Водно-химические режимы ТЭС и их расчёт: Учебное пособие, страница 12

Решение.

По первому режиму количество Са(ОН)₂ , мг-экв/кг, рассчитывают с учётом магния, т.е.

Следовательно, в этом режиме магний удаляется из воды и заменяется кальцием.

По второму режиму количество извести даётся только на ион НСО₃^- , т.е.

,

где  - концентрация свободной СО₂, равная для данного случая 10/22≈0,45 мг-экв/кг ;  - избыток Са(ОН)₂ , принимаем 0,3.

Концентрация кальция, мг-экв/кг, в известкованной воде равна:             для первого режима

 ;

для  второго режима

 .

Ионная сила известкованной воды равна :

,

чему соответствует = 0,68 , тогда по уравнению (5-1) найдём  (для 298 К):

 г-ион/кг,                                            или  мг-экв/кг ;

 г-ион/кг,  или    мг-экв/кг.

Таким образом, в идеальных условиях карбонатная щёлочность известкованной воды  не должна была бы превышать 0,06- 0,07 мг-экв/кг. В действительности же на промышленных установках (при аналогичных условиях) она составляет 0,5-0,6 мг-экв/кг. Как результат этого нередко имеют место отложения СаСО₃ по пути течения известкованной воды, в том числе и на механических фильтрах. Одним из способов борьбы с этим явлением является подкисление известкованной воды, которое требует, однако, тонкого и надёжного дозирования кислоты.

6.  Образование отложений в паровых котлах

6.1  Отложения в барабанных котлах.

Независимо от характера потребления воду на электростанциях и в промышленных котельных подвергают нагреванию или охлаждению; в ряде случаев в неё вводят те или иные реагенты. Как  следствие воздействия на воду теплоты и реагентов, а также из-за упаривания её в паровых котлах в ней протекают различные физико-химические процессы, в результате чего одни соединения разрушаются, а другие образуются. Это ведёт во многих  случаях к возникновению различных труднорастворимых веществ, которые и выделяются из пересыщенных растворов в виде осадка.

Состав, структура и физические свойства отложений в котлах зависят в основном от химического состава и температуры котловой воды. В свою очередь химический состав котловой воды в значительной степени определяется  питательной водой и применяемыми средствами коррекционной обработки [5].

Температура котловой воды определяется рабочими параметрами и конструктивными особенностями котлов, а также видом сжигаемого топлива. Два последних фактора влияют главным образом на локальные тепловые потоки экранной системы. Неравномерность тепловых потоков особенно присуща котлам, работающим на жидком топливе и оборудованным мощными горелочными устройствами.

По катионному составу отложения условно разделяются на: щелочно-земельные, железные, медно-цинковые, алюминиевые. В зависимости от анионного состава отложения могут быть сульфатные, силикатные, карбонатные, фосфатные, ферросиликатные. В связи с тем что отложения по химическому составу многокомпонентны, принадлежность их к конкретной группе определяется по их максимальной составляющей.

В составе щелочно-земельных отложений (накипей) преобладают катионы кальция, магния и анионы карбонатные, сульфатные и силикатные: , , , , . Это плотные кристаллические отложения, которые могут образовываться на стенках подогревателей, конденсаторов турбин, тепловых сетей, испарителей, экономайзеров.

Алюмосиликатные и ферросиликатные отложения имеют в своём составе в основном кремниевую кислоту, железо и алюминий. Отложения разнообразны по структуре (от пористых до плотных) и образуются на теплонапряжённых поверхностях экранной системы [6].