Условия образования железоокисных и железофосфатных накипей

Железоокисные накипи образуются на наиболее теплонапряженных участках парообразующих труб за счет окислов железа, попадающих в котловую воду при разрушении слоя прокатной окалины и ржавчины на внутренних поверхностях парогенератора, а также поступающих в парогенератор с питательной водой в результате коррозии ее тракта и накапливающихся в парогенераторе при нарушении нормального режима шламовых продувок.

Опыт эксплуатации ТЭС свидетельствует о том, что опасные железоокисные накипи возникают преимущественно на стороне парообразующей трубы, обращенной в топку. Скорость роста железоокисных отложений пропорциональна концентрации железа в котловой воде и квадрату плотности теплового потока на поверхности парообразующих труб. При концентрации окислов железа в котловой воде, превышающей 0,5 мг/дм³,они находятся в значительной степени в форме частиц коллоидного и грубодисперсного шлама; отложение их на стенке парообразующей трубы происходит за счет процесса адгезии.

Железофосфатные накипи образуются в результате неналаженности водного режима парогенераторов барабанного типа, когда в котловой воде солевых отсеков концентрация фосфат-ионов достигает 500–800 мг/дм³. Особенно опасен повышенный избыток фосфатов, когда в качестве реагента, вводимого в барабан парогенератора, применяется гексаметафосфат натрия. Последний при давлениях выше 130 кгс/см²гидролизуется и образует кислый мононатрийфосфат:

(NaPO3)6 + 6Н2O 6NaH2PO4,

(4.13)

реагирующий с железом и образующий преимущественно на поверхности экранных труб твердую фазу железофосфата натрия с частичным окислением последнего в гидрат закиси железа или магнитную закись-окись железа:

На рис. 4.5 кривая делит площадь между осями и NaOH на две области: выше кривой находится область образования NaFePO₄, а ниже - область, в которой осадки, состоящие из NaFePO₄, не образуются.

Концентрация NaOH, ммоль/дм3

Рис. 4.5. Области существования феррофосфата и гидрата закиси железа

в зависимости от концентрации и NaOH в котловой воде

Из графика следует, что при избытке 100 мг/дм³ предотвращение железофосфатных накипей требует содержания в котловой воде свободного едкого натра не менее 0,25 ммоль/дм³, а при концентрации 150 мг/дм³ едкого натра необходимо не менее 2,5 ммоль/дм³. Следовательно, каждой концентрации фосфата должна oтвечать соответствующая концентрация NaOH, выше которой уже не могут образоваться железофосфатные накипи.