Kontinuirano izduvavanje parnih kotlova. Kontinuirano i povremeno puhanje

Napojna voda u bubnju se miješa sa kotlovskom vodom i kroz nezagrijane odvodne cijevi dovodi do donjih kolektora, odakle se distribuira kroz grijane sito cijevi. Proces stvaranja pare počinje u sitovodima, a mešavina pare i vode iz sistema sita kroz cevi za dovod pare ponovo ulazi u bubanj, gde se para i voda razdvajaju. Potonji se miješa sa napojnom vodom i ponovo ulazi u dovodne cijevi, a para kroz pregrijač ulazi u turbine. Dakle, voda se kreće u začaranom krugu koji se sastoji od zagrijanih i nezagrijanih cijevi. Kao rezultat ponovljene cirkulacije vode sa stvaranjem pare, voda iz kotla se isparava, tj. koncentracija nečistoća u njemu. Nekontrolirano povećanje nečistoća može dovesti do pogoršanja kvalitete pare (zbog unošenja kapljica kotlovske vode i njenog pjenjenja) i stvaranja naslaga na grijaćim površinama. Za sprečavanje ovih procesa predviđen je niz mjera:

• Uređaji za stepenasto isparavanje i odvajanje u kotlu za poboljšanje kvaliteta rezultirajuće pare.
• Korektivni tretman kotlovske vode (fosfatiranje i aminacija) za smanjenje količine naslaga i održavanje pH para prema PTE standardima.
• Upotreba kontinuiranih i periodičnih pročišćavanja u cilju uklanjanja viška soli i mulja.
• Očuvanje kotlova tokom ljetnih zastoja.

Postepeno isparavanje

Suština ove metode sastoji se u podjeli grijaće površine, kolektora i bubnjeva u nekoliko odjeljaka, od kojih svaki ima nezavisni cirkulacijski sistem.

Napojna voda se dovodi u gornji bubanj kotla, koji je dio čistog odjeljka. Čisti odjeljak obično proizvodi do 75-80% ukupne zapremine pare. Održava određeni i niski salinitet kotlovske vode zbog pojačanog upuhivanja u slane odjeljke. Para iz čistog odjeljka je zadovoljavajućeg kvaliteta. Kotlovska voda slanih odjeljaka ima visok salinitet. Para iz odjeljaka za slanu vodu neće biti visokog kvaliteta i zahtijevaće dobro čišćenje, ali neće biti mnogo: 20-25%, tako da će ukupni kvalitet pare biti zadovoljavajući. Postepeno isparavanje se provodi uz pomoć udaljenih ciklona, ​​koji su odjeljci soli. Bubanj kotla služi kao čista komora. Produvna voda iz bubnja kotla ulazi u ciklon postavljen pored bubnja za koji se ova voda napaja. Ciklon ima poseban cirkulacijski krug i isporučuje paru u bubanj kotla. Pročišćavanje se vrši samo iz ciklona.

Za smanjenje uvlačenja kapljica, tj. vlažnosti pare, u bubnjevima i ciklonima kotlova niskog i srednjeg pritiska predviđeni su različiti uređaji za odvajanje u vidu parnih pregrada, proreznih pregrada, kapaka, suhih parnih aparata postavljenih ispred izlazne cevi pare. Njihovo djelovanje temelji se na mehaničkom odvajanju pare zbog sila inercije, centrifugalnih sila, vlaženja i površinskog napona. Sve to omogućava da se kapljice vode zarobljene parom odvoje od parnog prostora.

Korektivni tretman kotlovske vode

U parnim kotlovima s velikom brzinom isparavanja i relativno malim količinama vode u kotlovskoj vodi koncentracija soli se povećava do te mjere da čak i uz malu tvrdoću napojne vode postoji opasnost od stvaranja kamenca na površini grijanja. Stoga se u kotlovima „ponovno omekšavanje“ obično vrši pomoću fosfatiranja, tj. korektivno tretiranje kotlovske vode fosfatima: trinatrijum fosfat, natrijum tripolifosfat, diamonijum fosfat, amonijum fosfat, triamonijum fosfat.

Kada se rastvori u korektivnom rastvoru trinatrijum fosfata ili natrijum tripolifosfata, formiraju se joni Na +, PO43. Potonji tvore nerastvorljivi kompleks s kalcijevim kationom kotlovske vode, koji se taloži u obliku hidroksilapatitnog mulja, koji se ne lijepi za grijaću površinu i lako se uklanja iz kotla vodom za izduvavanje. Istovremeno se fosfatiranjem može održati određena alkalnost i pH kotlovske vode, čime se osigurava zaštita metala od korozije. Višak fosfata u kotlovskoj vodi mora se stalno održavati u količini dovoljnoj da se formiraju soli tvrdoće mulja. Međutim, prekoračenje sadržaja fosfata u odnosu na norme PTE također nije dozvoljeno, jer u prisustvu velike količine željeza i bakra u kotlovskoj vodi mogu se formirati naslage ferofosfata i kamenac magnezijevog fosfata.

Aminacija se provodi radi vezivanja ugljičnog dioksida koji se oslobađa u paru uslijed termičke razgradnje i hidrolize bikarbonatnog i karbonatnog alkaliteta. U ovom slučaju moguće je postići pH vrijednosti pare, normalizirane PTE, tj. 7,5 ili više. Jedinica za doziranje amonijaka u dopunsku vodu nalazi se u HVO-u i servisira je osoblje kemijske radionice. Količinu doziranja amonijaka, izraženu kao postotak količine dodatne vode koja se isporučuje u kotlarnicu, na automatskoj dozirnoj pumpi postavlja osoblje HVO-a, ovisno o pH pregrijanih para, prema uputama laboratorija za kemijsku kontrolu. asistent.

Za istovremenu aminaciju i fosfatiranje (kada je jedinica za aminaciju isključena na postrojenju za preradu hladne vode) provodi se korektivni tretman kotlovske vode mješavinom amonijum soli fosforne kiseline u različitom omjeru ovisno o pH pregrijane pare. . Kada se gore navedene soli rastvore u vodi, u korektivnom rastvoru nastaju joni NH3+, PO43.

Fosfat ili fosfatno-amonijačna otopina se unosi u bubanj kotla prve faze isparavanja. Fosfatno-amonijačni rastvor se priprema u prostoriji za pripremu fosfata na 2. spratu kotlovsko-turbinske radnje u posebnom istisnom rezervoaru otapanjem soli na rešetki radi zadržavanja grubih nečistoća sa toplom napojnom vodom i pumpanjem u tri fosfatna rezervoara u turbinskoj prostoriji. i jedan rezervoar fosfata u delu kotlarnice, odakle se dozirne pumpe napajaju kotlovima. Za pouzdanu i kontinuiranu korekciju kotlovske vode, na kotlove su priključene 2 pumpe koje rade zajedno ili pojedinačno. Tri glavna i jedan rezervni kotla sa fosfatnom pumpom.

Rastvor fosfata priprema osoblje hemijske radionice i kontroliše koncentracijom PO43 i po potrebi NH4+ od strane laboratorijskih saradnika smjenske laboratorije, bilježeći rezultate u dnevnik rada. Unos fosfatnog rastvora i praćenje rada dozirnih pumpi vrši osoblje kotlarnice. Kontrolu koncentracije fosfata u kotlovskoj vodi vrši osoblje hemijske radionice (laboranti hemijske analize smenske laboratorije). Za provjeru ispravnosti hemijskog režima vode u kotlovskoj vodi potrebno je kontrolisati ne samo koncentraciju fosfata, već i pH, jer je uvjet za poštivanje ovog režima podudarnost koncentracije fosfata i pH.

Za brzo otklanjanje naglog pada pH kotlovske vode ispod normi PTE (9,3 pH jedinice za čisti odjeljak), postoji spremnik za alkalnu otopinu. Alkalni rastvor priprema osoblje hemijske radionice u istisni rezervoar i pumpa pomoću pumpe. Osoblje CTC-a po nalogu laboratorijskog asistenta za kontrolu hemikalija sklapa krug za uvođenje alkalija u napojnu vodu.

Štit = 100% * 40 (2Schff-Schob) / Sk.v.,

gdje je Schob ukupna alkalnost kotlovske vode; Aff - alkalnost u smislu fenolftaleina; 40 je ekvivalentna težina NaOH; Sk.v. – salinitet kotlovske vode.

Jedan od glavnih zahtjeva za vodni režim kotlova je da se osigura minimalna kontaminacija unutrašnjih površina pregrijača i protočnog puta turbina, gdje se talože naslage soli u obliku silicijumskih spojeva i natrijumovih soli. Stoga se kvalitet pare obično karakterizira sadržajem natrijuma.

Prosječan kvalitet zasićene pare kotlova s ​​prirodnom cirkulacijom na svim mjestima uzorkovanja, kao i kvalitet pregrijane pare nakon svih uređaja za kontrolu njene temperature, moraju zadovoljiti sljedeće standarde:

• sadržaj natrijuma - ne više od 60 µg/dm3;
• pH vrijednost za kotlove svih pritisaka je najmanje 7,5.

Produvavanje kotla

Preostale nečistoće sadržane u napojnoj vodi, upadaju u nju, koncentrišu se kako voda isparava, zbog čega se sadržaj soli u kotlovskoj vodi kontinuirano povećava. S tim u vezi, postoji potreba za povlačenjem ovih soli iz ciklusa cirkulacije vode u elektranama. Kod kotlova na bubanj takvo povlačenje se vrši kontinuiranim uklanjanjem dijela kotlovske vode iz odjeljka za sol, tj. kontinuiranim duvanjem.

Produvavanje je povezano sa značajnim gubicima toplote, prema tablicama hemije vode kotlova trebalo bi da bude 2-4%. Procenat ispuštanja se izračunava iz analiza kotlovske i napojne vode:

P \u003d 100% * (Sp.v. - Sp.) / (Sk.v - Sp.v),
gdje je Sp.v - salinitet napojne vode;
Sp.- salinitet pare;
Sk.v. – salinitet kotlovske vode (slani odjeljak).

Kontinuirano izduvavanje kotla vrši osoblje kotlarnice po nalogu dežurne hemijske kontrole na osnovu rezultata analize kotlovske vode. Dežurni laboratorijski saradnik u smjenskom laboratoriju izračunava salinitet odjeljka za sol koji je u ovom trenutku potreban za održavanje vrijednosti propuštanja od 2-4%, u zavisnosti od saliniteta pare i napojne vode, i dobijenu vrijednost javlja kotlu. operateri i šef smjene CTC-a.

Standardi kvaliteta kotlovske vode, režime kontinuiranog i periodičnog ispuštanja treba postaviti na osnovu uputstava proizvođača kotlova, standardnih uputstava za održavanje vodohemijskog režima ili rezultata termohemijskih ispitivanja koje sprovodi elektrana, službe AO Energos ili specijalizovane organizacije.

Kontinuirano čišćenje se vodi do separatora kontinuiranih pročišćavanja kroz regulatore (RNP). Ako je potrebno, na separatoru periodičnih pražnjenja pored RNP-a može se izvesti kontinuirano pročišćavanje. U separatorima se dio zapremine za pročišćavanje u obliku pare vraća u ciklus kroz vod za grijanje pare do deaeratora. Drugi u obliku vode sa visokim salinitetom odlazi u rezervoar za dopunu sistema grijanja ili se drenira.

Povremeno ili ispuštanje mulja proizveden iz donjeg kolektora kotla. Svrha ispuhivanja je uklanjanje krupno izvaganog mulja, željeznih oksida, mehaničkih nečistoća iz kotla kako bi se spriječilo odnošenje u sito cijevi i njihovo naknadno lijepljenje za cijevi, nakupljanje mulja u kolektorima i usponima.

Periodično pročišćavanje pogonskih kotlova vrši osoblje kotlarnice po nalogu dežurnog za hemijsku kontrolu 1-2 puta dnevno ovisno o boji kotlovske vode (žuta ili tamna). Kako bi se izbjegao poremećaj cirkulacije, nije dozvoljeno otvarati donje tačke kotla na duže vrijeme (više od 1 minute).

Konzervacija kotla

Glavni element koji daje naslage na površini grijanja, posebno sa viškom fosfatnih jona (naslage ferofosfata), je željezo koje dolazi sa napojnom vodom, a koje nastaje u kotlu kao rezultat korozije parkiranja u prisustvu ugljičnog dioksida.

Za borbu protiv korozije parkiranja, koja nastaje kao rezultat apsorpcije kisika i prisutnosti filma vlage, predviđene su različite metode očuvanja opreme. Najjednostavniji način konzervacije za kratak period (ne više od 30 dana) je punjenje kotlova napojnom vodom uz održavanje viška tlaka kako bi se spriječilo usisavanje zraka (kiseonika).

Svaki slučaj konzervacije kotlova mora biti odražen u operativnom dnevniku kotlarnice. Hemijska kontrola omogućava provjeru nadpritiska i određivanje kisika u napojnoj vodi (ne više od 30 µg/l), uz upis u hemijsku kontrolnu listu i dnevnik konzervacije kotla.

Kod dužeg čuvanja pouzdanija je konzervacija uz upotrebu inhibitora korozije, koji doprinose stvaranju zaštitnih filmova na metalnoj površini koji sprečavaju dalje procese korozije.

Paljenje kotla

Prije paljenja kotao se polako puni vodom. Ako je kotao bio napunjen rastvorom za konzerviranje (lužinom), tada se ovaj spušta na 1/3 nivoa, a napojna voda se dodaje u kotao. Dežurni laboratorijski saradnik za hemijsku kontrolu uzima uzorke vode za kontrolu sadržaja opšte tvrdoće, providnosti i koncentracije gvožđa. Sa tvrdoćom većom od 100 i prozirnošću manjom od 30, kotao se intenzivno pročišćava.

Prilikom preuzimanja tereta potrebno je pratiti salinitet i sadržaj natrijuma u parama. S povećanjem ovih pokazatelja, povećanje opterećenja se mora odgoditi, kontinuirano puhanje treba povećati.

Kontinuirano izduvavanje parnih kotlova vrši se da bi se koncentracija soli u kotlovskoj vodi održala u prihvatljivim granicama i da bi se dobila para odgovarajuće čistoće.

Vrijednost kontinuiranog duvanja se izražava kao procenat parnog kapaciteta kotlovske jedinice, tj.

P= (W itd / D)100, (2.75)

gdje D - kapacitet pare kotlovske jedinice, kg/s; W itd- količina ispuhane vode, kg/s.

Količina (kg/s) vode za izduvavanje određuje se iz jednačine ravnoteže soli kotlovske jedinice prema formuli

gdje S itd , S pv- sadržaj soli u napojnoj vodi i vodi za pročišćavanje, kg/kg.

Količina pare (kg/s) koja se oslobađa iz vode za ispuhivanje određuje se iz jednadžbe ravnoteže topline za ekspander koristeći formulu

, (2.77)

gdje i- entalpija ispuhane vode pri pritisku kotla, kJ/kg; i- entalpija vode pod pritiskom u ekspanderu, kJ/kg; i - entalpija pare pod pritiskom u ekspanderu, kJ/kg; X- stepen suvoće pare koja izlazi iz ekspandera.

Brzina protoka vode (kg/s) na izlazu ekspandera

W str = W np - D str . (2.78)

Problem 2.119. Odrediti količinu kontinuiranog produvavanja i protok vode na izlazu ekspandera za kontinuirano duvanje kotlovske jedinice sa kapacitetom pare D\u003d 5,56 kg / s, ako je pritisak u kotlu str 1 R 2 \u003d 0,118 MPa, stepen suhoće pare koja napušta ekspander, X=0,98, salinitet napojne vode S pv=8,75 10 -5 kg/kg i salinitet vode za ispuhivanje S itd=3·10 -3 kg/kg.

Odluka: Količina vode za pročišćavanje određena je formulom (2.76):

=0,167 kg/s.

Vrijednost kontinuiranog pročišćavanja nalazi se po formuli (2.75):

P= (W itd / D)100=(0,167/5,56)100=3%.

Korišćenje tabele. 2 (vidi Dodatak), pronađite entalpiju vode koja se ispuhuje i\u003d 825 kJ / kg, entalpija vode i=436 kJ/kg i entalpija pare i =2680 kJ/kg.

Količina pare koja se oslobađa iz vode za pročišćavanje određena je formulom (2.77):

=0,03 kg/s.

Protok vode na izlazu ekspandera za kontinuirano duvanje nalazi se po formuli (2.78):

W str = W np - D str\u003d 0,167-0,03 \u003d 0,137 kg / s.

Problem 2.120. Odredite količinu neprekidnog produvavanja i količinu pare koja se oslobađa iz vode za ispuhivanje u ekspanderu za kontinuirano ispuhivanje kotlovske jedinice sa izlazom pare D= 4,16 kg/s ako je pritisak u kotlu R 1 \u003d 1,37 MPa, pritisak u ekspanderu R 2 \u003d 0,12 MPa, stupanj suhoće pare koja napušta ekspander, X=0,98, salinitet napojne vode S pv=9·10 -5 kg/kg i salinitet ispuhane vode S itd\u003d 3,1 10 -3 kg / kg.

odgovor:R=3%; D str=0,02 kg/s.

Problem 2.121. Odredite količinu vode za ispuhivanje i protok vode na izlazu ekspandera za kontinuirano ispuhivanje kotlovske jedinice sa izlazom pare D= 6,9 kg/s ako je količina neprekidnog duvanja R=4%; entalpija ispuhane vode i=836 kJ/kg, pritisak ekspandera R 2 \u003d 0,12 MPa i stepen suhoće pare koja napušta ekspander, X=0,98.

odgovor:W np=0,276 kg/s; W str = 0,226 kg/s.

U bubanj kotlovima sa prirodnom i ponovljenom prisilnom cirkulacijom, kako bi se isključila mogućnost stvaranja kamenca, potrebno je da koncentracija soli u vodi bude ispod kritične, pri kojoj one počinju da ispadaju iz rastvora. Kako bi se održala potrebna koncentracija soli, iz kotla se izduvavanjem odstranjuje određeni dio vode, a zajedno s njom i soli u istoj količini u kojoj dolaze sa napojnom vodom. Kao rezultat puhanja, količina soli sadržanih u vodi stabilizira se na prihvatljivom nivou, što isključuje njihovo taloženje iz otopine. Primijeniti kontinuirano i periodično produvavanje kotla. Kontinuirano puhanje osigurava ravnomjerno uklanjanje nakupljenih otopljenih soli iz kotla i vrši se od mjesta njihove najveće koncentracije u gornjem bubnju. Periodično duvanje se koristi za uklanjanje mulja koji se nataložio u elementima kotla i vrši se iz donjih bubnjeva i kolektora kotla svakih 12-16 sati.

Šema kontinuiranog propuštanja kotlova prikazana je na sl. 12.5. Voda za kontinuirano ispuhivanje se dovodi u ekspander, gdje se održava pritisak niži nego u kotlu. Kao rezultat toga, dio vode za isparavanje isparava, a nastala para ulazi u deaerator. Preostala voda u ekspanderu se uklanja kroz izmjenjivač topline i nakon hlađenja se odvodi u drenažni sistem.

Kontinuirano pročišćavanje p, %, zadaje se prema dozvoljenoj koncentraciji rastvorljivih nečistoća u kotlovskoj vodi, najčešće prema ukupnom sadržaju soli, i izražava se kao procenat izlazne pare kotla:

gdje su D np i D protoci vode za izduvavanje i nazivni izlaz pare kotla, kg/h Potrošnja napojne vode D n.v. U prisustvu kontinuiranog čišćenja je

Količina vode koja se uklanja neprekidnim puhanjem postavlja se iz jednadžbe ravnoteže soli u kotlu

gdje je D n.v - potrošnja napojne vode, kg / h; S n.v, S n i S np - salinitet napojne vode, vodene pare i vode za ispuhivanje, kg/kg; 50 Tl - količina tvari taloženih na grijaćim površinama, u odnosu na 1 kg nastale pare, mg/kg.

U kotlovima niskog i srednjeg pritiska količina soli koju odnese para je neznatna, a D Sn član u jednačini (12.3) može biti jednak nuli.Uobičajeni vodni režim kotla ne dozvoljava taloženje soli pri zagrevanju površine, a član D S0 u ovoj jednačini bi također trebao biti jednak nuli. Zatim količina vode uklonjena puhanjem,

Zamjenom vrijednosti D pv iz izraza (12.2), uzimajući u obzir formulu (12.1), određujemo pročišćavanje,%,

U kotlovima visokog pritiska ne može se zanemariti odvođenje nečistoća parom zbog rastvorljivosti metalnih hidroksida i SiO 2 u pari, kao i njihovo taloženje, a vrednost propuštanja treba odrediti uzimajući u obzir D S član i jednačinu ( 12.3) prema formuli

Korištenje kontinuiranog upuhivanja, koje je glavno sredstvo održavanja potrebnog kvaliteta vode bubnjastog kotla, povezano je s povećanjem potrošnje napojne vode i toplinskih gubitaka. Za svaki kilogram vode za ispuhivanje troši se toplota, kJ/kg,

gdje su h np i h p.v - entalpije vode za pročišćavanje i napojne vode, kJ/kg; % - efikasnost kotla.

Prema tehničkim pravilima rada, kontinuirano puhanje kada se kotao napaja mješavinom kondenzata i demineralizirane vode ili destilata ne smije biti veći od 0,5; pri dodavanju hemijski pročišćene vode u kondenzat - ne više od 3; ako gubitak pare za proizvodnju prelazi 40% - ne više od 5%.

Sa navedenim brzinama produvavanja i djelimičnom upotrebom toplote vode za produvavanje, gubitak toplote pri ispuštanju iznosi 0,1-0,5% toplote goriva. Da bi se smanjili gubici toplote pri ispuštanju, treba nastojati da se smanji količina vode koja se uklanja iz kotla. Efikasna metoda za smanjenje propuštanja je postepeno isparavanje vode. Suština stepenastog isparavanja ili stepenastog isparavanja je u tome što je evaporativni sistem kotla podijeljen na više odjeljaka povezanih parom i odvojenih vodom. Napojna voda se dovodi samo u prvi odjeljak. Za drugi odjeljak, napojna voda je voda za pročišćavanje iz prvog odjeljka. Voda za pročišćavanje iz drugog odjeljka ulazi u treći odjeljak, i tako dalje.

Kotao se ispušta iz poslednjeg odeljka - drugog dvostepenim isparavanjem, treći - trostepenim isparavanjem itd. Pošto je koncentracija soli u vodi drugog ili trećeg odeljka mnogo veća nego u vodi sa jednostepeno isparavanje, manji procenat pročišćavanja. Upotreba postupnog isparavanja je također efikasna kao sredstvo za smanjenje prenošenja silicijumske kiseline zbog visoke hidratizirane alkalnosti koja se javlja u odjeljcima soli. Sistemi za stepenasto isparavanje i pročišćavanje obično su napravljeni od dva ili tri odjeljka. Trenutno većina kotlova srednjeg i visokog pritiska koristi stepenasto isparavanje. Povećanje saliniteta vode u nekoliko faza isparavanja odvija se u fazama i unutar svakog odjeljka je postavljeno konstantno, jednako izlazu iz ovog odjeljka. Sa dvostepenim isparavanjem, sistem je podijeljen na dva nejednaka dijela - čisti odjeljak, gdje se dovodi sva napojna voda i proizvodi 75-85% pare, i odjeljak za sol, gdje se stvara 25-15% pare.

Na sl. 12.6, a prikazuje dijagram evaporativnog sistema sa dvostepenim isparavanjem sa odjeljcima za sol koji se nalaze unutar bubnja kotla, na njegovim krajevima, i na sl. 12.6, b - sa udaljenim ciklonima, koji zajedno sa ekranima uključenim u njih čine slane odjeljke kotla. Kod dvostepenog isparavanja, relativni ukupni kapacitet pare odjeljaka za sol, %, potreban za obezbjeđivanje datog saliniteta vode u čistom odjeljku, u nedostatku prijenosa vode u njega iz odjeljka za sol, određuje se iz izraza

gdje je n i - parni kapacitet odjeljaka za sol, %; S n.v i S vl - salinitet napojne vode i vode u čistom odjeljku, kg/kg; r - ispuštanje iz odjeljka za sol, %. Optimalni kapacitet pare odjeljaka za sol sa dvostepenim isparavanjem i ispuštanjem, određen dozvoljenim ukupnim sadržajem soli u pari, je 10-20% sa ispuštanjem od 1%, odnosno 10-30% sa ispuštanjem od 5% .

Kod dvostepenog isparavanja, ukupni sadržaj soli u pari, mg/kg, određuje se formulom

gdje je S nt = C, Sn, mg/kg; Sn„ \u003d C / Cc-b mg / kg; ovdje

K l i K ll - koeficijenti uklanjanja soli sa prvog i drugog stepena isparavanja; pri niskim i srednjim pritiscima K l = fti l = 0,01/0,03%; C l - višestrukost koncentracija u čistom odjeljku i napojnoj vodi. Koncentracija soli u čistoj vodi u odjeljku, mg/kg,

Koncentracija soli u vodi za pročišćavanje, mg/kg,

Višestrukost koncentracija između soli i čistog odjeljka u odsustvu prijenosa vode iz odjeljka za sol tokom dvostepenog isparavanja.

Za sistem sa trostepenim isparavanjem, ukupan sadržaj soli u pari, koncentracija soli u odjeljcima i vodi za pročišćavanje, kao i višestrukost koncentracija određuju se jednadžbama sličnim datim.

U slučaju primjene - pranja pare drugog i trećeg stupnja isparavanja čistom vodom odjeljka, ukupan sadržaj soli zasićene pare određuje se po formuli

Dozvoljene granične vrijednosti saliniteta, sadržaja silicija i alkalnosti vode u bubanj kotlovima zavise od njihove konstrukcije, pritiska pare itd. Nije uvijek moguće izbjeći pojavu kamenca na grijaćim površinama bubanjskog kotla samo poboljšanjem kvaliteta napojne vode i puhanja kotla. Dodatno se koristi korektivna metoda obrade vode u kotlu, u kojoj se soli Ca i Mg pretvaraju u jedinjenja koja su netopiva u vodi. Da bi se to postiglo, u vodu se unose reagensi - korektivne tvari, čiji anioni vežu i talože katione kalcija i magnezija u obliku mulja.

U kotlovima na pritisku većem od 1,6 MPa kao korektivni reagens koristi se trinatrijum fosfat Na 3 PO 4 l 2 H 2 O. Kada se ovaj reagens unese, dolazi do reakcije sa jedinjenjima kalcijuma i magnezijuma:

Nastale supstance: Ca 3 (PO 4) 2 , Ca(OH) 2 i Na 2 SO 4 - imaju nisku rastvorljivost i talože se u obliku mulja koji se uklanja periodičnim duvanjem. Kada se kotlovi napajaju kondenzatom uz dodatak kemijski pročišćene vode, stvara se fosfatno-alkalni vodni režim kotla u kojem se održava slobodna alkalnost. Kada se u kondenzat dodaju destilat i hemijski desaljena voda, režim čiste fosfatne vode u kotlu se održava u odsustvu slobodne alkalnosti. Preporučuje se sledeći višak RO u vodi: za kotlove bez stepenastog isparavanja 5-15; za kotlove sa stepenastim isparavanjem u čistom odjeljku 2 - 6 i u odjeljku za sol - ne više od 50 mg / kg.

Da bi se popravio kvalitet vode bubnjastih kotlova sa pritiskom iznad 6,0 ​​MPa, u nekim slučajevima u novije vreme se u napojnu vodu dozira ili amonijak sa hidrazinom ili kompleksonom.

Hidrazin-amonijačna voda način rada kotla, kiseonik koji ostaje nakon termičke deaeracije vezan je hidrazinom. Ostaci ugljičnog dioksida su vezani amonijakom doziranim u napojnu vodu, koji potpuno neutralizira CO 2 i povećava pH medija na 9,1 ± 0,1, što pomaže u smanjenju brzine korozije. Režim kompleksiranja vode u kotlu, pored amonijaka i hidrazina, uvodi kompleksni agens u napojnu vodu - obično etilen aminotetrasirćetnu kiselinu (EDTA). To dovodi do povećanja toplinske provodljivosti naslaga i njihovog premještanja na manje toplinski opterećene površine (ekonomajzer). Na 80-90 °C, vodeni rastvori EDTA i amonijaka formiraju trosupstituisanu amonijumovu so EDTA, koja u interakciji sa produktima korozije gvožđa (na 110 °C - gvožđev hemoksid) formira komplekse gvožđa koji su dobro rastvorljivi u vodi, koji, pod djelovanjem više temperature duž medija se razlažu uz stvaranje gustog sloja magnetita koji ispada na unutarnjoj strani cijevi, koji štiti metal od korozije.

Kod protočnih kotlova koji nemaju pročišćavanje, sve mineralne nečistoće koje ulaze u njega sa napojnom vodom kristaliziraju se na površini stvarajući naslage kamenca ili se vode parom iz kotla. Shodno tome, bilans soli jednokratnog kotla ima oblik

Soli tvrdoće i produkti korozije metala se djelimično talože na zidovima grijaće površine u području gdje je njihova minimalna rastvorljivost pri datom pritisku manja od koncentracije ovih jedinjenja na ulazu u kotao. U ovom slučaju, dozvoljena koncentracija ovog spoja u napojnoj vodi određena je dozvoljenim intenzitetom taloga u kotlu po jedinici mase ulazne vode:

gdje je C add - dozvoljena koncentracija ove nečistoće u vodi; C min - minimalna rastvorljivost pri datom pritisku; C min dodati - dozvoljene naslage u kotlu. Iznad su prikazane ovisnosti rastvorljivosti raznih mineralnih nečistoća o temperaturi vode. Upoređivanje koncentracija pojedinih jedinjenja u napojnoj vodi sa njihovim karakteristikama rastvorljivosti omogućava da se utvrdi da li će se formirati naslage, i, ako postoje, mesto na kome talozi počinju i brzinu njihovog rasta.
Brzina rasta naslaga, kg/(m 2*god.), određuje se na osnovu jednačine za promjenu entalpije i rastvorljivosti nečistoća po dužini cijevi prema formuli

odnosno, intenzitet rasta naslaga je proporcionalan derivatu rastvorljivosti u odnosu na entalpiju i prosečnu gustinu toplotnog fluksa na unutrašnjoj površini cevi. U kotlovima visokog pritiska taloženje soli počinje kada se vlažnost pare smanji na 50-20%, a završava kada se para pregrije za 20-30°C. Najveće taloženje nečistoća dešava se u oblastima gde je vlažnost pare manja od 5 - 6%.

U protočnim kotlovima na visokom i superkritičnom pritisku, rastvorljivost niza jedinjenja, uključujući silicijumsku kiselinu i natrijum hlorid, je prilično visoka, a njihova koncentracija ne dostiže zasićenje u kotlu. Ove nečistoće se uklanjaju zajedno sa parom i skoro da se ne talože na grejnoj površini. Stoga je dopuštena koncentracija silicijumske kiseline i natrijevog klorida u napojnoj vodi određena samo uvjetima za pouzdan rad turbina, u čijem protočnom dijelu, sa smanjenjem tlaka pare, mogu nastati naslage.

Soli nataložene u cijevima kotla uklanjaju se tokom perioda isključenja ispiranjem vodom i kiselinom. Ispiranje vode se vrši na sljedećem zaustavljanju kotla vodom temperature 100°C. Pranje kiselinom vrši se svake 2-3 godine sa slabom otopinom kromne ili klorovodične kiseline.

Pročišćavanje je uklanjanje viška soli tvrdoće, lužine, mulja i sl. iz kotla zajedno sa kotlovskom vodom, uz zamjenu upuhane vode napojnom, koja ima manji sadržaj soli. Čišćenje je periodično i kontinuirano. Periodično izduvavanje kotla vrši se u redovnim intervalima i namenjeno je uglavnom uklanjanju mulja sa nižih tačaka agregata, bubnja i sita kolektora. Izvodi se na kratko, ali uz veliko ispuštanje kotlovske vode, koja tokom svog kretanja zahvata mulj koji se nalazi u bubnju ili kolektorima i odvodi ga napolje u tzv. bubbler (ekpander), odakle ohlađena voda se ispušta u kanalizaciju.

Kontinuirano duvanje treba da obezbedi tokom rada kotla stalno uklanjanje viška soli iz kotlovske vode. Kontinuirano ispuhivanje se obično vrši iz gornjeg bubnja kotla. Kontinuirana kotlovska voda iz bubnja se ispušta u uređaj koji se naziva separator za kontinuirano ispuhivanje, u kojem se voda širi i para se odvaja. Iz separatora para se ispušta u deaerator napojne vode, a topla voda nakon bojlera šalje se u kanalizaciju.

Zaporni ventili (ventil ili zasun) odgovarajućeg prečnika moraju biti ugrađeni na svaku odvodnu cev kotla. Za periodično izduvavanje kotla sa pritiskom iznad 8 kg/cm2 potrebno je ugraditi dva zaporna elementa serijski na cevovode za izduvavanje. Dozvoljena je ugradnja jednog ventila za pročišćavanje komora pregrijača.

Na cjevovodu za kontinuirano izduvavanje, pored posebnog upravljačkog uređaja (u nizu iza njega), mora postojati

instaliran zaporni ventil. Za kontinuirano ispuhivanje, za svaki kotao predviđene su posebne cijevi za ispuhivanje.

9. Metode za dobijanje čiste pare. Šeme konstrukcija i principi rada uređaja za odvajanje.

Metode čiste pare zavisi od vrste instalacije.

U jednom protočnom kotlu, radni medij (voda) se isparava bez ostatka. U tom slučaju se dio nečistoća taloži na grijaćim površinama, a dio prelazi u paru i njome se odnosi. Sa povećanjem pritiska, koncentracija nečistoća u pari raste, kvalitet pare se približava kvalitetu napojne vode (slika 15.1). U protočnom kotlu nema izduvavanja. Jedini način da dobijete čistu paru je poboljšanje kvaliteta napojne vode. Kvalitet pare koju proizvodi protočni kotao je normaliziran prema napojnoj vodi [b].

U bubanjskom kotlu, čistoća zasićene pare, a time i pregrijane pare, određena je kvalitetom vode iz koje se dobija. Što je manja koncentracija nečistoća u kipućoj vodi (ceteris paribus), to je para čistija. Prisustvo izduvavanja u kotlovima na bubanj poboljšava kvalitet vode koja cirkuliše u krugu, međutim, preterano veliko produvavanje smanjuje efikasnost parnoturbinskog postrojenja zbog gubitka toplote sa vodom za izduvavanje.

Odvajanje kapaljne vlage od pare. Da bi se dobila čista para, prije svega, potrebno je potpuno osušiti, odnosno odvojiti kapljice vlage iz struje pare. Sistemima separacije postavljaju se sljedeći osnovni zahtjevi: nizak sadržaj vlage ispuštene pare, visoko specifično parno opterećenje, mali hidraulički otpor.

Odvajanje vlage zasniva se na razlici gustine između vode i pare. Kap vlage u zapremini pare bubnja podleže dvema suprotno usmerenim silama: podizanju i gravitaciji. Odnos ovih sila i trajanje udara na kap dovode ili do zavlačenja kapi parom ili do njenog taloženja na površini vode.

Projektovani su uređaji za razdvajanje za najpotpunije odvajanje vlage od pare. Prilikom ulaska mješavine pare i vode u parni prostor bubnja ugrađuju se pregrade. Prilikom udara u njih, kinetička energija mlaza mješavine pare i vode opada, brzina pare se smanjuje, a glavna masa vode se odvaja od pare.

1) Za odvajanje male količine relativno fino dispergovane vlage iz toka pare koriste se vodilice ili kontra-zastori (slika 19.3). Kada mlaz mokre pare udari u vodilice, na njima se formira film vlage. Ovaj film pada na nadolazeće roletne i slijeva se niz njih u vodeni volumen. Para nakon otvora za vođenje izlazi u zapreminu pare.

2) Najbolji efekat za odvajanje pare od u njoj sadržanih kapljica vlage daje prirodno odvajanje, koje nastaje zbog

razlika između specifične težine vode i pare. Da bi se povećala efikasnost prirodnog odvajanja, potrebno je osigurati ravnomjerno punjenje parnog prostora parom. U tu svrhu, u zapremini pare, postavljen je perforirani štit za prijem pare ispred parnih cevi (slika 19.5) 1 - parne cevi; 2 - gluhi štit; 3 - perforirani uronjeni štit; 4 - vodeća rebra štita; 5 - ivice štita; 6 - dovod napojne vode; 7 - perforirani štit za dovod pare; 8 - parne cijevi; 9 - cijevi propusta.

2) Visok efekat odvajanja pare od vlage postiže se u ciklonima (slika 19.6). Cikloni se postavljaju i unutar bubnja i izvan njega. Najrasprostranjeniji cikloni unutar bubnja. Smjesa pare i vode se dovodi tangencijalno kroz ulaznu cijev i ulazne prozore. Pod uticajem centrifugalne sile, kapljice vode se bacaju na zidove, ističu se na njima i teku dole. Para se diže i, prolazeći kroz perforirane listove, ulazi u parni prostor bubnja.

opšte karakteristike

Minimiziranje količine ispuhivanja kotla može značajno smanjiti gubitke energije jer je temperatura vode koja se prodire direktno povezana s temperaturom pare proizvedene u kotlu.

Kada voda ispari, otopljene čvrste materije ostaju u kotlu, što dovodi do povećanja ukupnog sadržaja otopljenih čvrstih materija unutar kotla. Ove supstance se mogu istaložiti iz rastvora i formirati naslage koje ometaju prenos toplote. Osim toga, povećani sadržaj otopljenih tvari doprinosi stvaranju pjene i uvlačenju vode iz kotla s parom.

Kako bi se koncentracija suspendiranih i otopljenih čvrstih tvari održala u utvrđenim granicama, koriste se dva postupka, od kojih se svaki može provesti automatski i ručno:

• Produvavanje odozdo vrši se radi uklanjanja nečistoća iz donjih delova kotla kako bi se održale prihvatljive karakteristike prenosa toplote. Obično se ovaj postupak izvodi ručno na periodičnoj osnovi (nekoliko sekundi svakih nekoliko sati);
• top blowdown je dizajniran za uklanjanje otopljenih nečistoća koje se akumuliraju u blizini površine vode, i po pravilu je kontinuirani proces koji se izvodi automatski.

Ispuštanje vode iz kotlova rezultira gubicima energije od 1-3% proizvedene energije pare. Osim toga, dodatni troškovi mogu biti povezani sa hlađenjem ispuštene vode na temperaturu koju određuju regulatorna tijela.

Postoji nekoliko načina da se smanji količina vode za pročišćavanje:

• povrat kondenzata. Kondenzat ne sadrži čvrste suspendovane ili rastvorljive nečistoće koje bi se mogle akumulirati unutar kotla. Povratak polovine kondenzata smanjuje količinu ispuštanja za 50%;
• U zavisnosti od kvaliteta napojne vode, može biti potrebno omekšavanje, dekarbonizacija i demineralizacija vode. Osim toga, može biti potrebno odzračivanje vode i njeno kondicioniranje uz upotrebu posebnih aditiva. Potrebna količina ispuhivanja određena je ukupnim sadržajem nečistoća u napojnoj vodi koja ulazi u kotao. Ako se kotao napaja sirovom vodom, omjer propuštanja može doseći 7-8%; tretman vode može smanjiti ovu vrijednost na 3% ili manje;
• takođe se može razmotriti opcija za instaliranje automatizovanog sistema za kontrolu pražnjenja. Takvi sistemi se po pravilu zasnivaju na merenju električne provodljivosti; njihova upotreba omogućava optimalnu ravnotežu između pouzdanosti i uštede energije. Vrijednost propuštanja se određuje na osnovu sadržaja nečistoća najveće koncentracije i odgovarajuće granične vrijednosti za dati kotao (npr. silicijum - 130 mg/l; hloridni jon<600 мг/л). Дополнительная информация по данному вопросу приведена в документе EN 12953 -10;
• spuštanje vode za ispuhivanje pri srednjem ili niskom pritisku, praćeno isparavanjem, je još jedan način da se iskoristi dio energije sadržane u ovoj vodi. Ova metoda je primenljiva u onim preduzećima gde postoji parna mreža sa nižim pritiskom od onog na kom se proizvodi para. U smislu eksergije, ovo rješenje može biti efikasnije od jednostavnog povrata topline iz vode za ispuhivanje pomoću izmjenjivača topline.

Termička deaeracija napojne vode takođe dovodi do gubitaka energije od 1-3%. Proces odzračivanja uklanja CO 2 i kiseonik iz napojne vode pod pritiskom na oko 103 °C. Odgovarajući gubici se mogu minimizirati optimizacijom protoka pare u deaeratoru.

Ekološke prednosti

Energetski sadržaj vode za ispuštanje zavisi od pritiska u kotlu. Odgovarajuća zavisnost prikazana je u tabeli. Vrijednost propuštanja je izražena kao postotak ukupne potrošnje napojne vode. Dakle, vrijednost propuštanja od 5% znači da se 5% napojne vode koja ulazi u kotao koristi za ispuhivanje, a ostatak se pretvara u paru. Očigledno, smanjenje količine ispuhivanja može obezbijediti uštedu energije.

Osim toga, smanjenjem količine ispuhivanja smanjit će se i volumen otpadnih voda, kao i troškovi energije ili hladnoće za bilo kakvo hlađenje ovih voda.

Uticaj na različite komponente životne sredine

Ispuštanje hemikalija koje se koriste za prečišćavanje vode, regeneraciju jonoizmenjivačkih smola itd.

Informacije o proizvodnji

Optimalna količina ispuštanja je određena različitim faktorima, uključujući kvalitet napojne vode i povezane procese obrade vode, brzinu povrata kondenzata, tip kotla i radni uslovi (protok vode, radni pritisak, tip goriva, itd.). U pravilu, koeficijent propuštanja je 4-8% svježe vode koja se dovodi u kotao, ali može biti i do 10% u slučaju visokog sadržaja otopljenih čvrstih materija u dopunskoj vodi. Za optimizovane kotlarnice, vrijednost propuštanja ne smije biti veća od 4%. U tom slučaju vrijednost propuštanja treba odrediti sadržajem aditiva (sredstvo protiv pjenjenja, hvatač kisika) u tretiranoj vodi, a ne koncentracijom otopljenih soli.

Primjenjivost

Smanjenje vrijednosti propuštanja ispod kritičnog nivoa može dovesti do problema s stvaranjem pjene i kamenca. Druge gore opisane mjere (povrat kondenzata, tretman vode) mogu se koristiti za smanjenje ovog kritičnog nivoa.

Nedovoljne količine za pročišćavanje mogu dovesti do habanja i oštećenja opreme, dok prevelike količine za pročišćavanje mogu izgubiti energiju.

Ekonomski aspekti

Moguće su značajne uštede u energiji, reagensima, nadopunjenoj vodi i hladnoći, što ovaj pristup čini primjenjivim u gotovo svakoj situaciji.

Implementacijski motivi

• ekonomskih razmatranja
• pouzdanost proizvodnog procesa.

Prilagođeno iz "Pozadinskog dokumenta o najboljim dostupnim tehnikama energetske efikasnosti"

Da bi dodati opis tehnologije za uštedu energije do Kataloga, ispunite upitnik i pošaljite ga na sa oznakom "u katalog".