Отложения. Температура стенки металла во время работы. Образование и предупреждение образования железоокислых накипей

Отложения.

Температура стенки металла во время работы определяется по формуле:

При чистых поверхностях поверхностях нагрева  металла мало отличается от . Критической температурой считается  t=500°C для стали 20. При этом сталь теряет свои свойства и в местах перегрева под влиянием внутреннего давления образуются отдулины, а затем свищи при утанении стенки трубы. Обычно q~300÷600 кВт∙м²/с. Теплопроводность отложений в сотни раз меньше теплопроводности стали. Теплопроводность зависит от толщины отложений, от их природы, от рыхлости или плотности пленки. По доминирующему компоненту отложения разделяются:

1.  Са и Мg

2.  Железоокислые

3.  Медные

4.  Ферроалюминосиликатные

Са и Mg отложения.

Возникают при:

1.  Нарушениях в работе ВПУ

2.  При отсутствии или нарушениях в работе конденсатоочистки

3.  При присосах в конденсаторе и сетевых подогревателях

Основной составляющей этих отложений являются: . Такие отложения образуются также при наличии пленочного кипения. Способ предупреждения образования такого вида отложений – это фосфатирование котловой воды наряду с нормами качества питательной воды по жесткости. Раствор фосфата натрия должен вводиться в чистый отсек в барабан котла. В прямоточных котлах такой метод не используется. В большинстве случаев применяется раствор Na₃PO₄. При этом образуется следующее соединение  это основной гидрокислопатит. Необходимым условием образования гидрокисилопатита является необходимая температура и достаток в котловой воде ионов OH. При нарушений этих условий, гидроксилопотит не образуется или присутствует в воде в виде истиннорастворенного вещества. В котловой воде он образует типичный не прикипающий шлам. Таким образом, выводятся из зоны реакции ионы кальция и доумягчается котловая вода.

При невозможности  поддержать соотношения щелочности и величины pH в нормируемых пределах дозируют NaOH совместно с фосфатами, при этом во время эксплуатации определяется необходимое количество и концентрация. На котлах среднего давления при pH выше нормативного, возможна замена Na₃PO₄ на кислые фосфаты, имеющие в своем составе ионы водорода, нейтрализующие находящиеся в избытке ионы OH. Кислые фосфаты это гексаметофосфат, триполефосфат.

Существует несколько видов режимов фосфатирования:

1.  Щелочносолевой или щелочнофосфатный режим, разрешающий присутствие NaOH в котловой воде.

2.  Чисто фосфатный режим, когда не допускается присутствие NaOH в котловой воде. Он используется только при очень чистой питательной воде и отсутствии нарушений по жесткости питательной воды.

3.  Безфосфатный режим. При этом режиме фосфаты дозируются в солевой отсек минуя чистый.

Железоокислые отложения.

Метод предупреждения накипеобразования в прямоточных котлах: нет периодической продувки и в ПП парогенераторов нельзя вводить фосфаты. Необходимо оценить степень вымываемости отложений, которая характеризуется количеством легко растворимых солей натрия в общей массе отложений. Если оно велико, а включение кальциевых солей, железоокислых отложений невелико отложения легко смываются, если же наоборот, то на поверхностях труб образуются шероховатости из-за несмывшихся отложений. По условию вымываемости рекомендуется не накапливать отложения больше 2 мм толщиной. В прямоточных котлах кальциевые и магниевые отложения образуются в конце зоны испарения. В барабанных котлах это экранные трубы с огневой стороны чуть выше пояса горелок, наиболее теплонапряженные участки.

Образование и предупреждение образования железоокислых накипей.

ЖОН образуются на наиболее теплонапряженных участках поверхностей нагрева, то есть необходимым условием их образования являются повышенный тепловой поток. Скорость образования таких накипей вычисляется по формуле:

Основное  назначение придается q.

В котловой воде присутствуют как истинно растворенное железо, так и его гидроокислы: Fe(OH)₂, Fe(OH)₃. Гидроокислы осаждаются на поверхности нагрева, образуя бугристые рыхлые отложения, которые способствуют пристенному кипению в порах и не защищают металл от коррозии. От процесса осаждения отличается процесс кристаллизации железа. В этом случае на металле образуется сплошная плотная пленка, состоящая из магнетита, имеющая большое сродство к металлу и защищающая его от электрохимической коррозии. Также может образовываться пленка из гематита, также защищают металл во время эксплуатации. Наличие в толще отложения окисла вюстита, говорит о местном перегреве при t больше чем 540 °С. При нарушении режима фосфатирования, могут образовываться железофосфатные накипи. Скорость их образования очень велика.

Безопасность с точки зрения образования NaFePO₄ концентрации фосфатов в котловой воде 82 мг/кг.

Способы предотвращения образования NaFePO₄ так же как и медных являются:

1.  Дозирования в питательную воду гидразина

Металлическое железо является типичным неприкипающим шламом