Баланс примесей и продувка. Методы получения чистого пара

18.6. БАЛАНС ПРИМЕСЕЙ И ПРОДУВКА

Баланс примесей представляет собой равенство количеств при­месей, поступающих в котел и примесей, выводимых из котла.

1) Пути поступления примесей:

с водным добавком, прошедшим станционную водоподготовку и ком­пенсирующим потери рабочей среды, в том числе конденсата;

с присосами сырой воды в конденсаторе турбины;

с продуктами коррозии конструкционных материалов, в основном с окислами железа (магнетитом) и меди, от коррозии конденсатно-питательного тракта.

2) Пути вывода примесей:

с паром;

с отложениями на внутренних поверхностях труб и последующей промывкой;

с продувкой котловой воды в барабанных и сепараторных прямо­точных котлах.

Увеличив вывод примесей продувкой за счет увеличения  r = D_np/D,  барабанных котлов, можно заметно снизить требования к качеству до­бавочной воды. Это будет не периодическая, а непрерывная продувка, с помощью которой поддерживается определенное заданное качество котловой воды барабанных агрегатов. Согласно ПТЭ норма качества котловой воды и степень открытия клапана непрерывной продувки должны устанавливаться теплохимическими испытаниями с определе­нием предельно допустимого содержания нормируемых примесей (об­щего солесодержания, кремнесодержания и др.) на раэяых режимах работы котла и при обеспечении необходимого качества пара С_п.

Содержание примесей в продувочной воде С_пр может быть найдено из соображений: расход питательной воды в барабанном котле при непрерывной продувке Dп.в=D-JгDnp. Учитывая это, для случая отсут­ствия внутритрубных отложений в котле, баланс примесей (ранее говорили — солевой баланс) может быть записан так (при отсутствии отложений):

^п.вСп.в:= ^ Сп+^шр^пр-

Имея в виду, что Dn.B==£>+^np, получим

(1+Р)Сп.в = Сп + rСпр.                                              (18.20)

В формуле (18.20) продувка не в процентах, а в долях от паропроизводительности, из формулы (18.20) следует

^I^^-L             „,3„                                                  (18.21)

Схема устройства продувок представлена на рис. 18.11. Периодическая продувка 2, производимая в барабанных котлах 1 – 2 раза в смену продолжительностью 2 – 5 мин, предназначена в основ­ном для вывода из котла твердых примесей: шлама, продуктов корро­зии и др., и осуществляется из нижних точек барабанов и коллекторов.

Отбор котловой воды на непрерывную продувку 3 выполняется, как правило, из верхнего барабана ниже нижнего уровня воды, из места с максимальной концентра­цией солей, дальше от ввода питательной воды. Вода отбирается малыми потоками из нескольких точек по длине барабана так, чтобы не допустить развития аварии при упуске воды в котле. Количество продуваемой воды определяется степенью открытия регулирующего клапана и изменяется только по указанию химслужбы. Для установив­шегося режима при восполнении потерь обессоленной водой или дистиллятом испари­телей размер непрерывной продувки сохраняется примерно на уровне 0,5—1,0 % паропроизводительности котла. Таким образом, назначение непрерывной продувки заклю­чается в поддержании солесодержания котловой воды на заданном уровне.

Для снижения потерь теплоты продувочную воду (рис. 18.11) направляют в бак-расширитель, а за ним в теплообменник. В расширителе часть воды испаряется, а по­лученный пар сбрасывается в деаэратор.

18.7. ВОДНЫЙ РЕЖИМ БАРАБАННЫХ КОТЛОВ

Все примеси котловой воды, исключая газообразные, можно разде­лить на две группы: труднорастворимые и легкорастворимые. К пер­вым относятся соли и гидроокиси кальция и магния и продукты кор­розия конструкционных материалов, ко вторым — соли и гидроокись натрия. Растворенные в котловой воде вещества кристаллизуются, в первую очередь те соединения, растворимость которых меньше придан­ных условиях. Кристаллизация может протекать двояко: с образова­нием на поверхностях нагрева накипи и кристаллизация в объеме воды с образованием шлама. Методами внутрикотловой обработки воды мож­но накипеобразующие вещества переводить в шламообразующие и по­лученный шлам удалять путем продувки.

Таким образом, под внутрикотловой обработкой воды по­нимают мероприятия, направленные на выделение накипеобразователей в виде шлама, удаляемого продувкой, и предупреждение коррозии металла котла.

В котлах низкого давления иногда применяется термическая внутрикотловая обработка питательной воды, заключающаяся в создании условии, при которых соли карбонатной жесткости термически разлагаются и выделяются в осадок в паровом пространстве барабана.

При химической внутрикотловой o6pa6oii<e в котловую воду вводят реагенты, которые с ионами Са²⁺ и Mg²⁺ дают труднорастворимые со­единения, выпадающие в виде шлама.

Фосфатирование

При фосфатировании в качестве коррекционных добавок, или, как их еще называют, антинакипинов, в барабанных агрегатах чаще всего применяют: б котлах низкого давления соду или едкий натр, в энергетических котлах с давлением выше 1,6 Мпа – соли фосфорной кислоты, обычно тринатрийфосфат Nа₃РО₄.

При фосфатировании образуется легкоподвижный неприкипающий лплам, состоящий в основном из гидроксилапатита—ЗСаз(Р04)аХ ХСа(ОН)2. Шлам оседает в нижних коллекторах И периодически уда­ляется продувкой. Фосфаты непрерывно вводятся в барабан дозирую­щим насосом.

Согласно ПТЭ содержание фосфатов в котловой воде нормируется по нижнему и верхнему пределам. В перерасчете на ион PO^i3" в по­следней ступени ступенчатого испарения (см. § 19.2) при работе агрега­та на мазуте содержание фосфатов не должно превышать 30 мг/кг, а на других топливах—50 мг/кг, допустимая кратность концентрации по фосфатам может быть принята не более 5—8.