Как удаляются примеси из пароводяного тракта барабанного и прямоточного котла.

Предварительная подготовка воды полностью не исключает присутствия в ней солей, механических примесей и газов, так как некоторое их количество остается после обработки и, кроме того, при прохождении по тракту тепловой схемы вода уносит продукты коррозии, а также с различными присосами в нее попадают газы. Частично соли и газы удаляют в обессоливающих установках, деаэраторах. Для надежной работы котла очистка питательной воды до входа в него оказывается также недостаточной. В процессе выпаривания воды (например, в барабане котла при температуре насыщения) происходит накопление солей, обусловленное различным их количеством в питательной (котловой) воде и в паре.

Поэтому дополнительно в самом котле предусматриваются обработка воды и организация водного режима, позволяющие уменьшить накипеобразование, прикипание шлама, вынос солей в турбину и коррозию. Организуются фосфатирование, обработка воды гидразином и комплексонами или комплексоннощелочная продувка, ступенчатое испарение и промывка пара конденсатом или питательной водой. Кроме того, периодически проводятся водные и химические промывки, а при остановке котла на длительное время производят консервацию пароводяного тракта.

Фосфатирование относится к коррекционному методу внутрикотловой обработки воды, заключающемуся в том, что котловую воду обрабатывают добавляемыми растворами солей фосфорной кислоты (например, тринатрийфосфатом Na3P04), в результате чего ионы Са + или Mg + +, входящие в растворимые соли, образуют рыхлый шлам выпадающий в осадок и удаляемый продувкой

Для надежного связывания солей кальция в котловой воде поддерживают определенный избыток фосфатов, что приводит к существенному повышению щелочности воды (рН>11), вызывающей коррозию металла. Поэтому при питании барабанного котла турбинным конденсатом и маломинерализованной добавочной водой (химически обессоленной) используется режим чисто фосфатной щелочности. Для поддержания умеренной щелочности котловой воды дозируют не только Na3P04, но и смесь Na3P04 с кислой солью фосфорной кислоты Na2HP04.

Следует помнить, что значительное содержание фосфатного шлама в котловой воде может приводить к его накоплению в непродуваемых застойных зонах (например, в торцах барабана) с появлением прикипевшего шлама. Поэтому при фосфатировании следует обеспечивать активное использование продувки и движение воды без застойных и тупиковых зон в барабанах, коллекторах и трубах, а также целесообразно снижение жесткости питательной воды, например, глубоким умягчением воды и снижением присосов охлаждающей воды в конденсаторах.

Вод фосфатов в барабан котла со ступенчатым испарением производят в чистый отсек, чтобы обработать всю котловую воду. При этом обеспечивают равномерное их распределение по всей длине отсека (и по отдельным трубам) путем установки распределительной перфорированной трубы, находящейся от опускных труб на расстоянии, обеспечивающем перемешивание фосфатов с водой. Труба ввода фосфатов в одноступенчатых схемах должна быть удалена от продувочной трубы, чтобы исключить вывод фосфатов до реагирования.

Для котлов большой производительности ввод фосфатов иногда производят в солевой отсек (вторая ступень), но при условии уменьшения жесткости питательной воды. При фосфатировании щелочноземельные металлы растворимых хлоридов переходят в нерастворимые фосфаты, выпадающие в осадок В барабанных котлах удаление нерастворимых солей и шлама, а также частичное удаление растворимых солей обеспечиваются продувкой. Продувка — это вывод из барабана котла по трубам незначительной части котловой воды с высокой концентрацией солей. В зависимости от способа вывода различают непрерывную и периодическую продувку. Непрерывную продувку делают из барабана или циклонов, периодическую — из нижних коллекторов. Величина непрерывной продувки определяется солесодержанием питательной воды, пара и воды в зоне продувки и находится из солевого баланса парового котла

С продувочной водой теряется часть теплоты и воды, проходящей обработку в цехе водоподготовки. Это заставляет искать пути снижения величины продувки. Уменьшения продувки достигают повышением солесодержания продувочной воды. Однако при этом следует помнить, что повышение общего солесодержания воды в барабане ведет к увеличению солесодержания пара и соответственно к снижению надежности и экономичности работы пароперегревателя и турбины. С целью уменьшения величины продувки без снижения качества вырабатываемого пара применяют метод ступенчатого испарения. Сущность этого метода заключается в разделении барабана на два отсека, имеющих самостоятельные контуры циркуляции, питание которых осуществляется последовательно по трубам.

Отсеки могут выполняться выносными. Подачу воды в последующие отсеки можно рассматривать как соответствующую продувку предыдущего отсека. Производительность отсеков по ходу продувки уменьшается, и последний имеет наименьшую производительность. Соответственно солесодержание воды растет. Так, при трехступенчатой схеме производительность третьей ступени составляет не более 10—15%. При ступенчатом испарении продувку производят из последней ступени. По отношению к небольшому количеству пароводяной смеси последней ступени можно применить более совершенные способы очистки пара, что позволяет значительно (в 5—8 раз) поднять солесодержание воды в ступени и тем снизить величину продувки без заметного ухудшения качества пара.

Основным конструкционным материалом, широко используемым при изготовлении поверхностей нагрева котла, являются перлитные стали, но они обладают серьезным недостатком — подверженностью интенсивной коррозии в пределах водно-парового тракта. Снижение скорости коррозии обеспечивается деаэрацией питательной воды и соответствующей организацией водного режима: щелочного или нейтрального. Развитие коррозии вызывает угольная кислота, которая снижает рН, увеличивая кислотность воды. Поэтому деаэрация воды направлена в первую очередь на удаление С02. Кислород способствует коррозии медных сплавов (в ПНД и др.), а на перлитных сталях, с одной стороны, вызывает язвенную коррозию со стороны незащищенного металла, а с другой — способствует образованию оксидной пленки, защищающей от коррозии.

К щелочным режимам относят гидразинный (или гидразинно-аммиачный) и комплексонный. Нейтральные режимы характеризуются добавкой в конденсат (питательную воду) окислителя: кислорода или перекиси водорода. Преимущественное распространение последний режим получил в прямоточных котлах СКД. Гидразинно-аммиачный водный режим реализуется добавкой в питательную воду гидразина и аммиака. Гидразин способствует связыванию кислорода:

N2H4 + 02^ N2 + H20

Гидразин как дорогой и дефицитный материал вводят в строго дозированном количестве после деаэрирования воды перед ПВД для связывания остаточного 02. Аммиак вводят в количестве, достаточном для полной нейтрализации С02 с созданием некоторого избытка гидроокиси аммония, повышающего щелочность среды до уровня рН = 9'1 ±0,1. Особенно благоприятно сказывается введение аммиака на умягченной воде.

При комплексонном водном режиме в питательную воду кроме аммиака и гидразина, дозируемых в тех же количествах, что и при гидразинно-аммиачном режиме, после деаэратора непрерывно вводят комплексоны в количестве, эквивалентном содержанию железа и меди в воде. Комплексоны — это соединения, способные образовать с катионами (Са +, Mg+i Cu +, Fe +) растворимые в воде вещества. В качестве комплексона чаще всего применяют этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТК)- С увеличением температуры падает стойкость комплексонов и снижается их эффективность.

Действенность водных режимов эффективна при регулярном химическом контроле, проводимом по установленным приборам и методам отбора и анализа пробы воды и пара оперативным персоналом и периодически центральной химической лабораторией по специальному графику, утвержденному главным инженером станции.

Вопрос № 247