КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Пути поступления примесей в питательную воду

Для определения путей поступления примесей в питательную воду рассмотрим принципиальную тепловую схему блока ТЭС (рис. 12.1).

Можно выделить следующие основные пути поступления примеси в пароводяной тракт блока:

1) С присосами охлаждающей воды в конденсаторе. Присосы охлажда­ющей воды составляют обычно величину порядка 0,001-0,002%, но иногда доходят до 0,01-0,02% и выше. На охлаждение конденсатора подается вода из рек и озер, концентрация примесей в которой доходит до 800-1 000 мг/кг. В ряде случаев используется вода морей и океанов (концентрация — до 30000 мг/кг).

В итоге количество поступающей примеси в конденсаторе может быть значительным:

1000-0,01 „ , , — = 0,1 мг/кг = 100 мкг/кг.

С присосами охлаждающей воды поступают примеси:

А) соли: хлориды, сульфаты, карбонаты, бикарбонаты кальция, магния, натрия и др.;

Б) коллоидные примеси: кремнекислота, органические соединения;

В) взвешенные вещества;

Г) газы: 02, С02, N2 и др.

2) С присосами в сетевых подогревателях. При неплотностях в сетевых подогревателях возможен присос сетевой воды в конденсат греющего пара, который сбрасывается в конденсатор. Поступают примеси: соли различ­ных веществ, кремнекислота, газы. При нормальной работе подогревателей присосы сетевой воды должны отсутствовать.

3) С добавочной водой. Добавочная вода подается, как правило, в па­ровое пространство конденсатора, где происходит ее деаэрация. Количе­ство добавочной воды зависит от типа ТЭС. На конденсационной станции и отопительной ТЭЦ добавочная вода восполняет потери на продувку котла, в уплотнениях турбины, через неплотности во фланцах и арматуре. Все эти потери составляют 1-3% от паропроизводительности котла. В этом случае проводят полное химическое обессоливание добавочной воды, концентра­ция примесей в ней мала (до 50 мкг/кг). Это соединения натрия, продукты коррозии, газы 02, С02.

На ТЭЦ производственного типа возможна безвозвратная отдача пара на технологические нужды и на его восполнение требуется большое коли­чество добавочной воды (до 20-40% и больше). Добавочная вода в этом случае проходит более дешевую обработку — глубокое умягчение с ча­стичным обессоливанием. В такой добавочной воде содержатся соединения натрия, кремнекислоты, газы — до 500 мкг/кг.

4) Продукты коррозии конденсатного тракта, тракта питательной во­ды, сетевой воды, добавочной воды и т. д. Поступают оксиды железа, меди, кобальта, никеля, цинка и других металлов, входящих в состав сталей, спла­вов, с которыми контактирует вода.

5) Искусственно вводимые добавки для коррекции водно-химического режима — в зависимости от ВХР.

Таким образом, питательная вода, поступающая в паровой котел, пред­ставляет собой раствор в виде различных веществ неорганического и орга­нического характера. В ней содержатся катионы Na, Са, Mg, анионы С1~, SO2-, SiO^-, ОН", СОз~ и другие, продукты коррозии конструкционных материалов (оксиды Fe, Си, CI, Ni, Zn, Со, А1 и др./, летучие примеси 02, С02, NH3, Н2, N2 и другие. Кроме растворенных веществ в питательной воде содержатся и взвешенные частицы различной дисперсности.

Примеси, находящиеся в виде частиц, составляют с теплоносителем дисперсную систему. Дисперсная система включает дисперсную фазу (ча­стицы) и дисперсионную среду (теплоноситель).

Дисперсные системы разделяют: а) по размерам частиц: на коллоидные (диаметр частиц d4 < 0,1 мкм), микрогетерогенные (d4 — 0,1-10 мкм) и грубодисперсные (d, > 10 мкм); б) по отношению объема дисперсной фазы к общему объему дисперсной системы на суспензию (отношение < 1) и шлам 1). Шлам может образовываться в застойных участках контуров циркуляции (нижние коллектора) и барабанах паровых котлов. На участках с движущимся теплоносителем шлам, как правило, не образуется.

Продукты коррозии в начале своего существования в водном теплоно­сителе находятся в ионно-молекулярной форме. В результате непрерывной коррозии концентрация их может быть больше растворимости и образуется твердая фаза в виде частиц оксидов, гидрооксидов и других соединений.

Дисперсные системы обладают избытком поверхностной энергии и термодинамически неустойчивы. Дисперсные частицы могут слипаться между собой, адсорбироваться на поверхности труб.

А) б)

Рис. 12.48. Зависимость численной (я) и массовой (б) концентрации дисперсных частиц продуктов коррозии в теплоносителе ГРЭС: 1 — конденсат потребителя; 2 — питательная вода за ПВД; 3 — питательная вода за ПНД; 4 — конденсат турбины.

В водном теплоносителе основное количество (по числу частиц N) продуктов коррозии состоит из частиц менее 2-3 мкм (рис. 12.48), но от­носительно небольшое число крупных частиц (до 10 мкм и более) имеют значительную массу, поэтому максимум по массовой концентрации (с) при­ходится на частицы с диаметром 4-5 мкм (рис. 12.48).