Водно-химические режимы ТЭС и их расчёт: Учебное пособие, страница 29

С целью снижения скорости образования железистых отложений на электростанциях энергосистемы продолжительное время фосфатирование котлов высокого давления ведут смесью тринатрийфосфата с едким натром. Практическая реализация режима подщелачивания организуется элементарно просто - вводом щёлочи в рабочий раствор тринатрийфосфата. Дозу NaOH подбирают опытным путём и корректируют по сезонам года. Особая необходимость в подщелачивании котловой воды возникает в том случае, когда питательная вода содержит органические загрязнения, которые в процессе термолиза в котле образуют кислые продукты. Как следствие снижения щёлочности котловой воды идёт интенсивное образование отложений на поверхности экранных труб, не исключается и коррозионное разрушение металла.

В объёме оперативного контроля оценку щелочного режима котловой воды ведут не по общей щёлочности, а по соотношению фенолфталеиновой щёлочности к общей Щ_фф / Щ_общ . Это соотношение для чистой ступени испарения должно быть в пределах 1/2 -1/2,5 , а в солевой ступени не менее 1/2. Такой режим исключает присутствие в котловой воде динатрийфосфата. Указанный предел соотношения Щ_фф / Щ_общ соответствует регламенту щёлочно-фосфатного режима, выраженного формулой [6]:

<<                            (8-4)

и обеспечивает выполнение верхнего предела значения рН котловой воды.

В периоды повышенной жёсткости питательной воды котлов среднего давления, например в результате разрыва трубок конденсаторов, рекомендуется повышенное дозирование фосфатов и увеличенная продувка котла.

Ввод фосфатов производится в барабан котла. Если котёл выполнен со ступенчатым испарением, то ввод фосфатов производится в чистый отсек. Особое внимание надо обращать на раздачу фосфатов по длине барабана, чтобы обеспечить равномерное поступление реагента в параллельные опускные трубы. Раздаточная труба выполняется с равномерно распределёнными  отверстиями по всей длине. Она не должна располагаться в непосредственной близости к опускным трубам, чтобы до входа в них обеспечивалось полное перемешивание раствора фосфатов с котловой водой. Важно также не вводить фосфаты вблизи системы непрерывной продувки, чтобы не выводить реагент до реагирования его с котловой водой. Для котлов с большой паропроизводительностью солевого отсека (>25 %) можно подавать фосфаты не в чистый отсек, а во вторую ступень испарения (независимо от общего числа ступеней – 2или 3). При этом чистый отсек, т.е. большая часть котла, освобождается от кальциевого шлама, следовательно, и от образования кальцийжелезофосфатных накипей. Для применения такого ввода фосфатов тем больше оснований, чем меньше жёсткость питательной воды. Наличие избытка фосфатов рассчитано на переменные режимы. Организация фосфатного режима для котлов высоких давлений ничем не отличается от фосфатного режима котлов среднего давления.

Преимущества фосфатного режима для котлов высоких давлений проявляются только в периоды резко повышенных присосов охлаждающей воды в конденсаторах. Эти преимущества заключаются в предотвращении кальциевого накипеобразования в условиях близких к аварийным. Но в процессе всей эксплуатации при высоких тепловых нагрузках, характерных для котлов высоких давлений, фосфатный режим имеет большие недостатки, усугубляемые высокими температурами. Ионы РО₄^3- проникают в дефекты решётки магнетита, замещая атомы кислорода и разрыхляя защитную плёнку на стали. Это способствует развитию коррозии с проникновением в металл выделяющегося водорода. В результате на котлах высоких давлений и особенно при работе на жидком топливе (высокие тепловые нагрузки) наблюдаются хрупкие, бездеформационные разрушения наиболее теплонапряжённых экранных труб. Кроме того, при питании котлов конденсатом с добавкой обессоленой воды в зонах высоких тепловых нагрузок и начиная с температур 250 ⁰С, т.е. для условий барабанных котлов высоких давлений, образуют малотеплопроводные пористые железофосфатные отложения, так как при высоких давлениях (температурах), особенно при переходе к давлениям 15,5 МПа, растворимость всех натриевых солей ортофосфорной кислоты резко снижается. Поэтому дозируемые фосфаты оказываются в отложениях и нормируемый избыток фосфатов не удаётся поддерживать. Попытки восстановить необходимый избыток фосфатов увеличением их дозирования приводят только к их увеличению в отложениях. Особенно неблагоприятны отложения кислых фосфатов, так как они взаимодействуют с защитной магнетитовой плёнкой, разрушая её и интенсифицируя коррозию.