Показатели качества воды для судовых паровых котлов
Вода | Показатели качества | Рабочее давление пара, МПа | ||||
Огне- труб- ные | Вспомо- гатель- ные, утилиза- ционные, водотруб- ные | Главные водотрубные | ||||
2 – 4 | 4 – 6 | 6 – 9 | ||||
Питательная | Общая жесткость, мг∙экв/кг | 0,5 | 0,3 | 0,02 | 0,002 | 0,001 |
Содержание , кг/кг | Не нор- миру-ется | – | 0,05 | 0,03 | 0,02 | |
Содержание масла, нефтепродуктов, мг/кг | – | – | – | |||
Конденсат | Содержание хлорионов, мг/кг | 0,2 | 0,1 | |||
Добавочная (дистиллят) | Общая жесткость, кг-экв/кг | – | 0,05 | 0,02 | 0,001 | 0,001 |
Котловая | Общее солесодержание, мг/кг | 13 000 | ||||
Содержание хлорионов, мг/кг | ||||||
Щелочное число по NaOH, мг/кг | 150–200 | 150–200 | 100–150 | 10–30 | 10–15 | |
Фосфатное число, мг/кг | 10–30 | 10–30 | 20–40 | 30–50 | 10–20 | |
Нитратное число, мг/кг | 75–100 | 75–100 | 50–75 | 5–15 | – |
Методы предотвращения накипеобразования
И коррозии
Чтобы исключить накипеобразование на поверхностях нагрева котла и коррозию элементов пароводяного тракта при их эксплуатации, осуществляется обработка воды, называемая в зависимости от места ее проведения внекотловой или внутрикотловой.
Внекотловая обработка производится перед подачей воды в котел и сводится к очистке и фильтрации конденсата, умягчению питательной воды, удалению из нее газов, приготовлению высококачественной добавочной воды.
Очистка и фильтрация воды предназначены для удаления из нее механических примесей и нефтепродуктов. Последние могут попасть в питательную воду через неплотности змеевиков систем обогрева топливных и масляных цистерн, грузовых танков, подогревателей, а также с конденсатом отработавшего пара поршневых насосов. Для котлов с давлением пара более 2 МПа наличие масла в питательной воде не допускается. Поэтому для обогрева нефтепродуктов и работы поршневых паровых механизмов используют пар автономного цикла, который производится в испарителе грязных конденсатов (ИГК). Если по какой-либо причине нефтепродукты все же попадут в котел с рабочим давлением пара более 2 МПа, то котел необходимо немедленно вывести из действия.
Очистку питательной воды от механических примесей и масла осуществляют в сборнике грязных конденсатов, называемом «теплым ящиком», снабженным отстойными камерами и фильтрами. В качестве фильтрующих материалов используют кокс, пеньку, древесную стружку, поролон, ткань, а для удаления масла, находящегося в воде в виде эмульсии, – активированный уголь. Кроме того, на напорной магистрали питательного насоса иногда устанавливают сетчатый фильтр, обтянутый фланелью.
Для удаления из воды кислорода и углекислого газа широко используют термическую деаэрацию, производимую в теплообменном аппарате смесительного типа – деаэраторе. Термическая деаэрация основана на принципе снижения растворимости газов в воде при ее нагревании и снижении давления. В деаэраторе питательная вода за счет смешения с греющим паром нагревается до кипения, что способствует интенсивному выделению из нее газов, которые затем отводятся в атмосферу. В дополнение к термической деаэрации иногда предусматривают химические способы дегазации: удаление газов, например, путем связывания кислорода при введении в воду химических реагентов – сульфита натрия или гидразина. Термическая деаэрация позволяет снизить содержание кислорода в воде примерно до 0,03–0,05 мг/кг, а химическая – даже до 0,01 мг/кг.
Умягчение питательной воды, то есть освобождение ее от солей жесткости, может быть выполнено с помощью ионитных или катионитовых фильтров, в которых реализуется метод ионного обмена, основанный на способности ионитов обменивать свои ионы на ионы кальция и магния, содержащиеся в воде. Этот метод не нашел широкого распространения на морских судах, так как при его использовании необходимо значительно усложнить конструкцию установки, а также требуются запас ионитов и расход пресной воды при регенерации фильтров.
