Водный режим барабанных котлов

7.1. Водный режим барабанных котлов средних давлений.

При средних давлениях растворимость всех примесей в паре, включая кремниевую кислоту, незначительна. Поэтому нормами [1] для этих котлов допускается довольно большое содержание примесей в питательной воде.

Для котлов средних давлений очистка конденсата не применяется, добавочная вода не обессоливается, а только умягчается, что обуславливает довольно большую жесткость питательной воды и, при непрерывной продувке до 3% по ПТЭ, кальциевое накипеобразование.

Это связано с незначительной растворимостью кальциевых соединений в воде. Поэтому для котлов средних давлений необходима коррекционная обработка, т.е. обеспечение в парообразующей системе котла шлаковых форм кальциевых соединений, легко выводимых с непрерывной продувкой. Таким режимом является фосфатирование котловой воды. Для избежания образования различных железофосфатных накипей избыток в котловой воде и величина рН должны соответствовать нормам ПТЭ [1]. Ввод фосфатов производится в барабан котла.

Наличие большого количества шлама создает возможность осаждения его на поверхностях нагрева. Поэтому следует всегда иметь в виду целесообразность снижения жесткости питательной воды, например, за счет более глубокого умягчения добавочной воды.

Для фосфатного режима при средних давления в паре по ПТЭ [1] нормируется только общее солесодержание.

Няряду с фосфатированием для средних давлений может применяться и комплексонный водный режим. В сравнении с фосфатированием, когда не предотвращаются железоокисные и медистые отложения, комплексонный водный режим имеет то преимущество, что обеспечивает истинно – растворенное состояние в питательной воде комплексонатов, образуемых со всеми катионами питательной воды. В связи с этим при средних давлениях, т.е. при относительно невысоких температурах, в котловой воде отсутствует как кальциевый, так и железоокисный шлам. Однако для этого необходимо обеспечение в котловой воде оптимальной ее щелочности, так как при рН >9,8 существование комплексонатов железа невозможно. Эти требования трудно выдерживать при средних давлениях, когда добавочная вода только умягчается и поэтому щелочность питательной воды получается высокой и в котловой воде появляется железоокисный шлам. Кроме того, при большой жесткости и значительной концентрации железа расход комплексона достаточно велик и соответственно велика стоимость такой обработки.

В качестве комплексона для коррекции водного режима применяется двухзамещенная натриевая соль ЭДТА- трилон Б. Комплексонный режим при оптимальном значении рН имеет большие преимущества перед фосфатированием, в частности, в отношении малого уноса примесей с паром, эффективности вывода всех примесей с продувкой и отсутствия шлама. Комплексон вводится в питательную воду, чтобы примеси на входе в котел были закомплексованы.

7.2. Водный режим барабанных котлов высоких давлений.

Независимо от особенностей водного режима для котлов высокого давления при обессоливании добавочной воды непрерывная продувка допускается не более 1% [1]. В сравнении со средним давлением улучшается качество пара и нормируется содержание кремниевой кислоты [1].

В настоящее время осуществляется следующие водные режимы барабанных котлов высоких давлений: фосфатный, аммиачный, комплексонный, комплексонно-щелочной, фосфатный с комплексонной обработкой в процессе растопки котла.

Фосфатный режим предусмотрен нормами ПТЭ и нормируется так же, как и для средних давлений. Однако он имеет ряд недостатков. В зонах высоких тепловых нагрузок, начиная с температуры 250 °С образуются малотеплопроводные пористые железофосфатные отложения, так как при высоких давлениях растворимость всех натриевых солей ортофосфорной кислоты резко снижается. Особенно неблагоприятны отложения кислых фосфатов, так как они взаимодействуют с защитной магнетитовой пленкой, разрушая ее и интенсифицирую коррозию.

Так как фосфатирование призвано не допускать кальцивого накипеобразования, а жесткость питательной воды котлов высокого давления мала, то на ряде котлов осуществлялся безфосфатный водный режим для парообразующей системы с сохранением гидразинно-аммиачного режима для конденсатопитательного тракта, и, следовательно, аммиачный режим для всего котла.

Исследования [8] показывали, что при жесткости продувочной воды до 50 мкг-экв/кг выпадения кальциевых накипей не наблюдается. При непрерывной продувке в размере 1% это означает допустимую жесткость питательной воды 0,5 мкг-экв/кг, что соответствует нормируемым условиям котлов высоких давлений. Однако, в отсутствие для барабаннных котлов 100-% конденсатоочистки возможно временное повышение жесткости за счет увеличенных присосов охлаждающей воды в конденсаторах. В результате на испытуемых котлах с течением времени обнаруживались значительные железоокисные накипи с участием кальция. В связи с этим пробная работа котлов в аммиачном режиме прекращалась и они переводились в режим фосфатирования. Представляется более правильным принятый например, во Франции бескоррекционный водный режим с контролем жесткости котловой воды и переходом на временный ввод фосфатов при повышении жесткости против установленный нормы.

Комплесонный водный режим сводится к непрерывному дозированию в питательную воду раствора комплексона, обычно трилона Б [2]. Основное преимущество этого режима для котлов высокого давления заключается в создании защитной окисной пленки на поверхностях нагрева.

Ввод комплексона в воду способствует также образованию комплексонатов кальция. Но термолиз этих комплексонов мешает образованию хорошей пленки магнетита за счет двух факторов: во-первых, частичного внедрения образующейся гидроокиси кальция в железоокисную пленку и нарушения ее сплошности и, во-вторых, создания в водяном объеме частичек кальциевого шлама, на которых могут сорбироваться железоокисные соединения вместо их осаждения на металле экранных труб. Термолиз комплексонатов кальция происходит при более высоких температурах в сравнении с комплексонами железа. Поэтому он проявляется особенно для котлов с давлением 15,5 Мпа и практически неощутим для котлов с давлением 11,0 Мпа. Если жесткость питательной воды очень мала, то и при давлении 15,5 Мпа результаты получаются хорошими [6].

Положительный опыт комплексонного водного режима для котлов с давлением 11 Мпа и отсутствие хрупких разрушений экранных труб на зарубежных котлах с давлением 15,5 МПа при переходе к щелочному режиму обусловили применение для котлов с давлением 15,5 МПа комплексонно-щелочного режима. В питательную воду совместно дозируются комплексон (трилон Б) и . При этом в воде образуются сложные совместные комплексы (типа ), при термолизе которых происходит образование прочной защитной окисной пленки. Имеющийся длительный опыт [7] применения такого режима позволяют считать его оптимальным для барабанных котлов с давлением 15,5 Мпа.

Дороговизна комплексонов в сравнении с фосфатами обусловили еще один режим – фосфатный в процессе эксплуатации с комплексонной обработкой в процессе растопки.

Поиск по сайту: