КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Изменение массы отложившейся на стенке примеси во времени

Рассмотрим процессы на границе водный раствор-стенка трубы (рис. 12.55). На поверхность стенки за счет кристаллизации вещества по­ступает дп примеси за счет адсорбции #адс. Часть продуктов коррозии дк остается на поверхности стенки. Так как наружный слой отложений, как правило, рыхлый, неустойчивый, то часть отложений дш смывается и уно­сится потоком теплоносителя. В результате этих (и некоторых других) про­цессов на поверхности стенки образуется слой отложений д, мг/м. Так как в общем случае адсорбция мала, то в дальнейшем выводе мы ее не будем рассматривать.

504 ГЛАВА 12

Изменение массы отложившейся на стенке примеси во времени

Рис. 12.54. Изменение скорости кристал - Рис. 12.55. Схема потоков примеси в си - лизации вещества J по длине обогрева- стеме «слой отложений — водный тепло - емого канала. носитель».

Изменение массы отложившейся на стенке примеси во времени, в об­щем случае, определяется соотношением количества поступившей примеси и уносом (смывом) примеси со стенки. Количество поступившей примеси за время dt, с, на единицу поверхности стенки дп, мг/м2, за счет ее кристал­лизации равно

9и = JKpdt = Ккр(Сп - Сс°т) dt. (12.87)

Смыв отложений дш, мг/м2 за время dt пропорционален величине от­ложений д, мг/м2, и касательному напряжению г на границе слоя отложений

9cM = KCMrgdt. (12.88)

В паровых котлах местное уменьшение величины отложений может происходить не только путем их смыва, но и за счет механического разру­шения защитной пленки при изменении температурного режима труб (пуск, останов, переменный режим), так как коэффициенты линейного расшире­ния магнетита (8,46 • 10~6 1/°С) и стали (12 • Ю7"6 1/°С) существенно различаются. Это необходимо учитывать при анализе промышленных дан­ных и определении по ним коэффициента Кш.

Количество отложений увеличивается путем коррозии металла. Ско­рость коррозии зависит от температуры. В частности, при температуре ме­талла свыше 572°С процесс пароводяной коррозии интенсифицируется, при этом ускоряется рост отложений и температуры металла. Температура вну­тренней поверхности трубы зависит от толщины слоя отложений до™:

T - f 4- ^

И - Гср + о 9 +

^01 л

Следовательно, величина отложений влияет на скорость коррозионных процессов. Исходя из этого, запишем, что количество продуктов коррозии, поступивших в слой отложений за время dt, дк пропорционально величине отложений:

GK = k'gdt. (12.89)

Суммарная скорость роста отложений dg/dt определится из (12.87), (12.88), (12.89):

^ = Ккр(Сп - Сс°т) + к'д - Кшт д =

- Ккр(Сп - Сс°т) - (Кшт - k')g = а-Ьд, (12.90)

Где

А - Ккр(Сп - Сс°т); Ъ - Кшт - к(12.91)

Начальные условия:

При £ — 0 = (12.92)

Наиболее простой вид формула (12.90) принимает при Ьд = 0:

Dj-t = Ккр(Сп - Сс°т) = а. (12.93)

Это уравнение соответствует следующим условиям:

1. величина отложений определяется процессом кристаллизации (ад­сорбции);

2. величина д пренебрежимо мала, что возможно в начальный период образования отложений;

3. Кш равно нулю — нет смыва отложений; за счет кристаллизации образуются мелкие кристаллы, которые к тому же уплотняются адсорбиру­ющимися молекулами; kf равно нулю — нет коррозии металла;

4. Кш и к' не равны нулю, но Кшт - к1 — 0, т. е. Кшт — к' может иметь место при определенном сочетании параметров.

Решение уравнения (12.93) дает формулу прямой линии:

Д - Ккр(Сп - C%)t = at (12.94)

На рис. 12.56 эта прямая линия обозначена условие^ Кшт = к'.

Изменение массы отложившейся на стенке примеси во времени

9 дин2

9 дин I

К' -3ffCMr к,^2Кт

T час

Рис. 12.56. Зависимость массы отложений д от времени процесса t.

Приведем решение полного уравнения (12.90): dg, d(a - Ьд)

1---- r~=dt; 1---------- rr = ~bdt'

(,а - Ьд) (а - Ьд)

Dn(a-bg) — - b dt n(a-bg)=-bt+lnC; при t=0; д—0;С=а; а — Ьд — аехр(—bt)

(12.95)

Если к' < Кшт, то при t —> оо система приходит в динамическое равновесие:

О,

Д = —77---------- 77— = const - gmH. (12.96)

Кшт - kf

В этих условиях интенсивность смыва отложений равна интенсивности поступления примеси из потока воды и коррозии металла. Минимальная ве­личина gmmі соответствует к/ = 0 (рис. 12.56). При к' > 0 установление равновесия затягивается во времени, а величина gmHi увеличивается. Вли­яние других факторов: а) Ккр f дЛ1Ш Т ; б) Сп Т дДШ f; в) Кш Т дтш При kf > Ксмт формула принимает вид:

Кь?(Сп - С°) - Асмт)

(12.97)

Д =

Exp((fc' - tfCMr)*) - 1).

Изменение массы отложившейся на стенке примеси во времени

Тыс. час.

Рис. 12.58. Изменение массы оксидов железа (РезС>4) в НРЧ котла ПК-41 в ходе эксплуатации.

0

В этом случае динамическое равновесие не устанавливается, а при увеличении времени масса отложений растет с убыстряющейся скоростью (рис. 12.56). Такой характер зависимости устанавливается при температу­ре стенки выше 572°С, когда интенсифицируется пароводяная коррозия. В начальный период роста отложений скорость коррозии мала (кривая 2, рис. 12.57) и величина д изменяется по кривой 1 (рис. 12.57). В момент времени tK0рр температура стенки достигает значения 572°С, кривая корро­зии 2 резко возрастает и суммарная кривая 3 так же растет. Такой характер зависимости зафиксирован в НРЧ котла ПК-41 при q = 520-580 кВт/м (рис. 12.58).

В обогреваемых трубах по условиям обеспечения надежного тем­пературного режима определяется предельно допустимая масса отложе­ний gROl г/м2. Полученные зависимости дают возможность определить вре­мя работы поверхностей нагрева, за которое произойдет накопление дяоп, после чего необходимо производить химическую промывку поверхностей парового котла. Межпромывочный период tMn зависит от качества воды, водно-химического режима, теплового потока и т. п.

На рис. 12.59 показано изменение во времени t массы отложений на стенке д и температуры наружной поверхности стенки £"т. Максимально допустимой температуре стенки по окалинообразованию [t"T соответствует допустимая величина отложений даоп. По этой величине определяют время
промывки поверхностей нагрева от образовавшихся отложений, т. е. меж­промывочный период.

Из формулы (12.95) получаем

Exp{-bt) = 1 - $ (12.98)

Или

Отсюда для д — дД0П определяем межпромывочный период

= (12.99)

Раскрывая b и а, получаем

І __(_______ 1_____ Wi эаоУ<™т - У)) (12100)

Выражение (12.100) дает возможность определить влияние различных факторов на межпромывочный период.

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Требования к котельной (топочной) на твердом топливе: основные нюансы от специалистов компании Статус 24

Проектирование и сборка составляющих для системы обогрева должна быть четко согласовано со строительными стандартами к отопительным помещениям.

ТТ котлы, электричество и тепловой насос, как альтернатива газу.

Тарифы на центральное отопление постоянно растут, оплата этой коммунальной услуги отнимает большую часть платежей семьи. Отличным выходом может стать выбор альтернативного источника тепловой энергии, который должен стать энергосберегающим, недорогим и …

Подбор мощности твердотопливного котла.

Наиболее важным параметром, от которого зависит удобство и комфорт использования котла, является его мощность. Неправильно подобранная мощность грозит Вам целым рядом проблем и неудобств. Самой распространенной ошибкой является недостаточная мощность

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.