КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Примеры растворимости примеси в водном теплоносителе

Примеси, поступающие в водный теплоноситель, можно разделить на две группы: естественные примеси и продукты коррозии. Естественные примеси поступают в водяной тракт за счет присосов воды в конденсаторе и сетевых подогревателях, с добавочной водой; остаточная концентрация катионов Na, К, Са, Mg не изменяется после блочной обессоливающей установки (БОУ) (после конденсатора, если нет БОУ). Продукты коррозии (катионы Fe, Си, А1 и др.) образуются в самом водяном тракте, их количе­ство увеличивается по мере прохождения среды по тракту.

Естественные примеси делятся на трудно (мало) растворимые и лег­ко (хорошо) растворимые. К труднорастворимым соединениям относятся соединения Са и Mg: сульфат CaSC>4, карбонаты СаСОз, MgCC>3, силика­ты CaSiC>3, MgSiC>3, гидроокиси Са(ОН)2, Mg(OH)2. К легкорастворимым соединениям Са и Mg относятся: сульфат MgSC>4, хлориды СаСЬ, MgCh, бикарбонаты Са(НСОз)2, Mg(HC03)2. Все натриевые соединения обладают высокой растворимостью в воде.

Труднорастворимые соединения. Поступление в паро­вой котел труднорастворимых соединений кальция и магния с питательной водой лимитируется на достаточно низком уровне. При нарушениях в ра­боте конденсатоочистки, увеличении присосов воды в конденсаторе коли­чество поступающих соединений Са и Mg значительно возрастает. Такие соединения, как CaSC>4, СаСОз, Mg(OH)2, имеют отрицательный темпера­турный коэффициент растворимости, т. е. с ростом температуры раствори­мость падает (рис. 12.20). В природных водах содержание Са существенно выше, чем Mg, поэтому при анализе поведения труднорастворимых соеди­нений обычно рассматривают только соединения Са.

Труднорастворимые соединения в воде частично диссоциируют на ио­ны (катионы Ме7П+ и анионы Ап"~). Например:

CaS04 - Са2+ + SO^".

Степень диссоциации К равна (вместо ак­тивностей рассматриваем концентрацию ионов, что для разбавленных растворов допустимо)

[Ca2+][SOM [СаС04]

Отсюда

[Са2+] [SO^~] = К [СаС04] = ПР.

Так как для труднорастворимых соедине­ний [Са2+] и [SO2-] <[CaS04], то при изме­нении .концентрации ионов концентрация моле­кул [CaS04] практически не меняется:

К[С aS04] = ПР = const.

Рис. 12.20. Растворимость Произведение концентраций (активностей)

Основных накипеобразо - ионов труднорастворимой соли в насыщенном вателей, присутствующих растворе, называемое произведением раствори - в воде - мости ПР, остается постоянной величиной при

Данной температуре. Величина ПР зависит от температуры системы.

В воде присутствует не только анион SO2-, но и анионы CO2"", SiO2-, Р04~ и другие, с которыми Са образует труднорастворимые соединения типа СаАп. Для каждого из э^их соединений определяется величина ПРсаАп - Кальций (аналогично — магний) будет находиться в воде в молекулярной и ионной форме при соблюдении неравенства

[Са2+] [Ап~] < ПРсаАп.

При упаривании воды в испарительных поверхностях нагрева концен­трация всех ионов повышается и может достигнуть насыщения. В первую очередь кристаллизоваться из водного раствора будут те соединения, произ­ведение растворимости которых минимально. Соединения с отрицательным коэффициентом растворимости кристаллизуются в основном на поверхно­сти нагрева, образуя накипь. Такие вещества называются накипеобразовате - лями. Другие вещества, с положительным коэффициентом растворимости, кристаллизуются в объеме раствора на грубодисперсных и коллоидных ча­стицах, образуя шлам, т. е. мелкие взвешенные в воде частички (вещества — шл амообразователи).

Примеры растворимости примеси в водном теплоносителе

Рис. 12.21. Растворимость основ - Рис. 12.22. Растворимость магнетита в ных легкорастворимых соедине- воде при различных концентрациях ам - ний, находящихся в воде. миака, выраженных в мг ЫНз/кг: 1 — 0,1;

2 - 0,2; 3 - 0,3; 4 - 0,45; 5 - 1,0; 6 - 2,0.

Легкорастворимые соединения. На рис. 12.21 приведе­ны значения растворимости для некоторых легкорастворимых соединений. Видно, что некоторые из них (NaOH) имеют положительный коэффици­ент растворимости во всем приведенном диапазоне температур, другие (Na3P04, Na2S04) — только до 100-150°С, а при температуре свыше 200°С имеют отрицательный коэффициент растворимости. При нормальной ра­боте барабанных котлов концентрация этих примесей обычно значительно меньше их растворимости и кристаллизоваться на стенках трубы или в объ­еме среды они не будут. Только в местах упаривания воды (в отложениях на стенке, в прикипевшем к стенке шламе и т. п.) и в зоне кризиса кипения воз­можно достижение насыщения и выпадение легкорастворимых соединений.

Примеры растворимости примеси в водном теплоносителе

Растворимость в воде продуктов коррозии. В пи­тательной воде содержится заметное количество различных продуктов кор­розии конструкционных материалов. Наиболее важную роль в образова­нии внутритрубных отложений, в интенсивности коррозии играет магне­тит Рез04. Растворимость магнетита в воде представлена на рис. 12.22.

40

20

10

450

500

°С

Примеры растворимости примеси в водном теплоносителе

10 рЩ

Мг/кг 50

30

400

Рис. 12.23. Зависимость растворимо - Рис. 12.24. Растворимость NaCl в пе - сти кислородных соединений в кипя - регретом паре, щей воде (р = 7 МПа): 1 — Fe (окис­лительная среда); 2 — Fe (восстано­вительная среда); 3 — Си; 4 — Zn; 5 — Ni; 6 - AI.

Видно, что максимум растворимости магнетита приходится на темпера­туру порядка 150°С, а затем растворимость уменьшается до температуры 300-350°С. С увеличением концентрации аммиака (при этом величина рН растет с 8,75 до 9,7) растворимость магнетита падает. В действительности, концентрация магнетита в питательной воде может быть значительно выше растворимости. Это означает, что в воде магнетит находится не только в рас­творенной форме, но и имеются коллоидные и грубодисперсные частицы. Растворимость других оксидов металлов в воде имеет такой же порядок, что и растворимость магнетита (рис. 12.23).

Растворимость примесей в перегретом паре докритического давления (ДКД). Растворимость веществ в воде и паре определяется физико-хими­
ческими свойствами вещества и водного теплоносителя, которые, в свою очередь, зависят от температуры и давления. По мере перегрева пара плот­ность его уменьшается. Соответственно, «растворяющая» способность его снижается. С другой стороны, как вид­но из уравнения растворимости Шре­дера, с ростом температуры пара рас­творимость возрастает. В результате, как это видно из рис. 12.24, при давле­нии 14 и 18 МПа имеются минимумы растворимости при температуре 470- 500°С. С увеличением давления плот­ность пара и растворимость веществ в нем растет.

Растворимость примесей в вод­ном теплоносителе сверхкритическо­го давления (СКД). При сверхкритиче­ском давлении плотность среды плав­но изменяется от плотности воды до плотности пара, наиболее интенсивное (по температуре) изменение плотно­сти происходит в ЗБТ. Поэтому рас­творимость веществ в жидкой фазе (до ЗБТ) при СКД аналогична рас­творимости в воде при ДКД, т. е. мо­жет иметь положительный или отри; дательный коэффициент растворимо­сти. В зоне большой теплоемкости растворимость веществ из-за резкого уменьшения плотности среды снижа­ется, а затем, при переходе в область перегретого пара может дальше сни­жаться или, после прохождения мини - Рис - 12.25. мума, растет (рис. 12.25). г? Шл)

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.