В настоящее время получают распространение безреагентные методы умягчения воды и в первую очередь магнитный (электромагнитный) способ. Сущность его заключается в следующем. После воздействия на воду магнитного поля определенных значений напряженности и полярности соли жесткости теряют способность к образованию накипи и выпадают в виде шлама. Магнитная обработка воды способствует и разрушению ранее образованной старой накипи, но не обеспечивает полного к устранения накипеобразования.
Внутрикотловая обработка воды осуществляется введением в котел присадок, вызывающих выпадение накипеобразующих солей в виде рыхлого неприкипающего шлама, который легко удаляется при продувках воды из котла.
Процессы накипе- и шламообразования очень сложны. Соли, кристаллизующиеся на поверхности нагрева и образующие накипь, с течением времени могут превращаться в шлам. Не удаленный при продувках котла шлам, в свою очередь, может прикипеть к поверхности нагрева, образовав так называемую вторичную накипь.
Внутрикотловая обработка воды заключается в постоянной корректировке состава котловой воды путем ввода противонакипных и противокоррозионных реагентов с последующими периодическими продувками.
В котлах с давлением пара менее 2 МПа применяют щелочно-фосфатный режим внутрикотловой обработки воды. Присадкой служит противонакипин, в состав которого входят едкий натр, кальцинированная сода и тринатрийфосфат. Щелочи, содержащиеся в реагенте, вступают в реакцию с солями жесткости, образуя соединение, которое выпадает из котловой воды в неприкипающий осадок. Щелочность воды при использовании противонакипина увеличивается. Вода может стать коррозионно-активной средой, приводящей к коррозионному разрушению металла. Это явление называется щелочной хрупкостью.
Для предотвращения щелочной хрупкости в котлах с рабочим давлением до 6 МПа применяют фосфатно-нитратный режим водообработки. В этом случае кроме противонакипинавводят нитрат натрия (селитру). Селитра способствует образованию защитной пленки (пассивации металла) на внутренних стенках котла.
При давлениях пара в котле более 6 МПа нитрат натрия разлагается, поэтому в таких котлах применяют фосфатный режим водообработки. В этом случае присадкой служит тринатрийфосфат, для снижения расхода которого предъявляют высокие требования к качеству питательной воды, к содержанию в ней кислорода, хлоридов, солей жесткости и других примесей. Фосфатный режим не предотвращает образования железистых и меднистых накипей, характерных для котлов с высоким давлением пара. Поэтому содержание железа и меди в питательной воде не должно превышать соответственно 0,1 и 0,05 мг/кг. Эффективным средством борьбы с железно-кислыми накипями является гидразин.
Присадки вводят в котловую воду с помощью дозерной установки, в которую входят бак для раствора присадки и насос, подающий подготовленный раствор по отдельному трубопроводу в питательную магистраль котла.
Количество солей в котловой воде при эксплуатации котла благодаря непрерывной продувке не изменяется. С продувкой удаляют то количество солей, которое вносится в котел с питательной водой, то есть поддерживается равенство (без учета уноса солей с паром)
, |
где | – | расходы продуваемой и питательной воды; | |
– | паропроизводительность котла; | ||
– | солесодержание котловой (продуваемой) и питательной воды. |
Из уравнения солевого баланса следует, что относительный расход продуваемой котловой воды равен, %,
. |
Обычно = 0,5 ÷ 5%.
Таким образом, продувка котла увеличивает расход питательной воды и тепловые потери.
Химический состав котловой воды определяют на основе химического анализа проб воды, взятых во время работы котла. Анализ производят с помощью переносных химических экспресс-лабораторий. По полученным данным рассчитывают количество химических реагентов для ввода в котел и корректируют режим продувок. Дозировку присадок регулируют по результатам расчетов в соответствии с инструкциями службы судового хозяйства.
Дата добавления: 2017-06-13; просмотров: 2093;