Непрекъснато продухване на парни котли. Непрекъснато и периодично прочистване

Захранващата вода в барабана се смесва с котелна вода и се подава през неотопляеми спускащи тръби към долните колектори, откъдето се разпределя по нагрети ситни тръби. Процесът на образуване на пара започва в ситовите тръби и пароводната смес от екранната система през паропроводите отново влиза в барабана, където парата и водата се разделят. Последната се смесва с захранващата вода и отново постъпва във водосточните тръби, а парата преминава през паропрегревателя към турбините. Така водата се движи в порочен кръг, състоящ се от нагрети и ненагрети тръби. В резултат на многократна циркулация на водата с образуването на пара, водата от котела се изпарява, т.е. концентрацията на съдържащите се в него примеси. Неконтролираното увеличаване на примесите може да доведе до влошаване на качеството на парата (поради капково увличане на котелната вода и нейното разпенване) и до образуване на отлагания върху нагревателните повърхности. За предотвратяване на тези процеси са предвидени редица мерки:

• Устройства за поетапно изпаряване и вътрекотелно разделяне за подобряване на качеството на генерираната пара.
• Коригиращо третиране на котелна вода (фосфатиране и аминиране) за намаляване на количеството на отлаганията и поддържане на pH на парите съгласно стандартите PTE.
• Използването на непрекъснати и периодични продувки за отстраняване на излишните соли и утайки.
• Консервиране на котли при летни спирания.

Поетапно изпаряване

Същността на този метод е разделянето на нагревателната повърхност, колекторите и барабаните на няколко отделения, всяко от които има независима систематираж.

Захранващата вода се подава към горния барабан на котела, който е част от чистото отделение. Чистото отделение обикновено произвежда до 75-80% от общия обем пара. Поддържа определено и ниско съдържание на сол в котелната вода поради увеличеното продухване в солните отделения. Парата от чистото отделение е със задоволително качество. Котелната вода от отделенията за сол има високо съдържание на сол. Парата от отделенията за сол ще бъде с ниско качество и ще изисква добро почистване, но няма да е много: 20-25%, така че цялостно качестводвойката ще бъде задоволителна. Поетапното изпаряване се извършва с помощта на отдалечени циклони, които са солни отделения. Чистото отделение е барабанът на котела. Продухващата вода от барабана на котела постъпва в циклон, монтиран до барабана, за който тази вода служи като захранваща вода. Циклонът има отделен циркулационен кръг и изпуска пара в барабана на котела. Продухването се извършва само от циклона.

За да се намали увличането на капките, т.е. влажност на парата, в барабаните и циклоните на котли с ниско и средно налягане са предвидени различни разделителни устройства под формата на пароотделители, прорезни прегради, жалузи, резервоари за пара, монтирани пред изходящата тръба за пара. Тяхното действие се основава на механично отделяне на пара поради инерционни сили, центробежни сили, намокряне и повърхностно напрежение. Всичко това ви позволява да отделите водните капчици, уловени от парата, от парното пространство.

Коригиращо третиране на котелна вода

IN парни котлипри голямо увеличениеизпарение и относително малки водни обеми в котелната вода, концентрацията на соли се увеличава толкова много, че дори при незначителна твърдост на захранващата вода съществува опасност от образуване на котлен камък върху нагревателната повърхност. Следователно в котлите обикновено се извършва „допълнително омекване“ чрез фосфатиране, т.е. коригиращо третиране на котелна вода с фосфати: тринатриев фосфат, натриев триполифосфат, диамониев фосфат, амониев фосфат, триамониев фосфат.

Когато тринатриевият фосфат или натриевият триполифосфат се разтварят в коригиращ разтвор, се образуват Na+ и PO43 йони. Последните образуват неразтворим комплекс с калциевия катион на котелната вода, който се утаява под формата на хидроксиапатитна утайка, която не се прилепва към нагревателната повърхност и лесно се отстранява от котела с продухваща вода. В същото време чрез фосфатиране може да се поддържа определена алкалност и pH на котелната вода, което предпазва метала от корозия. Излишните фосфати в котелната вода трябва постоянно да се поддържат в количество, достатъчно за образуване на соли за твърдост на утайката. Въпреки това, излишъкът от съдържание на фосфат в сравнение със стандартите PTE също не е разрешен, тъй като ако има голямо количествожелязо и мед в бойлерна вода, могат да се образуват ферофосфатни отлагания и магнезиев фосфат.

Аминирането се извършва за свързване на въглеродния диоксид, отделен в пара поради термично разлагане и хидролиза на бикарбонат и карбонатна алкалност. В този случай е възможно да се постигнат стойности на pH на парата, нормализирани от PTE, т.е. 7,5 или повече. Устройството за дозиране на амоняк в допълнителна вода се намира в станцията за химическо пречистване и се обслужва от персонала на химическия цех. Стойността на дозировката на амоняк, изразена в процентвърху количеството допълнителна вода, доставена в котелния цех, се инсталира на автоматична дозираща помпа от персонала на HVO, в зависимост от рН на прегрятите пари, както е указано от лаборанта по химичен контрол.

За едновременно аминиране и фосфатиране (когато блокът за аминиране в инсталацията за химическо пречистване е изключен) се извършва коригираща обработка на котелната вода със смес от амониеви соли на фосфорна киселина в различни съотношения в зависимост от pH на прегрятата пара. Когато горните соли се разтворят във вода, в коригиращия разтвор се образуват йони NH3+ и PO43.

Фосфатен или фосфатно-амониев разтвор се въвежда в барабана на котела на първия етап на изпаряване. Фосфатно-амонячният разтвор се приготвя в помещението за подготовка на фосфати на 2-рия етаж на котелно-турбинния цех в специален резервоар за гориво чрез разтваряне на соли върху решетка за задържане на груби примеси с гореща захранваща вода и се изпомпва в три фосфатни резервоара в турбинно отделение и един резервоар за фосфат в котелно отделение, откъдето чрез дозиращи помпи се подава към котлите. За надеждно и непрекъснато регулиране на котелната вода към котлите са свързани 2 помпи, работещи заедно или в единичен режим. Три основни и една резервна фосфатна помпа за котли.

Фосфатният разтвор се приготвя от персонала на химическия цех и се следи за концентрация на PO43 и при необходимост NH4+ от лаборанти в сменната лаборатория, като резултатите се записват в работния дневник. Фосфатният разтвор се въвежда и работата на дозиращите помпи се контролира от персонала на котелния цех. Концентрацията на фосфати в котелната вода се следи от персонала на химическия цех (лаборантите по химичен анализ на сменната лаборатория). За да се провери правилността на воднохимичния режим в котелната вода, е необходимо да се контролира не само концентрацията на фосфати, но и pH, тъй като условието за спазване на този режим е съответствието между концентрацията на фосфати и pH.

За бърза поправкаАко има внезапно спадане на pH на котелната вода под PTE стандартите (9,3 pH единици за чисто отделение), има резервоар за алкален разтвор. Алкалният разтвор се приготвя от персонала на химическия цех в резервоар за гориво и се изпомпва с помощта на помпа. По указание на техника от лабораторията за химически контрол персоналът на KTC сглобява верига за въвеждане на алкали в захранващата вода.

Schot = 100% * 40 (2Shchff-Shoch) / Sc.v.,

където Shchob е общата алкалност на котелната вода; алкалност – фенолфталеинова алкалност; 40 – еквивалентно тегло на NaOH; Ск.в. – съдържание на сол в котелната вода.

Едно от основните изисквания към водния режим на котлите е да се осигури минимално замърсяване на вътрешните повърхности на паропрегревателя и на пътя на потока на турбините, където се отлагат солни отлагания под формата на силициеви съединения и натриеви соли. Следователно качеството на парата обикновено се характеризира със съдържание на натрий.

Средно качество за всички точки за вземане на проби наситена паракотли с естествена циркулация, както и качеството на прегрятата пара, след като всички устройства за регулиране на нейната температура трябва да отговарят на следните стандарти:

• съдържание на натрий – не повече от 60 µg/dm3;
• Стойността на рН за котли с всички налягания е не по-малка от 7,5.

Продухване на бойлер

Остатъчните примеси, съдържащи се в захранващата вода, влизайки в котела, се концентрират с изпаряването на водата, в резултат на което съдържанието на сол в котелната вода непрекъснато се увеличава. В тази връзка е необходимо да се премахнат тези соли от цикъла на циркулация на водата в електроцентралите. При барабанните котли това изтегляне се извършва чрез непрекъснато отстраняване на част от котелната вода от отделението за саламура, т.е. от непрекъснато издухване.

Продухването е свързано със значителни топлинни загуби; според картите на химичния състав на котелната вода трябва да бъде 2–4%. Процентът на продухване се изчислява въз основа на анализи на котелна и захранваща вода:

Р= 100% * (Sp.v. - Sp.) / (Sk.v - Sp.v),
където Sp.v е съдържанието на сол в захранващата вода;
Sp - соленост на парата;
Ск.в. – съдържание на соленост на котелната вода (солено отделение).

Непрекъснато продухване на котелаизвършва се от персонала на котелния цех по ръководството на дежурния химически контрол въз основа на резултатите от анализа на котелната вода. Дежурният лаборант в сменната лаборатория изчислява за какво е необходимо този моментза поддържане на стойност на продухване от 2-4%, съдържанието на сол в отделенията за сол зависи от съдържанието на сол в парата и захранващата вода и докладва получената стойност на операторите на котлите и ръководителя на смяната на ЦТС.

Стандарти за качество на котелната вода, непрекъснатите и периодичните режими на продухване трябва да бъдат зададени въз основа на инструкциите на производителя на котела, стандартни инструкцииза поддържане на водно-химичния режим или резултатите от термично-химични изпитвания, извършени от централата, АД Енергийни услуги или специализирани организации.

Непрекъснато издухванесе извършва към сепаратора с непрекъснато продухване чрез регулатори (RNP). Ако е необходимо, в допълнение към RNP може да се извърши непрекъснато продухване на сепаратор с периодично продухване. В сепараторите част от продухвания обем под формата на пара се връща в цикъла през тръбопровода за нагряваща пара към деаераторите. Другата, под формата на вода с високо съдържание на сол, отива в резервоара за подхранване на отоплителната мрежа или се източва.

Периодично или суспензионно продухванепроизведени от долния котелен колектор. Целта на продухването е да се отстранят от котела грубо суспендирани утайки, железни оксиди и механични примеси, за да се предотврати нанасяне в ситовите тръби и последващото им залепване по тръбите и натрупване на утайки в колектори и щрангове.

Периодичното продухване на работещите котли се извършва от персонала на котелния цех по указание на дежурния химически контролер. 1-2 пъти на денв зависимост от цвета на водата в котела (жълт или тъмен цвят). За да се избегне нарушаване на циркулацията, не се допуска отваряне на долната точка на котела за дълго време (повече от 1 минута).

Консервация на котли

Основният елемент, който произвежда отлагания върху нагревателната повърхност, особено когато има излишък от фосфатни йони (ферофосфатни отлагания), е желязото, което идва с захранващата вода и се образува в котела в резултат на корозия в застой в наличие на въглероден диоксид.

За борба с корозията при паркиране, която възниква в резултат на абсорбцията на кислород и наличието на филм от влага, осигурете различни начиниконсервация на оборудването. Най-простият метод за консервиране за кратък период (не повече от 30 дни) е котлите да се напълнят с захранваща вода и да се поддържат свръхналяганеза предотвратяване на засмукване на въздух (кислород).

Всеки случай на консервация на котела трябва да бъде отразен в оперативния дневник на котелния отдел. Химическият контрол включва проверка на свръхналягането и определяне на кислород в захранващата вода (не повече от 30 μg/l), с вписване в листа за химически контрол и дневника за консервация на котела.

При запазване за дългосроченконсервацията е по-надеждна с помощта на инхибитори на корозията, които насърчават образуването на корозия върху металната повърхност защитни фолиа, предотвратявайки по-нататъшното протичане на корозионни процеси.

Запалване на котела

Преди да запалите котела, той бавно се напълва с вода. Ако котелът е бил напълнен с консервиращ разтвор (алкал), тогава последният пада до 1/3 ниво и в котела се добавя захранваща вода. Дежурният лаборант по химичен контрол взема проби от водата за проследяване съдържанието на обща твърдост, прозрачност и концентрация на желязо. Когато твърдостта е повече от 100 и прозрачността е по-малка от 30, котелът се продухва интензивно.

При поемане на товар е необходимо да се следи съдържанието на сол и натрий в парите. Ако тези индикатори се повишат, трябва да се забави нарастването на товара и да се увеличи непрекъснатото издухване.

Непрекъснато продухване на парни котли се извършва, за да се поддържа концентрацията на соли в котелната вода в приемливи граници и да се получи пара с подходяща чистота.

Количеството на непрекъснатото продухване се изразява като процент от изходната пара на котелния агрегат, т.е.

П= (У и т.н / д)100, (2.75)

Където д - паропроизводителност на котелния агрегат, kg/s; У и т.н- количество продухваща вода, kg/s.

Количеството (kg/s) вода за продухване се определя от уравнението на солевия баланс на котелния агрегат, като се използва формулата

Където С и т.н , С pv- съдържание на сол съответно в захранващата вода и водата за продухване, kg/kg.

Количеството пара (kg/s), освободено от продухващата вода, се определя от уравнението на топлинния баланс на разширителя, като се използва формулата

, (2.77)

Където аз- енталпия на продухваща вода при налягане в котела, kJ/kg; аз- енталпия на водата при налягане в разширителя, kJ/kg; аз - енталпия на парата при налягане в разширителя, kJ/kg; х- степен на сухота на излизащата от разширителя пара.

Воден поток (kg/s) на изхода на разширителя

У стр = У н.п. - д стр . (2.78)

Задача 2.119.Определете количеството на непрекъснатото издухване и водния поток на изхода на разширителя за непрекъснато издухване на котелно устройство с капацитет на пара д=5,56 kg/s, ако налягането в котела стр 1 Р 2 =0,118 MPa, степен на сухота на парата, излизаща от разширителя, х=0,98, съдържание на сол в захранващата вода С pv=8,75·10 -5 kg/kg и съдържание на сол във вихъра С и т.н=3·10 -3 kg/kg.

Решение: Количеството продухваща вода се определя по формула (2.76):

=0,167 kg/s.

Намираме количеството непрекъснато издухване, използвайки формула (2.75):

П= (У и т.н / д)100=(0,167/5,56)100=3%.

Използване на таблицата. 2 (виж Приложението), намираме енталпията на пречистващата вода аз=825 kJ/kg, енталпия на водата аз=436 kJ/kg и енталпия на парата аз =2680 kJ/kg.

Количеството пара, отделена от продухващата вода, се определя по формула (2.77):

=0,03 kg/s.

Дебитът на водата на изхода на разширителя с непрекъснато издухване се намира по формула (2.78):

У стр = У н.п. - д стр=0,167-0,03=0,137 kg/s.

Задача 2.120.Определете количеството на непрекъснатото издухване и количеството пара, отделена от издухващата вода в разширителя за непрекъснато издухване на котелен агрегат с капацитет на пара д= 4,16 kg/s, ако налягането в котела Р 1 =1,37 MPa, налягане в разширителя Р 2 =0,12 MPa, степен на сухота на парата, излизаща от разширителя, х=0,98, съдържание на сол в захранващата вода С pv=9·10 -5 kg/kg и съдържание на сол във вихъра С и т.н=3,1·10 -3 kg/kg.

Отговор:Р=3%; д стр=0,02 kg/s.

Задача 2.121.Определете количеството вода за продухване и дебита на водата на изхода на разширителя за непрекъснато продухване на котел с капацитет на пара д= 6,9 kg/s, ако количеството на непрекъснато издухване Р=4%; енталпия на пречистваща вода аз=836 kJ/kg, налягане в разширителя Р 2 =0,12 MPa и степента на сухота на парата, напускаща разширителя, х=0,98.

Отговор:У н.п.=0,276 kg/s; У стр = 0,226 kg/s.

В барабанни котли с естествени и многократни принудителна циркулацияЗа да се елиминира възможността за образуване на котлен камък, е необходимо концентрацията на соли във водата да е под критичното ниво, при което те започват да изпадат от разтвора. За да се поддържа необходимата концентрация на соли, определена част от водата се отстранява от котела чрез продухване и заедно с това се отстраняват соли в същото количество, в каквото те идват с захранващата вода. В резултат на прочистването количеството на солите, съдържащи се във водата, се стабилизира на приемливо ниво, предотвратявайки изпадането им от разтвора. Използва се непрекъснато и периодично продухване на котела. Непрекъснатото продухване осигурява равномерно отстраняване на натрупаните разтворени соли от котела и се осъществява от мястото на най-високата им концентрация в горния барабан. Периодичното продухване се използва за отстраняване на утайките, отложени в елементите на котела и се извършва от долните барабани и колекторите на котела на всеки 12-16 часа.

Диаграма на непрекъснато продухване на котела е показана на фиг. 12.5. Непрекъсната продухваща вода се подава към разширителя, където се поддържа налягане, по-ниско от това в котела. В резултат на това част от продухващата вода се изпарява и получената пара влиза в деаератора. Останалата вода в разширителя се отстранява през топлообменник и след охлаждане се оттича в дренажната система.

Продължителното продухване p, %, се задава в зависимост от допустимата концентрация на разтворими примеси в котелната вода, най-често според общото съдържание на соли, и се изразява като процент от парната мощност на котела:

където D np и D са дебитите на продухващата вода и номиналната паропроизводителност на котела, kg/h Дебит на захранващата вода D nv. При наличие на непрекъснато прочистване е

Количеството вода, отстранено чрез непрекъснато продухване, се определя от уравнението за солевия баланс на котела

където D n.v - разход на фуражна вода, kg/h; S n.v, S n и S np - съдържание на соли в захранващата вода, парата и продухващата вода, kg/kg; 50 T - количеството вещества, отложени върху нагревателните повърхности, отнесени към 1 kg произведена пара, mg/kg.

В котлите с ниско и средно налягане количеството соли, отнесени от парата, е незначително и членът D Sn в уравнение (12.3) може да бъде равен на 0. Нормалният воден режим на котела не позволява отлагането на соли върху нагряващи повърхности и членът D S0 в това уравнение също трябва да бъде равен на нула. Тогава количеството вода, отстранено с продухване, е

Замествайки стойността на D pv от израз (12.2), като вземем предвид формула (12.1), определяме продухването,%,

В котли високо наляганеувличането на примеси от пара, дължащо се на разтворимостта на метални хидроксиди и SiO 2 в пара, както и тяхното отлагане, не могат да бъдат пренебрегнати и количеството на продухване трябва да се определи, като се вземе предвид D S терминът и уравнението (12.3) съгласно формула

Използването на непрекъснато продухване, което е основното средство за поддържане на необходимото качество на водата на барабанния котел, е свързано с увеличаване на консумацията на захранваща вода и топлинните загуби. За всеки килограм продухвана вода се изразходва топлина, kJ/kg,

където h np и h p.v са енталпиите на продухващата и захранващата вода, kJ/kg; % - ефективност на котела.

правила техническа експлоатациянепрекъснатото продухване при захранване на котела със смес от кондензат и деминерализирана вода или дестилат трябва да бъде не повече от 0,5; при добавяне на химически пречистена вода към кондензата - не повече от 3; ако загубата на пара, взета за производство, надвишава 40% - не повече от 5%.

При посочените скорости на продухване и частично използване на топлината на продухващата вода загубата на топлина с продухване е 0,1-0,5% от топлината на горивото. За да се намалят топлинните загуби поради продухване, трябва да се стремите да намалите количеството вода, отвеждана от котела. Ефективен методНамаляването на продухването е стъпаловидно изпаряване на водата. Същността на поетапното изпаряване или поетапното продухване е, че изпарителната система на котела е разделена на няколко отделения, свързани с пара и разделени от вода. Захранващата вода се подава само в първото отделение. За второто отделение захранващата вода е продухващата вода от първото отделение. Продухващата вода от второто отделение влиза в третото отделение и т.н.

Котелът се продухва от последното отделение - второто с двустепенно изпарение, третото с тристепенно изпарение и т.н. Тъй като концентрацията на соли във водата на второто или третото отделение е много по-висока, отколкото във водата с единична -етап на изпаряване, необходим е по-малък процент за отстраняване на солите от продухването на котела. Използването на поетапно изпаряване също е ефективно като средство за намаляване на увличането на силициева киселина поради високата алкалност на хидрата, която се получава в солните отделения. Системите за поетапно изпаряване и продухване обикновено се състоят от две или три отделения. В днешно време повечето барабанни котли със средно и високо налягане използват етапно изпаряване. Увеличаването на съдържанието на сол във водата при няколко етапа на изпаряване става на стъпки и във всяко отделение е зададено постоянно, равно на изхода от дадено отделение. При двустепенно изпаряване системата е разделена на две неравни части - чисто отделение, където се подава цялата захранваща вода и се произвежда 75-85% от парата, и отделение за сол, където 25-15% от парата се произвежда.

На фиг. 12.6, а показва диаграма на изпарителна система с двустепенно изпаряване със солеви отделения, разположени вътре в барабана на котела, в неговите краища, а на фиг. 12.6, b - с дистанционни циклони, които заедно с включените в тях екрани образуват солните отделения на котела. При двустепенно изпаряване относителното общо производство на пара от солните отделения, %, необходимо за осигуряване на дадено съдържание на сол във водата в чисто отделение, при липса на пренос на вода в него от солните отделения, се определя от израза

където n и е производството на пара от солните отделения, %; S н.в и S бл - съдържание на соли в захранващата вода и водата в чистото отделение, kg/kg; p - продухване от солното отделение, %. Оптималната производителност на пара на солните отделения с двустепенно изпарение и продухване, определена от допустимото общо съдържание на сол в парата, с продухване 1% е 10-20%, а с продухване 5% е 10-30 %.

При двустепенно изпаряване общото съдържание на сол в парата, mg / kg, се определя по формулата

където Snt = C,Sn, mg/kg; Sn„ = С/Сс-ь mg/kg; Тук

K l и K ll - коефициенти на отстраняване на солта от първа и втора степен на изпарение; при ниско и средно налягане K l = fti l = 0,01/0,03%; C l е множествеността на концентрациите в чистото отделение и захранващата вода. Концентрация на соли във водата на чистото отделение, mg/kg,

Концентрация на соли в прочистваща вода, mg/kg,

Множество концентрации между отделението за сол и чистото при липса на пренос на вода от отделението за сол по време на двустепенно изпаряване.

За система с тристепенно изпаряване, общото съдържание на соли в парата, концентрацията на соли в отделенията и продухващата вода, както и множествеността на концентрациите се определят с помощта на уравнения, подобни на дадените.

В случай на промиване на парата от втория и третия етап на изпаряване с вода от чистото отделение, общото съдържание на сол в наситената пара се определя по формулата

Допустимите гранични стойности на съдържанието на сол, съдържанието на силиций и алкалността на водата в барабанните котли зависят от техния дизайн, налягането на парата и др. Не винаги е възможно да се избегне появата на котлен камък върху нагревателните повърхности на барабанния котел само чрез подобряване качеството на захранващата вода и продухването на котела. Използва се допълнително метод на корекцияобработка на водата в котел, при която Ca и Mg соли се превръщат в неразтворими във вода съединения. За да направите това, във водата се въвеждат реагенти - коригиращи вещества, чиито аниони свързват и утаяват калциеви и магнезиеви катиони под формата на утайка.

В котли при налягане над 1,6 MPa като коригиращ реагент се използва тринатриев фосфат Na 3 PO 4 l 2 H 2 O. Когато се въведе този реагент, възниква реакция с калциеви и магнезиеви съединения:

Получените вещества: Ca 3 (PO 4) 2, Ca (OH) 2 и Na 2 SO 4 - имат ниска разтворимост и изпадат под формата на утайка, която се отстранява чрез периодично продухване. При захранване на котли с кондензат с добавяне на химически пречистена вода се създава фосфатно-алкален воден режим на котела, при който се запазва свободната алкалност. Чрез добавяне на дестилат и химически деминерализирана вода към кондензата се поддържа чисто фосфатен воден режим на котела при липса на свободна алкалност. Препоръчва се следният излишък на PO във вода: за котли без степенно изпарение 5-15; за котли със стъпаловидно изпарение в чистото отделение 2 - 6 и в солното отделение - не повече от 50 mg/kg.

За коригиране на качеството на водата на барабанни котли с налягане над 6,0 MPa в напоследъкв някои случаи в захранващата вода се дозира или амоняк с хидразин, или комплексон.

Хидразин-амонячен воден режим на котела, кислородът, останал след термично обезвъздушаване, се свързва с хидразин. Останалият въглероден диоксид се свързва от амоняк, дозиран в захранващата вода, който напълно неутрализира CO 2 и повишава pH на околната среда до 9,1 ± 0,1, което спомага за намаляване на степента на корозия. Сложният воден режим на котела, освен амоняк и хидразин, въвежда в захранващата вода комплексон - обикновено етилендимин тетраоцетна киселина (EDTA). Това води до повишаване на топлопроводимостта на отлаганията и тяхното преместване към по-малко термично натоварени повърхности (икономайзер). При 80-90°C водни разтвори EDTA и амонякът образуват тризаместената амониева сол EDTA, която, взаимодействайки с продуктите от корозия на желязото (при 110°C - железен хемиоксид), образува железни комплексонати, които са силно разтворими във вода, които под въздействието на повече висока температурас напредването на средата те се разлагат с образуването на утайки вътретръби с плътен слой магнетит, който предпазва метала от корозия.

IN еднопроходни котлибез прочистване, всички минерални примеси, влизащи в него с захранваща вода, кристализират на повърхността, образувайки отлагания от котлен камък, или се изнасят от пара от котела. Съответно солният баланс на еднопроточен котел има формата

Солите на твърдостта и продуктите от корозия на метала се отлагат частично върху стените на нагревателната повърхност в областта, където тяхната минимална разтворимост при дадено налягане е по-малка от концентрацията на тези съединения на входа на котела. При което допустима концентрацияот това съединение в захранващата вода се определя от допустимия интензитет на отлаганията в котела на единица маса входяща вода:

където C add е допустимата концентрация на даден примес във вода; C min - минимална разтворимост при дадено налягане; C min extra - допустими отлагания в котела. По-горе бяха показани зависимостите на разтворимостта на различни минерални примеси от температурата на водата. Сравнението на концентрациите на отделните съединения в захранващата вода с характеристиките на тяхната разтворимост позволява да се определи дали ще се образуват отлагания и ако се образуват, местоположението на началото на отлаганията и скоростта на тяхното нарастване.
Скоростта на нарастване на отлаганията, kg/(m 2 *година), се определя въз основа на уравнението на промените в енталпията и разтворимостта на примесите по дължината на тръбата съгласно формулата

т.е. интензивността на нарастване на отлаганията е пропорционална на производната на разтворимостта в енталпията и средна плътност топлинен потокНа вътрешна повърхносттръби. В котлите с високо налягане отлагането на сол започва, когато съдържанието на влага в парата намалее до 50 - 20% и завършва, когато парата прегрее с 20 - 30 ° C. Най-голямото отлагане на примеси се получава в зоната, където влажността на парата е по-малка от 5 - 6%.

В еднопроходни котли при високо и суперкритично налягане разтворимостта на редица съединения, включително силициева киселина и натриев хлорид, е доста висока и тяхната концентрация не достига състояние на насищане в котела. Тези примеси се изнасят заедно с парата и почти не се отлагат върху нагревателната повърхност. Следователно допустимата концентрация на силициева киселина и натриев хлорид в захранващата вода се определя само от условията надеждна работатурбини, в чиято проточна част могат да се образуват отлагания при намаляване на налягането на парата.

Солите, отложени в тръбите на котела, се отстраняват по време на периодите на спиране чрез промиване с вода и киселина. Водното измиване се извършва при следващото спиране на котела с вода с температура 100°C. Измиването с киселина се извършва на всеки 2-3 години слабо решениехромна или солна киселина.

Продухването е отстраняването на излишните соли на твърдост, алкали, утайки и др. от котела заедно с котелната вода, като едновременно с това се заменя прочистената вода с захранваща вода, която има по-ниско съдържание на соли. Продухването може да бъде периодично или непрекъснато. Периодичното продухване на котела се извършва на определени интервали и е предназначено основно за отстраняване на утайките от ниските точки на агрегата, барабанните и ситовите колектори. То трябва да се извършва краткотрайно, но с голямо изпускане на котелна вода, която при движението си увлича намиращата се в барабана или колекторите утайка и я отвежда в т. нар. барботер (разширител), откъдето се отвежда охладената вода. се изхвърля в канализацията.

Непрекъснатото продухване трябва да осигури постоянно отстраняване на излишните соли от котелната вода по време на работа на котела. Непрекъснатото продухване обикновено се извършва от горния барабан на котела. Котелната вода за непрекъснато продухване от барабана се изхвърля в апарат, наречен сепаратор за непрекъснато продухване, в който се извършва разширяване на водата и отделяне на пара. От сепаратора парата се изпуска в деаератора на захранващата вода и топла водаслед бойлера се изпраща в канализацията.

Всяка тръба за продухване на котела трябва да бъде оборудвана с спирателни кранове(вентил или вентил) с подходящ диаметър. За периодично продухване на котела с налягане над 8 kg/cm2 трябва да се монтират последователно две спирателни устройства на продухващите тръбопроводи. За продухване на камерите на прегревателя може да се монтира един вентил.

На тръбопровода за непрекъснато продухване, в допълнение към специално устройство за управление (последователно след него), трябва да има

монтирани са спирателни кранове. За непрекъснато продухване са предвидени отделни продухвателни тръбопроводи за всеки котел.

9. Методи за получаване на чиста пара. Проектни схеми и принципи на работа на сепариращи устройства.

Методи за производство на чиста паразависи от вида на инсталацията.

В еднопроточен бойлер работна среда(вода) се изпарява без остатък. В този случай част от примесите се отлагат върху нагревателните повърхности, а част преминава в пара и се отвежда от нея. С увеличаване на налягането концентрацията на примеси в парата се увеличава и качеството на парата се доближава до качеството на захранващата вода (фиг. 15.1). В еднопроточен котел няма продухване. Единственият начин да се получи чиста пара е да се подобри качеството на захранващата вода. Качеството на парата, произведена от еднопроточен котел, се стандартизира от захранващата вода [b].

В барабанния котел чистотата на наситената пара и следователно на прегрятата пара се определя от качеството на водата, от която се получава. Колкото по-ниска е концентрацията на примеси във вряща вода (при равни други условия), толкова по-чиста е парата. Наличието на продухване в барабанните котли позволява да се подобри качеството на водата, циркулираща във веригата, но прекалено голямото продухване намалява ефективността на парната турбина поради загуба на топлина с продухващата вода.

Отделяне на капкова влага от пара. За да получите чиста пара, първо е необходимо да я изсушите възможно най-пълно, т.е. да отделите капчици влага от потока на парата. Следните основни изисквания се прилагат към системите за разделяне: ниска влажностизходяща пара, високо специфично парно натоварване, ниско хидравлично съпротивление.

Разделянето на влага се основава на разликата в плътността на водата и парата. Капка влага в парния обем на барабана е изложена на две противоположно насочени сили: повдигане и гравитация. Съотношението на тези сили и продължителността на въздействие върху капката води или до увличане на капката от парата, или до отлагането й върху повърхността на водата.

Устройства за разделянепредназначени за най-пълно отделяне на влагата от парата. При въвеждане на сместа пара-вода в парното пространство на барабана се монтират клапи на калниците. Когато ги удариш кинетична енергияСтруята от пароводна смес пада, скоростта на парата намалява и по-голямата част от водата се отделя от парата.

1) За да се отдели малко количество сравнително фино диспергирана влага от потока на парата, се използват водачи или насрещни щори (фиг. 19.3). Когато струя мокра пара удари направляващите щори, върху последните се образува филм от влага. Това фолио пада върху плота на щорите и се стича по тях във водния обем. Парата след слепите водачи излиза в обема на парата.

2) Най-добрият ефект за отделяне на парата от съдържащите се в нея капки влага се осигурява от естественото отделяне, което се получава поради

различия специфично тегловода и пара. За да се увеличи ефективността на естественото разделяне, е необходимо да се осигури равномерно запълване на парното пространство с пара. За тази цел в обема на парата пред тръбите за отвеждане на пара се поставя перфориран щит за приемане на пара (фиг. 19.5) 1 - парогенериращи тръби; 2 - празен щит; 3 - перфориран потопен щит; 4 - направляващи ребра на щита; 5 - ръбове на щита; 6 - захранваща вода; 7 - перфориран щит за всмукване на пара; 8 - изпускателни тръби за пара; 9 - водопроводни тръби.

2) В циклоните се постига висок ефект на отделяне на пара от влага (фиг. 19.6). Циклоните са монтирани както вътре, така и извън барабана. Най-широко приложение имат вътрешнобарабанните циклони. Сместа пара-вода се подава тангенциално през входната тръба и входните прозорци. Под въздействието на центробежната сила водните капки се изхвърлят към стените, освобождават се върху тях и се стичат надолу. Парата се издига нагоре и, преминавайки през перфорираните листове, навлиза в парното пространство на барабана.

основни характеристики

Минимизирането на количеството продухване на котела може значително да намали загубите на енергия, тъй като температурата на водата за продухване е пряко свързана с температурата на парата, произведена в котела.

Когато водата се изпари, разтворените твърди примеси остават в котела, което води до увеличаване на общото разтворено съдържание твърди веществавътре в котела. Тези вещества могат да изпаднат от разтвора, за да образуват отлагания, които възпрепятстват преноса на топлина. В допълнение, повишеното съдържание на разтворени вещества насърчава образуването на пяна и увличането на котелната вода с пара.

За да се поддържа концентрацията на суспендирани и разтворени твърди вещества в установените граници, се използват две процедури, всяка от които може да се извършва автоматично или ръчно:

• Долното продухване се извършва за отстраняване на примесите от долните части на котела, за да се поддържат приемливи характеристики на топлообмен. Обикновено тази процедура се извършва ръчно с прекъсвания (няколко секунди на всеки няколко часа);
• Горното издухване е предназначено за отстраняване на разтворени примеси, които се натрупват на повърхността на водата, и като правило е непрекъснат процес, извършван автоматично.

Изпускането на продухваща вода от котела води до загуби на енергия в размер на 1-3% от енергията, произведена от парата. В допълнение, допълнителни разходи могат да бъдат свързани с охлаждане на изпускателната вода до температурата, изисквана от регулаторните органи.

Има няколко начина за намаляване на обема на промивната вода:

• връщане на кондензат. Кондензатът не съдържа суспендирани твърди или разтворими примеси, които биха могли да се натрупат вътре в котела. Връщането на половината от кондензата ви позволява да намалите количеството прочистване с 50%;
• В зависимост от качеството на захранващата вода може да се наложи омекотяване, декарбонизация и деминерализация на водата. Освен това може да се наложи обезвъздушаване на водата и кондициониране с помощта на специални добавки. Необходимото количество продухване се определя от общото съдържание на примеси в захранващата вода, постъпваща в котела. Ако котелът се захранва със сурова вода, коефициентът на продухване може да достигне 7-8%; пречистването на водата ви позволява да намалите тази стойност до 3% или по-малко;
• опцията за инсталиране също може да бъде разгледана автоматизирана системаконтрол на прочистването. Обикновено такива системи се основават на измервания на проводимостта; тяхното използване позволява оптимален баланс между надеждност и съображения за пестене на енергия. Количеството на продухване се определя въз основа на най-високата концентрация на примеси и съответната гранична стойност за даден котел (например силиций - 130 mg/l; хлориден йон<600 мг/л). Дополнительная информация по данному вопросу приведена в документе EN 12953 -10;
• Изпускането на продухваща вода при средно или ниско налягане, последвано от изпаряване, е друг начин за използване на част от енергията, съдържаща се в тази вода. Този метод е приложим в онези предприятия, където има парна мрежа с по-ниско налягане от това, при което се произвежда пара. От гледна точка на ексергията това решение може да бъде по-ефективно от простото възстановяване на топлината от продухваната вода с помощта на топлообменник.

Топлинното обезвъздушаване на захранващата вода също води до загуби на енергия от 1-3%. По време на процеса на обезвъздушаване CO 2 и кислородът се отстраняват от захранващата вода, която е под повишено налягане при температура от приблизително 103 °C. Съответните загуби могат да бъдат сведени до минимум чрез оптимизиране на изпарителния поток на деаератора.

Ползи за околната среда

Енергийното съдържание на продухващата вода зависи от налягането в котела. Съответната зависимост е представена в табл. Количеството продухване се изразява като процент от общата консумация на захранваща вода. По този начин, стойност на продухване от 5% означава, че 5% от захранващата вода, влизаща в котела, се изразходва за продухване, а останалата част се превръща в пара. Очевидно намаляването на количеството прочистване може да осигури спестяване на енергия.

В допълнение, намаляването на количеството продухване ще намали обема на отпадъчните води, както и разходите за енергия или студ за всяко охлаждане на тези води.

Въздействие върху различни компоненти на околната среда

Изхвърляния на химикали, използвани за пречистване на вода, регенериране на йонообменни смоли и др.

Информация за производството

Оптималното количество продухване се определя от различни фактори, включително качеството на захранващата вода и свързаните процеси за пречистване на водата, съотношението на върнатия кондензат, вида на котела и работните условия (воден поток, работно налягане, вид гориво и др.) . Обикновено коефициентът на продухване е 4-8% от прясната вода, подадена към котела, но може да достигне до 10% в случай на високо съдържание на разтворени вещества в допълващата вода. За оптимизирани котелни помещения количеството продухване не трябва да надвишава 4%. В този случай количеството прочистване трябва да се определя от съдържанието на добавки (противопенител, кислороден абсорбер) в подготвената вода, а не от концентрацията на разтворени соли.

Приложимост

Намаляването на скоростта на продухване под критично ниво може да доведе до проблеми с образуването на пяна и котлен камък. За да се намали това критично ниво, могат да се използват други мерки, описани по-горе (връщане на кондензат, обработка на вода).

Недостатъчните обеми на продухване могат да доведат до износване и повреда на оборудването, а прекомерните обеми на продухване могат да доведат до загуба на енергия.

Икономически аспекти

Възможни са значителни икономии на енергия, реагенти, допълваща вода и охлаждане, което прави този подход приложим в почти всяка ситуация.

Мотиви за изпълнение

• икономически съображения
• надеждност на производствения процес.

Адаптирано от „Най-добрите налични технологии за енергийна ефективност Информационен документ“

За да добавете описание на енергоспестяваща технологиякъм Каталога, попълнете въпросника и го изпратете на отбелязано „към каталог“.