главным образом их физико-механическими свойствами, а также параметрами пара.

В конечном счете на качество пара влияют следующие факторы:

а) солевые составы питательной и котловой воды;

б) высота и объем парового пространства барабана, способы ввода пароводяной смеси и отвода насыщенного пара;

в) эксплуатационный режим парогенератора (величина и равномерность нагрузки, положение уровня воды в барабане и др.)

Относительная величина загрязнения пара характеризуется коэффициентом уноса :

, (14)

где - солесодержание или концентрации какого-либо вещества в паре и котловой воде, мкг/кг.

В парогенераторах различают унос капельный и избирательный. В первом случае вынос веществ в пар происходит с капельками котловой воды. Во втором – вследствие растворения в сухом насыщенном или перегретом паре некоторых веществ, содержащихся в котловой воде.

В общем случае:

, (15)

где - коэффициент капельного уноса;

- избирательного.

Вывод вредных примесей из цикла и поддержание эксплуатационных норм качества котловой воды в барабанных парогенераторах достигается с помощью непрерывной продувки. На блоках с прямоточными парогенераторами с пароводяного цикла возможно выводить только часть примесей, главным образом кальциевых соединений и продуктов коррозии, накапливающихся на поверхностях нагрева.

Что же касается кремниевой кислоты, натриевых соединений и оксидов меди, то их истинная растворимость в сухом насыщенном и перегретом паре значительно выше, чем действительная их концентрация в питательной воде прямоточных котлов. Поэтому они практически полностью выносятся из парогенератора и являются источником образования опасных отложений в проточной части турбин. В парогенераторе оседают лишь соединения, характеризующиеся малой растворимостью. Опыт эксплуатации ТЭС показывает, что при недостаточной чистоте пара проточные части турбин и пароперегреватели заносятся натриевыми соединениями, кремниевой кислотой, а также продуктами коррозии железа, меди, латуни, никеля.

Состав примесей и их концентрация в перегретом паре оказывают влияние как на степень отложения их в проточной части турбины, так и на распределение отложений по ее ступеням. Количество веществ, отлагающихся в проточной части турбины за межпромывочный период, которое не сказывается заметно на уменьшении внутреннего к.п.д. турбины и ограничения ее мощности, называют солеемкостью.

Основными нормируемыми показателями качества пара на входе в турбину являются допустимые значения его солесодержания и кремнесодержания, при поддержании которых обеспечивается достаточно длительная работа турбины без заметного ухудшения ее экономичности. Нормируется также допустимая концентрация в паре свободной углекислоты с целью предотвращения коррозии оборудования, имеющего детали, изготовленные из медных сплавов, подверженных углекислотной коррозии.

«Критическим» солесодержанием называется солесодержание котловой воды, начиная с которого происходит резкое ухудшение качества пара, обусловленное вспениванием котловой воды. «Критической» нагрузкой называют то удельное напряжение парового объема, при котором резко возрастает вынос солей с капельками котловой воды. Критическая нагрузка устанавливается на основании специальных теплохимических испытаний. В качестве эксплуатационной принимают допустимую нагрузку (0,7‑0,8) , а в качестве эксплуатационной нормы солесодержание котловой воды принимают допустимую величину . С ростом давления пара величины критического солесодержания и критической нагрузки заметно уменьшаются.

При капельном уносе загрязнения поступают в пар с капельками котловой воды, уносимыми из барабана парогенератора, причем количество содержания в паре различных веществ пропорционально их концентрации в котловой воде

(16)

Осушение влажного пара осуществляют специальные сепарирующие внутрикотловые устройства в том числе отбойные и дросельные щиты, скрубберы, разделительные барабаны и т.д. Эти устройства в нормальных условиях эксплуатации парогенератора обеспечивают влажность насыщенного пара на выходе его из барабана порядка 0,01-0,03 %

С ростом давления насыщенный водяной пар приобретает свойства, приближающие его к жидкости. При высокой плотности он обладает способностью растворять заметные количества практически нелетучих неорганических соединений. При наличии избирательного выноса количественное соотношение этих соединений в сухом насыщенном паре существенно отличается от соотношения их в котловой воде, т.е. соотношение (16) не выполняется. Причем, наибольшую растворимость в паре имеют вещества, находящиеся в котловой воде в виде молекул или малодиссоциированных соединений. Значительную растворимость в паре имеет также хлористый натрий.

Коэффициент избирательного уноса зависит от соотношения плотности воды и пара

, (17)

где - число, зависящее от природы вещества.

Поиск по сайту: