Водно-химические режимы ТЭС и их расчёт: Учебное пособие, страница 7

Иногда большой интерес представляют значения не массового , а объёмного коэффициента распределения (рисунок 3.2);эти значения получены пересчётом:                                                                  (3-7)

Объёмные коэффициенты распределения аммиака по существу – коэффициенты абсорбции. Прямолинейность зависимости  подтверждает зависимость объёмного коэффициента распределения аммиака на линии насыщения в области давлений по крайней мере до 11,8 МПа от температуры. Это свидетельствует о том, что в этой области давлений из водных растворов в пар в заметных количествах переходит только молекулярная форма аммиака.

Поведение расворённых газов при конденсации представляет значительный интерес в связи с их влиянием на  коррозионные процессы в  соответствующих участках тракта, являющихся, как правило, одним из  основных источников поступления продуктов коррозии в теплоноситель.

Рассмотрим систему, состоящую только из Н₂О и NH₃. При конденсации, таким образом, налицо двухкомпонентная двухфазная система, которая имеет, согласно правилу фаз, две степени свободы.

Рис. 3.1   Зависимость массового молекулярного коэффициента распределения аммиака от температуры

Рис. 3.2   Зависимость объёмного молекулярного коэффициента распределения аммиака от температуры

Если при конденсации достигается равновесие (что на практике не всегда имеет место), то из пяти переменных ( – общее давление ;  – температура ; - парциальное давление водяного пара ; - парциальное давление аммиака ; - концентрация аммиака в конденсате) только две являются независимыми, а три – зависимыми, т.е.могут принимать совершенно определённые значения. Выбор тех и других для проведения какого-либо конкретного расчёта принципиально базируется на следующих уравнениях:

                                              (3-8)

 (таблица водяного пара)                      (3-9)

                                    (3-10)

,   Моль/кг                      (3-11)

Заложенная в приведённых уравнениях предпосылка применимости законов идеальных растворов обычно приемлема, так как конденсация на крупных энергетических установках происходит при сравнительно низких давлениях, а концентрации растворов невелики. Вопрос выбора переменных в применении к процессам конденсации в последних ступенях турбины решается исходя из того, что в данном случае значения  и (или ) даны. Если конденсация происходит в равновесных условиях, то

                                (3-12)

откуда могут быть непосредственно сделаны важные выводы. Например, если для подщелачивания питательной воды использован аммиак, то содержание аммиака в образовавшемся на последних ступенях турбины конденсате значительно ниже, чем в свежем паре, так как >>1.

           Однако вследствии малых концентраций NH₃ в конденсате и соответственно значительной диссоциации гидрооксида аммония, видимый коэффициент распределения будет значительно ниже молекулярного (рисунок 3.3). Даже при  высокой концентрации аммиака в паре (рН₂₅=9,5)  при входе в конденсатор (=30⁰С) составит лишь около 11 (≈ 40). В итоге рН жидкой фазы, содержащейся в паре, составит ≈ 8,7. При меньшем содержании NH₃ в паре (рН=8,8)  уменьшится примерно до 3,7 и рН жидкой фазы снизится только до 8,3. При конденсации пара в регенеративных  подогревателях из-за больших давлений пара и высоких  коэффициенты распределения будут ещё меньше и снижение рН₂₅ для первых порций конденсата будет менее значительным, чем в конденсаторе турбины.

Рис. 3.3   Зависимость  от концентрации аммиака и рН раствора

Всё же определённое снижение щёлочности первых порций конденсата будет иметь место, и это может неблагоприятно влиять на скорость коррозии углеродистой стали.  По мере конденсации пара основная часть NH₃ будет оставаться в несконденсированной доле пара и концентрация NH₃  в последних порциях пара может очень сильно возрасти. Соответственно резко увеличится и концентрация NH₃ в конденсате этих порций, и, если они до смешения с основной массой конденсата будут соприкасаться с латунными трубками конденсатора, это может привести к резкому ускорению коррозии латуни.