Задачи водоподготовки. Характеристика природных вод. Характеристика примесей воды. Растворимость твердых веществ и газов в воде, страница 12

4. Изменение растворимости отдельных солей при изменении  температуры на определенных участках пароводяного тракта.

6.2. Химический состав накипи и шлама.

Твердые отложения, возникающие на поверхностях нагрева и охлаждении по химическому составу очень разнообразны, но можно выделить 4 основные группы накипей:

1.  Щелочно-земельные;

2.  Железо-окисные;

3.  Медные;

4.  Силикатные накипи.

Щелочно-земельные накипи состоят из различных соединений       и         и делятся в своя очередь на следующие подгруппы:

а) Карбонатные - CaCO₃   и  MgCO₃  - представляют собой плотные кристаллические соединения;

б) Сульфатные - CaSO₄     и MgSO₄   - обладающие наибольшей плотностью и твердостью;

в) Фосфатные – Ca(PO₄)₂

Железо-окисные накипи состоят из соединений желез, которые образуются в основном в результате коррозионных процессов, составляют около 60% от общего количества накипи. В их состав входят: Fe₂O_3,  Fe₂O_3,  Fe₃(PO₄)_2.

Медные накипи, составляющие до 30% от общего количества отложений, в состав их входят окислы меди CuO, Cu₂O.   

Силикатные накипи, имеют разнообразный состав. Силикатные накипи наиболее опасны для котлов, так как обладают очень низкой теплопроводностью, а в присутствии силиката натрия Na₂SiO₃   вызывают эффект "прятанья солей". Явление объясняется тем, что при увеличении нагрузки силикаты натрия выделяются в виде твердых отложений, а при снижении температуры или нагрузки переходят в растворимую форму.

Находящиеся в воде взвешенные частицы увеличиваются в растворе за счет кристаллизации, а также взаимного сцепления частиц друг с другом, образуя шламовые отложения. В состав котельного шлама входят такие вещества, как:  CaCO_3, MgCO_3,  Mg(OH)_2, Mg(PO₄)_2,  CuO,  Cu₂O, Fe₃O_4,  Fe₂O₃ и органические вещества. Различают 2 группы шлама:

1. Шламы неприкипающие к поверхности нагрева, которые легко удаляются продувкой;

2. Шламы, способные прикипать к поверхности металла, образующие так называемые вторичные накипи, поэтому в условии эксплуатации стремятся организовать водно-химический режим, при котором накипеобразователи выделятся только в виде неприкипающего шлама.

6.3. Свойства накипей

Твердые отложения характеризуются следующими физико-механическими показателями: структурой, толщиной слоя, силой сцепления с металлом (адгезия), теплопроводностью.

Структура накипи характеризуется пористостью и твердостью и зависит от условий ее образования. Структура является одним из показателей, по которым судят о возможности удаления накипи механическим способом (скребками, ершами, шарошками).

Сила сцепления с металлом. Плотно приставшие к поверхности металла накипи менее опасны, чем слабо сидящие, так как между стенкой металла и накипью образуется зазор, сильно увеличивающий температурный напор, и приводит к опасному местному перегреву металла.

Толщина слоя накипи. Слой накипи толщиной 0,1-0,2 мм на внутренней поверхности экранных труб увеличивает температурный напор на 30-50 0С и более, что может привести к перегреву труб.

Наиболее важным свойством накипи является теплопроводность, которая определяет надежность экономичность работы котла и теплообменного оборудования.

6.4. Особенности образования отложений в прямоточных котлах.

Прямоточные котлы не имеют барабана, поэтому все нелетучие вещества, поступающие с питательной водой в котел, остаются в нем в виде отложения или же уносятся с паром в проточную часть турбины. В настоящее время прямоточные котлы с давлением до 25,5 МПа используются в блочных схемах энергоблоков мощность от 250 до 1200МВт.

Рабочий процесс   в таких котлах отличается значительным изменением по тракту плотности, температуры и энтальпии среды, а также растворимости в ней веществ. На пути изменения этих параметров существует область, где небольшое увеличение температуры вызывает сильно падение плотности, возрастание энтальпии и резкое снижение растворимости веществ. Эта область носит название максимальной теплоемкости или квазифазового перехода и характеризуется наибольшим количеством твердых отложений. Основными факторами, определяющими интенсивность образования твердых отложений, являются: