Отложения в парогенераторах и теплообменниках

4.1. Основные положения.

Различные примеси, содержащиеся в воде, могут выделяться в твердую фазу на внутренних поверхностях парогенераторов, испарителей, паропреобразователей, подогревателей и конденсаторов паровых турбин в виде накипи, а внутри водяной массы в виде взвешенного шлама.

Образование отложений на внутренних поверхностях парообразующих труб влечет за собой ухудшение теплопередачи и как следствие опасный перегрев металла труб. Наличие отложений на внутренних поверхностях конденсаторных труб ухудшает теплоотдачу и уменьшает проходное сечение. Поэтому необходимо строго поддерживать эксплуатационные нормы допустимого содержания в воде тех или иных примесей.

Однако, даже при нормальном водном режиме ТЭС и соблюдении установленных норм качества воды, отложения, постепенно накапливаются в парогенераторах и подогревателях. Поэтому необходимо проводить периодические очистки основного и вспомогательного оборудования, особенно на энергоблоках с прямоточными парогенераторами.

Отложения делятся на три основные группы: 1) щелочноземельные; 2) железные; 3) медные.

4.2. Образование отложений на внутренних поверхностях нагрева

парогенераторов и теплообменников.

Накипь и шлам образуются в результате физико-химических процессов, из которых основным является процесс кристаллизации. Если через КА обозначить труднорастворимую соль, в которой - катион, - анион, то для насыщенного раствора этой соли имеет место следующее равенство: , где и - концентрации катиона и аниона, мг-экв/кг, - произведение растворимости. характеризует предел растворимости данного вещества при данной температуре и является величиной постоянной. Если то раствор не насыщен и осадок не выпадает, при неизбежно выпадение осадка.

Щелочноземельные накипи образуются в тех случаях, когда в воде одновременно находятся катионы и и анионы и . Скорость образования такой накипи пропорциональна концентрации ионов и в растворе и резко возрастает с увеличением тепловой нагрузки поверхности нагрева.

Опасные железоокисные накипи возникают преимущественно на стороне парообразующей трубы, обращенной в топку. Скорость роста этих отложений пропорциональна концентрации железа в воде и квадрату плотности теплового потока.

Медные накипи образуются при попадании в парогенератор с питательной водой продуктов коррозии латунных труб. Основной причиной образования этих накипей является электрохимический процесс восстановления меди, протекающий в зонах максимальных тепловых нагрузок.

В воде, испаряемой в парогенераторах, обычно содержатся примеси легкорастворимых веществ – солей натрия. При глубоком упаривании котловой воды они кристаллизуются и образуют твердые отложения на поверхностях нагрева.

4.3. Образование отложений на охлаждаемых поверхностях

конденсаторов и по тракту охлаждающей воды.

Отложения могут образоваться 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 зависят от состава охлаждающей воды, ее биологических особенностей, конструкции конденсатора и режима его работы (скорость движения воды в трубах, температурный перепад и т.д.) и коррозионной стойкости конденсаторных труб.

Отложения карбоната кальция на поверхности образуются при наличии в охлаждающей воде карбонатной жесткости. В стабильной воде бикарбонатные ионы находятся в динамическом равновесии с ионами и , а с другой стороны – с молекулами растворенной воде , которая находится в равновесии с газообразной углекислотой, находящейся над водой. Это углекислотное равновесие нарушается при нагревании воды, из-за чего часть растворенной углекислоты удаляется. При этом происходит термический распад бикарбонат-ионов с образованием и летучей

. (13)

Увеличение концентрации карбонатных ионов при наличие в воде катионов кальция приводит к образованию труднорастворимого осадка . Так как величина произведения растворимости весьма мала, то при значительной концентрации концентрация должна быть низкой.

При нагревании циркуляционной воды, содержащей бикарбанат закиси железа, при обогащении ее кислородом и потере ею растворенной свободной углекислоты (например в градирнях) происходят окисление закисного железа в окисное и гидролиз с образованием гидрата окиси железа.

Причиной развития в охлаждающих системах бактерий и водорослей является наличие в воде благоприятных температурных условий и необходимых для них питательных веществ – коллоидных органических соединений совместно с растворенной углекислотой. Попадая в охлаждаемые агрегаты, микроорганизмы и водоросли начинают интенсивно развиваться и размножаться, покрывая охлаждаемую поверхность слизистой пленкой, к которой легко прилипают взвешенные вещества неорганического происхождения.

Поиск по сайту: