Purgerea continuă a cazanelor cu abur. Purificare continuă și intermitentă

Apa de alimentare din tambur este amestecată cu apa cazanului și este alimentată prin conducte de scurgere neîncălzite către colectoarele inferioare, de unde este distribuită prin conducte de sită încălzită. Procesul de formare a aburului începe în conductele de sită, iar amestecul de abur-apă din sistemul de sită prin conductele de alimentare cu abur intră din nou în tambur, unde aburul și apa sunt separate. Acesta din urmă este amestecat cu apa de alimentare și reintră în coborâtoare, iar aburul prin supraîncălzitor intră în turbine. Astfel, apa se misca intr-un cerc vicios, format din tevi incalzite si neincalzite. Ca urmare a circulației repetate a apei cu formarea de abur, apa cazanului este evaporată, adică. concentrația de impurități în ea. O creștere necontrolată a impurităților poate duce la o deteriorare a calității aburului (datorită antrenării picăturilor de apă din cazan și a spumei acesteia) și la formarea depunerilor pe suprafețele de încălzire. Pentru a preveni aceste procese, sunt avute în vedere o serie de măsuri:

• Dispozitive de evaporare în etape și de separare în cazan pentru a îmbunătăți calitatea aburului rezultat.
• Tratarea corectiva a apei din cazan (fosfatare si aminare) pentru reducerea cantitatii de depuneri si mentinerea pH-ului vaporilor conform standardelor PTE.
• Utilizarea purjărilor continue și periodice pentru a îndepărta excesul de săruri și nămol.
• Conservarea cazanelor în timpul perioadelor de nefuncţionare vara.

Evaporare în etape

Esența acestei metode constă în împărțirea suprafeței de încălzire, colectoarelor și tamburelor în mai multe compartimente, fiecare având sistem independent circulaţie.

Apa de alimentare este introdusă în tamburul superior al cazanului, care face parte din compartimentul de curățare. Un compartiment curat produce de obicei până la 75-80% din volumul total de abur. Menține o salinitate certă și scăzută a apei din cazan datorită suflarii crescute în compartimentele de sare. Aburul din compartimentul curat este de calitate satisfăcătoare. Apa cazanului din compartimentele de sare are o salinitate ridicată. Aburul din compartimentele cu saramură va fi de calitate scăzută și va necesita o curățare bună, dar nu va fi mult: 20-25%, deci calitate generală cuplul va fi satisfăcător. Evaporarea în etape se realizează cu ajutorul ciclonilor la distanță, care sunt compartimente de sare. Tamburul cazanului servește ca un compartiment curat. Apa de purjare din tamburul cazanului intră într-un ciclon instalat lângă tambur, pentru care se alimentează această apă. Ciclonul are un circuit de circulație separat și furnizează abur în tamburul cazanului. Epurarea se efectuează numai de la ciclon.

Pentru a reduce antrenarea picăturilor, de ex. umiditatea aburului, în tamburele și cicloanele cazanelor de joasă și medie presiune sunt prevăzute diverse dispozitive de separare sub formă de deflectoare de abur, pereți despărțitori cu fante, obloane, aburi uscate instalate în fața conductei de evacuare a aburului. Acțiunea lor se bazează pe separarea mecanică a aburului datorită forțelor de inerție, forțelor centrifuge, umezirii și tensiunii superficiale. Toate acestea fac posibilă separarea picăturilor de apă captate de abur din spațiul de abur.

Tratamentul corector al apei din cazan

LA cazane cu abur la multiplicitate mare evaporarea și volumele relativ mici de apă în apa cazanului, concentrația de săruri crește în așa măsură încât chiar și cu o duritate ușoară a apei de alimentare există riscul formării de calcar pe suprafața de încălzire. Prin urmare, în cazane, „reînmuierea” se realizează de obicei prin fosfatare, adică. tratarea corectiva a apei din cazan cu fosfati: fosfat trisodic, tripolifosfat de sodiu, fosfat diamoniu, fosfat de amoniu, fosfat de triamoniu.

Când se dizolvă într-o soluție de corecție de fosfat trisodic sau tripolifosfat de sodiu, se formează ioni de Na +, PO43. Acestea din urmă formează un complex insolubil cu cationul de calciu al apei din cazan, care precipită sub formă de nămol de hidroxiapatită, care nu se lipește de suprafața de încălzire și se îndepărtează ușor din cazan cu apă de purjare. Totodată, prin fosfatare se poate menține o anumită alcalinitate și pH-ul apei din cazan, care asigură protecția metalului împotriva coroziunii. Excesul de fosfați din apa cazanului trebuie menținut constant într-o cantitate suficientă pentru a forma săruri de duritate a nămolului. Cu toate acestea, excesul de conținut de fosfați în comparație cu normele PTE nu este, de asemenea, permis, deoarece în prezența un numar mare Se pot forma fier și cupru în apa cazanului, depozite de ferofosfat și solzi de fosfat de magneziu.

Aminarea este efectuată pentru a lega dioxidul de carbon eliberat în abur din cauza descompunerii termice și a hidrolizei bicarbonatului și alcalinității carbonatului. În acest caz, este posibilă atingerea valorilor pH-ului aburului, normalizate de PTE, adică 7,5 sau mai mult. Unitatea de dozare a amoniacului în apa de completare se află la HVO și este întreținută de personalul atelierului chimic. Cantitatea de doză de amoniac, exprimată în procent din cantitatea de apă suplimentară furnizată cazanului, se setează pe o pompă automată de dozare de către personalul HVO, în funcție de pH-ul vaporilor supraîncălziți, conform indicațiilor asistentului de laborator de control chimic.

Pentru aminarea și fosfatarea simultană (atunci când unitatea de aminare este oprită la stația de tratare a apei rece), tratamentul corectiv al apei din cazan se efectuează cu un amestec de săruri de amoniu ale acidului fosforic într-un raport diferit în funcție de pH-ul aburului supraîncălzit. . Când sărurile de mai sus sunt dizolvate în apă, în soluția de corecție se formează ioni de NH3+, PO43.

Soluția de fosfat sau fosfat-amoniac este introdusă în tamburul cazanului din prima etapă de evaporare. Soluția de fosfat-amoniac se prepară în camera de preparare a fosfatului de la etajul 2 al atelierului de cazane-turbine într-un rezervor special de deplasare prin dizolvarea sărurilor pe un grătar pentru a reține impuritățile grosiere cu apă fierbinte de alimentare și pompată în trei rezervoare de fosfat în camera turbinelor. și un rezervor de fosfat în secțiunea cazanelor, de unde se alimentează pompele de dozare către cazane. Pentru o corectare fiabilă și continuă a apei din cazan, la cazane sunt conectate 2 pompe, care funcționează fie împreună, fie în modul unic. Trei cazane principale și una de rezervă pentru pompă de fosfat.

O soluție de fosfați se prepară de către personalul atelierului chimic și se controlează prin concentrația de PO43 și, dacă este necesar, NH4+ de către asistenții de laborator ai laboratorului în ture, consemnând rezultatele într-un jurnal de lucru. Introducerea soluției de fosfat și monitorizarea funcționării pompelor de dozare se realizează de către personalul cazaneriei. Controlul asupra concentrației de fosfați în apa cazanului se realizează de către personalul atelierului chimic (asistenți de laborator ai analizei chimice ai laboratorului în ture). Pentru a verifica corectitudinea regimului chimic al apei în apa cazanului, este necesar să se controleze nu numai concentrația de fosfați, ci și pH-ul, deoarece condiția pentru respectarea acestui regim este corespondența dintre concentrația de fosfați și pH.

Pentru eliminare rapidă scăderea bruscă a pH-ului apelor cazanului sub normele PTE (9,3 unități pH pentru un compartiment curat), există un rezervor de soluție alcalină. Soluția alcalină este pregătită de personalul chimiei în rezervorul de deplasare și pompată cu ajutorul unei pompe. La conducerea asistentului de laborator de control chimic, personalul CTC montează un circuit de introducere alcaline în apa de alimentare.

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

unde Schob este alcalinitatea totală a apei din cazan; Aff - alcalinitatea din punct de vedere al fenolftaleinei; 40 este greutatea echivalentă a NaOH; Sk.v. – salinitatea apei din cazan.

Una dintre principalele cerințe pentru regimul de apă al cazanelor este asigurarea unei contaminări minime a suprafețelor interioare ale supraîncălzitorului și a traseului de curgere a turbinelor, unde depozitele de sare sunt depuse sub formă de compuși de siliciu și săruri de sodiu. Prin urmare, calitatea aburului este de obicei caracterizată de conținutul de sodiu.

Calitate medie pe toate punctele de eșantionare abur saturat cazane cu circulatie naturala, precum și calitatea aburului supraîncălzit după ce toate dispozitivele pentru reglarea temperaturii acestuia trebuie să îndeplinească următoarele standarde:

• conținut de sodiu - nu mai mult de 60 µg/dm3;
• Valoarea pH-ului pentru cazane de toate presiuni este de cel puțin 7,5.

Arhiva cazanului

Impuritățile reziduale conținute în apa de alimentare, căzând în, sunt concentrate pe măsură ce apa se evaporă, drept urmare conținutul de sare din apa cazanului crește continuu. În acest sens, este necesară retragerea acestor săruri din ciclul de circulație a apei la centralele electrice. Pentru cazanele cu tambur, o astfel de retragere se realizează prin îndepărtarea continuă a unei părți din apa cazanului din compartimentul de sare, de exemplu. prin purjare continuă.

Purificarea este asociată cu pierderi semnificative de căldură; conform diagramelor de chimie a apei ale cazanelor, ar trebui să fie de 2-4%. Procentul de purjare se calculează din analizele cazanului și ale apei de alimentare:

P \u003d 100% * (Sp.v. - Sp.) / (Sk.v - Sp.v),
unde Sp.v - salinitatea apei de alimentare;
Sp. - salinitatea aburului;
Sk.v. – salinitatea apei din cazan (compartiment sărat).

Purgerea continuă a cazanului efectuată de personalul cazaneriei la direcția controlului chimic de serviciu pe baza rezultatelor analizei apei din cazan. Asistentul de laborator de serviciu al laboratorului în ture calculează necesarul acest moment să mențină valoarea de purjare de 2-4% conținut de sare a compartimentelor de sare, în funcție de salinitatea aburului și a apei de alimentare, și raportează valoarea obținută operatorilor cazanelor și conducătorului de tură al CTC.

Standarde de calitate a apei din cazan, modurile de purjări continue și periodice trebuie stabilite pe baza instrucțiunilor producătorului cazanului, instrucțiuni standard privind menținerea regimului apă-chimic sau a rezultatelor încercărilor termo-chimice efectuate de centrală, servicii ale SA Energo sau organizații specializate.

Purjare continuă este condus la separatorul de purjări continue prin regulatoare (RNP). Dacă este necesar, purjarea continuă poate fi efectuată pe separatorul de purjări periodice în plus față de RNP. În separatoare, o parte din volumul de purjare sub formă de abur este returnată în ciclu prin conducta de abur de încălzire către dezaeratoare. Celălalt sub formă de apă cu o salinitate ridicată merge în rezervorul de completare a sistemului de încălzire sau este drenat.

Suflarea intermitentă sau a nămolului produs din colectorul inferior al cazanului. Scopul purgerii este de a îndepărta nămolul cântărit grosier, oxizii de fier, impuritățile mecanice din cazan pentru a preveni derivarea în țevile sită și lipirea ulterioară a acestora de țevi, acumularea nămolului în colectoare și coloane.

Epurarea periodică a cazanelor în funcțiune se efectuează de către personalul atelierului de cazane la direcția ofițerului de serviciu pentru control chimic De 1-2 ori pe ziîn funcție de culoarea apei din cazan (galben sau culoare inchisa). Pentru a evita perturbarea circulației, nu este permisă deschiderea punctelor inferioare ale cazanului pentru o perioadă lungă de timp (mai mult de 1 minut).

Conservarea cazanului

Principalul element care dă depuneri pe suprafața de încălzire, în special, cu un exces de ioni de fosfat (depuneri de ferofosfat), este fierul care vine cu apa de alimentare, care se formează în cazan ca urmare a coroziunii de parcare în prezență. de dioxid de carbon.

Pentru a combate coroziunea parcării, care apare ca urmare a absorbției de oxigen și a prezenței unei pelicule de umiditate, asigurați diferite căi conservarea echipamentelor. Cea mai simplă metodă de conservare pentru o perioadă scurtă (nu mai mult de 30 de zile) este umplerea cazanelor cu apă de alimentare menținând suprapresiune pentru a preveni aspirarea aerului (oxigenului).

Fiecare caz de conservare a cazanelor trebuie reflectat in jurnalul de functionare al cazanelor. Controlul chimic prevede verificarea suprapresiunii și determinarea oxigenului în apa de alimentare (nu mai mult de 30 µg/l), cu o înregistrare în lista de control chimic și jurnalul de conservare a cazanului.

Când este conservat pentru termen lung conservare mai fiabilă cu utilizarea inhibitorilor de coroziune, care contribuie la formarea folii protectoare prevenirea proceselor de coroziune ulterioare.

Aprinderea cazanului

Înainte de a aprinde cazanul, acesta se umple încet cu apă. Dacă cazanul a fost umplut cu o soluție de conservare (leșie), atunci aceasta din urmă scade la 1/3 din nivel și se adaugă apă de alimentare în cazan. Asistentul de laborator de control chimic de serviciu preia probe de apă pentru a controla conținutul de duritate generală, transparență și concentrația de fier. Cu o duritate mai mare de 100 și o transparență mai mică de 30, centrala este purjată intens.

Când luați o încărcătură, este necesar să monitorizați salinitatea și conținutul de sodiu din vapori. Odată cu creșterea acestor indicatori, creșterea sarcinii trebuie întârziată, suflarea continuă trebuie crescută.

Purificarea continuă a cazanelor cu abur se efectuează pentru a menține concentrația de săruri din apa cazanului în limite acceptabile și pentru a obține abur de puritate corespunzătoare.

Valoarea purgerii continue este exprimată ca procent din capacitatea de abur a unității cazanului, adică.

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

Unde D - capacitatea de abur a centralei, kg/s; W etc- cantitatea de apa de purjare, kg/s.

Cantitatea (kg/s) de apă de purjare se determină din ecuația bilanțului de sare a unității cazanului conform formulei

Unde S etc , S pv- respectiv, continutul de sare al apei de alimentare si al apei de purjare, kg/kg.

Cantitatea de abur (kg/s) eliberată din apa de purjare este determinată din ecuația de echilibru termic a expandorului folosind formula

, (2.77)

Unde i- entalpia apei de purjare la presiunea cazanului, kJ/kg; i- entalpia apei la presiune în expandor, kJ/kg; i - entalpia aburului la presiune în expandor, kJ/kg; X- gradul de uscare a aburului care iese din expandor.

Debitul de apă (kg/s) la ieșirea expansorului

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

Problema 2.119. Determinați cantitatea de purjare continuă și debitul de apă la ieșirea expansorului de purjare continuă a unității cazanului cu capacitate de abur D\u003d 5,56 kg / s, dacă presiunea din cazan p 1 R 2 \u003d 0,118 MPa, gradul de uscare a aburului care părăsește expansorul, X=0,98, salinitatea apei de alimentare S pv=8,75 10 -5 kg/kg și salinitatea apei de suflare S etc=3·10 -3 kg/kg.

Soluţie: Cantitatea de apă de purjare este determinată de formula (2.76):

=0,167 kg/s.

Valoarea purjării continue este găsită prin formula (2.75):

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

Folosind tabelul. 2 (vezi Anexa), găsiți entalpia apei de purjare i\u003d 825 kJ / kg, entalpia apei i=436 kJ/kg și entalpia aburului i =2680 kJ/kg.

Cantitatea de abur eliberată din apa de purjare este determinată de formula (2.77):

=0,03 kg/s.

Debitul de apă la ieșirea expansorului de purjare continuă este găsit prin formula (2.78):

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

Problema 2.120. Determinați cantitatea de purjare continuă și cantitatea de abur eliberată din apa de purjare în expandorul de purjare continuă al unității cazanului cu puterea de abur D= 4,16 kg/s dacă presiunea în cazan R 1 \u003d 1,37 MPa, presiune în expandor R 2 \u003d 0,12 MPa, gradul de uscare a aburului care părăsește expansorul, X=0,98, salinitatea apei de alimentare S pv=9·10 -5 kg/kg și salinitatea apei de suflare S etc\u003d 3,1 10 -3 kg / kg.

Răspuns:R=3%; D p=0,02 kg/s.

Problema 2.121. Determinați cantitatea de apă de purjare și debitul de apă la ieșirea expansorului de purjare continuă al unității cazanului cu ieșirea de abur D= 6,9 kg/s dacă cantitatea de suflare continuă R=4%; entalpia apei de suflare i=836 kJ/kg, presiune expansor R 2 \u003d 0,12 MPa și gradul de uscare a aburului care părăsește expansorul, X=0,98.

Răspuns:W np=0,276 kg/s; W p = 0,226 kg/s.

În cazane cu tambur cu naturale și repetate circulație forțată pentru a exclude posibilitatea formării calcarului, este necesar ca concentrația sărurilor din apă să fie sub cea critică, la care încep să cadă din soluție. Pentru a menține concentrația necesară de săruri, o anumită parte a apei este îndepărtată din cazan prin suflare, iar împreună cu aceasta, sărurile sunt îndepărtate în aceeași cantitate cu care vin cu apa de alimentare. Ca urmare a suflarii, cantitatea de saruri continuta in apa se stabilizeaza la un nivel acceptabil, ceea ce exclude precipitarea lor din solutie. Aplicați o purjare continuă și periodică a cazanului. Suflarea continuă asigură îndepărtarea uniformă a sărurilor dizolvate acumulate din cazan și se efectuează din locul cu cea mai mare concentrație a acestora în tamburul superior. Suflarea periodică este utilizată pentru îndepărtarea nămolului care s-a depus în elementele cazanului și se efectuează din tamburele inferioare și colectoarele cazanului la fiecare 12-16 ore.

Schema de purjare continuă a cazanelor este prezentată în fig. 12.5. Apa de purjare continuă este furnizată expandatorului, unde presiunea este menținută mai mică decât în ​​cazan. Ca urmare, o parte din apa de purjare se evaporă și aburul rezultat intră în dezaerator. Apa rămasă în expandor este îndepărtată prin schimbătorul de căldură și după răcire este drenată în sistemul de drenaj.

Purjarea continuă p, %, este stabilită în funcție de concentrația admisă de impurități solubile din apa cazanului, cel mai adesea prin conținutul total de sare și este exprimată ca procent din puterea de abur din cazan:

unde D np și D sunt debitele apei de purjare și puterea nominală de abur a cazanului, kg/h. Consumul de apă de alimentare D n.v. În prezența purjării continue este

Cantitatea de apă îndepărtată prin purjare continuă este stabilită din ecuația de echilibru a sării din cazan

unde D n.v - consumul de apă de alimentare, kg/h; S n.v, S n și S np - salinitatea apei de alimentare, aburului și a apei de purjare, kg/kg; 50 Tl - cantitatea de substanțe depuse pe suprafețele de încălzire, raportată la 1 kg de abur rezultat, mg/kg.

La cazanele de joasa si medie presiune, cantitatea de saruri transportata de abur este nesemnificativa, iar termenul D Sn din ecuatia (12.3) poate fi egal cu zero Regimul normal de apa al cazanului nu permite depunerea sarurilor la incalzire. suprafețe, iar termenul D S0 din această ecuație ar trebui să fie, de asemenea, egal cu zero. Apoi cantitatea de apă îndepărtată cu suflare,

Înlocuind valoarea lui D pv din expresia (12.2), ținând cont de formula (12.1), determinăm purja,%,

în cazane presiune ridicata antrenarea impurităților de către abur datorită solubilității hidroxizilor metalici și SiO 2 în abur, precum și depunerea acestora nu pot fi neglijate, iar valoarea de purjare trebuie determinată ținând cont de termenul D S și ecuația (12.3) conform formulei.

Utilizarea suflarii continue, care este principalul mijloc de menținere a calității necesare a apei a cazanului cu tambur, este asociată cu o creștere a consumului de apă de alimentare și a pierderilor de căldură. Pentru fiecare kilogram de apă de purjare se consumă căldură, kJ/kg,

unde h np și h p.v - entalpiile apei de purjare și alimentare, kJ / kg; % - randamentul cazanului.

Reguli operare tehnică purjarea continuă la alimentarea cazanului cu un amestec de condens și apă demineralizată sau distilat nu trebuie să fie mai mare de 0,5; atunci când adăugați apă purificată chimic la condensat - nu mai mult de 3; dacă pierderea de abur luată pentru producție depășește 40% - nu mai mult de 5%.

Cu ratele de purjare specificate și utilizarea parțială a căldurii apei de purjare, pierderea de căldură cu purjare este de 0,1-0,5% din căldura combustibilului. Pentru a reduce pierderile de căldură la purjare, trebuie să depuneți eforturi pentru a reduce cantitatea de apă îndepărtată din cazan. metoda eficienta reducerea evaporării este evaporarea treptată a apei. Esența evaporării în etape sau a purgerii în etape este că sistemul de evaporare al cazanului este împărțit într-un număr de compartimente conectate prin abur și separate de apă. Apa de alimentare este furnizată numai în primul compartiment. Pentru al doilea compartiment, apa de alimentare este apa de purjare din primul compartiment. Apa de purjare din al doilea compartiment intră în al treilea compartiment și așa mai departe.

Cazanul este purjat din ultimul compartiment - al doilea cu evaporare în două trepte, al treilea - cu evaporare în trei trepte etc. Deoarece concentrația de săruri în apa celui de-al doilea sau al treilea compartiment este mult mai mare decât în ​​apa cu evaporare într-o etapă, un procent mai mic de purjare. Utilizarea evaporării în etape este, de asemenea, eficientă ca mijloc de reducere a transportului de acid silicic datorită alcalinității ridicate hidratate care apare în compartimentele de sare. Sistemele de evaporare și de purjare în etape sunt de obicei realizate din două sau trei compartimente. În prezent, majoritatea cazanelor cu tambur de presiune medie și înaltă folosesc evaporarea în etape. Creșterea salinității apei în mai multe etape de evaporare are loc în etape și în cadrul fiecărui compartiment este stabilită constantă, egală cu ieșirea din acest compartiment. Cu o evaporare în două etape, sistemul este împărțit în două părți inegale - un compartiment curat, în care este furnizată toată apa de alimentare și se produce 75-85% din abur și un compartiment de sare, unde este generat 25-15% din abur.

Pe fig. 12.6, a prezintă o diagramă a unui sistem de evaporare cu evaporare în două trepte cu compartimente de sare situate în interiorul tamburului cazanului, la capetele acestuia, iar în fig. 12.6, b - cu cicloni la distanță, care, împreună cu ecranele incluse în acestea, formează compartimentele de sare ale cazanului. Cu evaporarea în două etape, capacitatea relativă totală de abur a compartimentelor de sare, %, necesară pentru a asigura o salinitate dată a apei într-un compartiment curat, în absența transferului de apă în acesta din compartimentele de sare, se determină din expresia

unde n și - capacitatea de abur a compartimentelor de sare,%; S n.v și S vl - salinitatea apei de alimentare și a apei din compartimentul curat, kg/kg; р - purjare din compartimentul de sare, %. Capacitatea optimă de abur a compartimentelor de sare cu evaporare și suflare în două etape, determinată de conținutul total admis de sare din abur, este de 10-20% cu o suflare de 1% și 10-30% cu o suflare de 5% .

Cu evaporarea în două etape, conținutul total de sare al aburului, mg / kg, este determinat de formula

unde S nt = C, Sn, mg/kg; Sn„ \u003d C / Cc-b mg / kg; Aici

K l și K ll - coeficienți de eliminare a sării din primul și al doilea grad de evaporare; la presiuni joase si medii K l = fti l = 0,01/0,03%; C l - multiplicitatea concentrațiilor în compartimentul curat și apa de alimentare. Concentrația de sare în apa curată a compartimentului, mg/kg,

Concentrația de sare în apa de purjare, mg/kg,

Multiplicitatea concentrațiilor dintre compartimentele de sare și cele curate în absența transferului de apă din compartimentul de sare în timpul evaporării în două etape.

Pentru un sistem cu evaporare în trei etape, conținutul total de sare al aburului, concentrația de săruri în compartimente și apa de purjare, precum și multiplicitatea concentrațiilor sunt determinate prin ecuații similare celor date.

În cazul aplicării - spălarea aburului din a doua și a treia etapă de evaporare cu apă curată din compartiment, conținutul total de sare al aburului saturat este determinat de formula

Valorile limită admise ale salinității, conținutului de siliciu și alcalinității apei în cazanele cu tambur depind de proiectarea acestora, presiunea aburului etc. Nu este întotdeauna posibil să se evite apariția depunerilor pe suprafețele de încălzire ale unui cazan cu tambur numai prin îmbunătățirea calitatea apei de alimentare și suflarea cazanului. Aplicați suplimentar metoda corectiva tratarea apei într-un cazan, în care sărurile de Ca și Mg sunt transformate în compuși insolubili în apă. Pentru a face acest lucru, în apă se introduc reactivi - substanțe corectoare, anionii cărora leagă și precipită cationii de calciu și magneziu sub formă de nămol.

În cazanele la o presiune mai mare de 1,6 MPa se folosește ca reactiv corector fosfatul trisodic Na 3 PO 4 l 2 H 2 O. Când se introduce acest reactiv, are loc o reacție cu compușii de calciu și magneziu:

Substantele rezultate: Ca 3 (PO 4) 2 , Ca(OH) 2 si Na 2 SO 4 - au solubilitate scazuta si precipiteaza sub forma de namol indepartat prin suflare periodica. La alimentarea cazanelor cu condens cu adaos de apă purificată chimic, se creează un regim de apă fosfat-alcalină al cazanului, în care se menține alcalinitatea liberă. Când la condensat se adaugă apă distilată și desalină chimic, modul de apă cu fosfat pur al cazanului este menținut în absența alcalinității libere. Se recomanda urmatorul exces de RO in apa: pentru cazane fara evaporare treptata 5-15; pentru cazane cu evaporare în etape în compartimentul curat 2 - 6 și în compartimentul pentru sare - nu mai mult de 50 mg / kg.

Pentru a corecta calitatea apei cazanelor cu tambur cu o presiune peste 6,0 MPa in timpuri recenteîn unele cazuri, în apa de alimentare se dozează fie amoniac cu hidrazină, fie complexon.

Modul de apă hidrazină-amoniac al cazanului, oxigenul rămas după dezaerare termică este legat de hidrazină. Reziduurile de dioxid de carbon sunt legate de amoniacul dozat în apa de alimentare, care neutralizează complet CO 2 și crește pH-ul mediului la 9,1 ± 0,1, ceea ce ajută la reducerea vitezei de coroziune. Modul de complexare a apei al cazanului, pe lângă amoniac și hidrazină, introduce un agent de complexare în apa de alimentare - de obicei acid etilen aminetetraacetic (EDTA). Aceasta duce la o creștere a conductibilității termice a depozitelor și la deplasarea lor către suprafețe mai puțin solicitate termic (economizor). La 80-90 °С solutii apoase EDTA și amoniacul formează o sare de amoniu trisubstituită a EDTA, care, interacționând cu produșii de coroziune ai fierului (la 110 ° C - hemoxid de fier), formează complexonați de fier care sunt ușor solubili în apă, care, sub acțiunea mai multor temperatura ridicataîn cursul mediului se descompun cu formarea unui precipitat pe interiorțevi cu un strat dens de magnetit care protejează metalul de coroziune.

LA cazane o singură dată fără purjare, toate impuritățile minerale care intră în el cu apa de alimentare cristalizează la suprafață, formând depuneri de calcar, sau sunt efectuate prin abur din cazan. În consecință, echilibrul de sare al unui cazan cu trecere o dată are forma

Sărurile de duritate și produsele metalice de coroziune se depun parțial pe pereții suprafeței de încălzire în zona în care solubilitatea lor minimă la o presiune dată este mai mică decât concentrația acestor compuși la intrarea în cazan. în care concentrație admisă a acestui compus în apa de alimentare este determinată de intensitatea admisibilă a depunerilor în cazan pe unitatea de masă de apă de intrare:

unde C se adaugă - concentrația admisă a acestei impurități în apă; C min - solubilitate minimă la o presiune dată; C min add - depuneri admisibile în cazan. Mai sus, au fost prezentate dependențele solubilității diferitelor impurități minerale de temperatura apei. Compararea concentrațiilor de compuși individuali din apa de alimentare cu caracteristicile lor de solubilitate face posibilă determinarea dacă se vor forma depozite și, dacă sunt prezente, locul în care încep depozitele și rata de creștere a acestora.
Rata de creștere a depozitelor, kg / (m 2 * an), se determină pe baza ecuației pentru modificările entalpiei și solubilității impurităților de-a lungul lungimii conductei conform formulei

adică rata de creștere a depozitului este proporțională cu derivata solubilității în raport cu entalpie și densitate medie flux de caldura pe suprafata interioara conducte. În cazanele de înaltă presiune, depunerea de sare începe când conținutul de umiditate al aburului scade la 50-20% și se termină când aburul este supraîncălzit cu 20-30°C. Cea mai mare depunere de impurități are loc în zona în care umiditatea aburului este mai mică de 5 - 6%.

În cazanele cu trecere o dată la presiune ridicată și supercritică, solubilitatea unui număr de compuși, inclusiv acid silicic și clorură de sodiu, este destul de mare, iar concentrația lor nu ajunge la saturație în cazan. Aceste impurități sunt îndepărtate împreună cu aburul și aproape că nu se depun pe suprafața de încălzire. Prin urmare, concentrația permisă de acid silicic și clorură de sodiu în apa de alimentare este determinată numai de condițiile funcţionare fiabilă turbine, în partea de curgere a cărora, cu scăderea presiunii aburului, este posibilă formarea de depozite.

Sărurile depuse în conductele cazanului sunt îndepărtate în perioadele de oprire prin spălare cu apă și acid. Spălarea apei se efectuează la următoarea oprire a cazanului cu apă la o temperatură de 100°C. Spălarea cu acid se face la fiecare 2-3 ani soluție slabă acid cromic sau clorhidric.

Epurarea este eliminarea excesului de săruri de duritate, alcaline, nămol etc. din cazan împreună cu apa cazanului, în timp ce se înlocuiește apa suflată cu apă de alimentare, care are o salinitate mai mică. Epurarea este periodică și continuă. Purgarea periodică a cazanului se efectuează la intervale regulate și este destinată în principal să îndepărteze nămolul din punctele joase ale unității, tamburului și colectoarelor cu sită. Ar trebui efectuată pentru o perioadă scurtă de timp, dar cu o descărcare mare de apă din cazan, care, în timpul mișcării sale, antrenează nămolul situat în tambur sau colectoare și îl duce în exterior la așa-numitul barbotor (expander), de unde apa răcită este evacuată în canalizare.

Suflarea continuă trebuie să asigure în timpul funcționării cazanului o îndepărtare constantă a excesului de săruri din apa cazanului. Purificarea continuă se efectuează de obicei din tamburul superior al cazanului. Apa cazanului de purjare continuă din tambur este descărcată într-un aparat numit separator de purjare continuă, în care apa se dilată și aburul este separat. Aburul este evacuat din separator în dezaeratorul de apă de alimentare și apa fierbinte după ce boilerul este trimis la canalizare.

Fiecare conductă de purjare a cazanului trebuie să fie prevăzută cu supape de închidere(ropa sau robinet) de diametrul corespunzator. Pentru purjările periodice ale cazanului cu o presiune mai mare de 8 kg/cm2, pe conductele de purjare trebuie instalate în serie două elemente de închidere. Este permisă instalarea unei supape pentru a purja camerele supraîncălzitorului.

Pe conducta de purjare continuă, pe lângă un dispozitiv de control special (în serie în spatele acestuia), trebuie să existe

supapă de închidere instalată. Pentru purjarea continuă, pentru fiecare cazan sunt prevăzute conducte de purjare separate.

9. Metode de obţinere a aburului pur. Scheme de structuri și principii de funcționare a dispozitivelor de separare.

Metode cu abur curat depinde de tipul de instalare.

Într-un cazan direct mediu de lucru(apa) se evaporă fără reziduuri. În acest caz, o parte din impurități se depune pe suprafețele de încălzire, iar o parte trece în abur și este transportată de acesta. Odată cu creșterea presiunii, concentrația de impurități în abur crește, calitatea aburului se apropie de calitatea apei de alimentare (Fig. 15.1). Nu există nicio purjare în cazanul cu trecere o dată. Singura modalitate de a obține abur curat este îmbunătățirea calității apei de alimentare. Calitatea aburului produs de cazanul cu trecere unica se normalizeaza in functie de apa de alimentare [b].

Într-un cazan cu tambur, puritatea aburului saturat, și deci a aburului supraîncălzit, este determinată de calitatea apei din care se obține. Cu cât concentrația de impurități în apa clocotită (ceteris paribus) este mai mică, cu atât aburul este mai curat. Prezența purjării în cazanele cu tambur îmbunătățește calitatea apei care circulă în circuit, totuși, o purjare excesiv de mare reduce eficiența instalației cu turbine cu abur din cauza pierderii de căldură cu apa de purjare.

Separarea umidității din picurare de abur. Pentru a obține abur pur, în primul rând, este necesar să-l uscați complet, adică separarea picăturilor de umiditate din fluxul de abur. Principalele cerințe pentru sistemele de separare sunt: umiditate scăzută abur de ieșire, sarcină specifică mare de abur, rezistență hidraulică scăzută.

Separarea umidității se bazează pe diferența de densitate dintre apă și abur. O picătură de umiditate în volumul de abur al tamburului este supusă a două forțe direcționate opus: portanța și gravitația. Raportul dintre aceste forțe și durata impactului asupra picăturii conduc fie la antrenarea picăturii de către abur, fie la depunerea acesteia la suprafața apei.

Dispozitive de separare destinat pentru cea mai completă separare a umezelii de abur. La introducerea amestecului de abur-apă în spațiul de abur al tamburului, sunt instalate scuturi de deflecție. Când îi lovești energie kinetică jetul amestecului de abur-apă scade, viteza aburului scade, iar masa principală de apă este separată de abur.

1) Pentru a separa o cantitate mică de umiditate dispersată relativ fin de fluxul de abur, se folosesc ghidaje sau jaluzele contra (Fig. 19.3). Când un jet de abur umed lovește jaluzelele de ghidare, pe acestea din urmă se formează o peliculă de umiditate. Acest film cade pe jaluzelele care se apropie și curge în jos în volumul de apă. Aburul de după obloane de ghidare iese în volumul de abur.

2) Cel mai bun efect pentru separarea aburului de picăturile de umezeală conținute în acesta este dat de separarea naturală, care are loc datorită

diferențe gravitație specifică apă și abur. Pentru a crește eficiența separării naturale, este necesar să se asigure umplerea uniformă a spațiului de abur cu abur. În acest scop, în volumul de abur, în fața conductelor de abur se așează un scut perforat receptor de abur (Fig. 19.5) 1 - conducte de abur; 2 - scut surd; 3 - scut perforat imersat; 4 - nervuri de ghidare ale scutului; 5 - margini de scut; 6 - alimentare cu apă de alimentare; 7 - scut perforat admisie abur; 8 - conducte de abur; 9 - conducte de canalizare.

2) Un efect mare de separare a aburului de umiditate se realizează în cicloane (Fig. 19.6). Cicloanele sunt instalate atât în ​​interiorul tamburului, cât și în exteriorul acestuia. Cei mai răspândiți cicloni intra-tambur. Amestecul de abur-apă este furnizat tangenţial prin conducta de admisie şi ferestrele de admisie. Sub influența forței centrifuge, picăturile de apă sunt aruncate pe pereți, ies în evidență pe ei și curg în jos. Aburul se ridică și, trecând prin foile perforate, intră în spațiul de abur al tamburului.

caracteristici generale

Minimizarea cantității de purjare a cazanului poate reduce semnificativ pierderile de energie deoarece temperatura apei de purjare este direct legată de temperatura aburului produs în cazan.

Când apa se evaporă, impuritățile solide dizolvate rămân în cazan, ceea ce duce la creșterea conținutului total de solide dizolvate. solide in interiorul cazanului. Aceste substanțe pot precipita din soluție pentru a forma depuneri care împiedică transferul de căldură. În plus, conținutul crescut de substanțe dizolvate contribuie la formarea spumei și antrenarea apei din cazan cu abur.

Pentru a menține concentrația de solide în suspensie și dizolvate în limitele stabilite, se folosesc două proceduri, fiecare dintre acestea putând fi efectuată atât automat, cât și manual:

• purjarea de jos se efectuează pentru a îndepărta impuritățile din părțile inferioare ale cazanului pentru a menține caracteristicile acceptabile de transfer de căldură. De obicei, această procedură este efectuată manual în mod intermitent (câteva secunde la câteva ore);
• Suprafața superioară este concepută pentru a îndepărta impuritățile dizolvate care se acumulează lângă suprafața apei și, de regulă, este un proces continuu efectuat automat.

Evacuarea apei de purjare a cazanului are ca rezultat pierderi de energie în valoare de 1-3% din energia aburului generată. În plus, costuri suplimentare pot fi asociate cu răcirea apei evacuate la temperatura stabilită de autoritățile de reglementare.

Există mai multe moduri de a reduce cantitatea de apă de purjare:

• retur condens. Condensul nu conține impurități solide în suspensie sau solubile care s-ar putea acumula în interiorul cazanului. Returul a jumătate din condens reduce cantitatea de purjare cu 50%;
• În funcție de calitatea apei de alimentare, poate fi necesară dedurizarea, decarbonizarea și demineralizarea apei. În plus, poate fi necesară dezaerarea apei și condiționarea acesteia cu utilizarea de aditivi speciali. Cantitatea necesară de purjare este determinată de conținutul total de impurități din apa de alimentare care intră în cazan. Dacă boilerul este alimentat cu apă brută, raportul de purjare poate ajunge la 7-8%; tratarea apei poate reduce această valoare la 3% sau mai puțin;
• poate fi luată în considerare și opțiunea de instalare sistem automatizat controlul purjării. De regulă, astfel de sisteme se bazează pe măsurarea conductibilității electrice; utilizarea lor permite un echilibru optim între fiabilitate și considerații de economisire a energiei. Valoarea de purjare se determină pe baza conținutului de impurități cu cea mai mare concentrație și a valorii limită corespunzătoare pentru cazanul dat (de exemplu, siliciu - 130 mg/l; ion clorură).<600 мг/л). Дополнительная информация по данному вопросу приведена в документе EN 12953 -10;
• coborârea apei de purjare la presiune medie sau joasă, însoțită de evaporare, este o altă modalitate de a utiliza o parte din energia conținută în această apă. Această metodă este aplicabilă în acele întreprinderi în care există o rețea de abur cu o presiune mai mică decât cea la care se produce abur. În ceea ce privește exergia, această soluție poate fi mai eficientă decât simpla recuperare a căldurii din apa de purjare folosind un schimbător de căldură.

Dezaerarea termică a apei de alimentare duce, de asemenea, la pierderi de energie de 1-3%. Procesul de dezaerare elimină CO 2 și oxigenul din apa de alimentare sub presiune la aproximativ 103 °C. Pierderile corespunzătoare pot fi minimizate prin optimizarea fluxului de abur al dezaeratorului.

Beneficii pentru mediu

Conținutul de energie al apei de purjare depinde de presiunea cazanului. Dependența corespunzătoare este prezentată în tabel. Valoarea de purjare este exprimată ca procent din consumul total de apă de alimentare. Astfel, o valoare de purjare de 5% înseamnă că 5% din apa de alimentare care intră în cazan este folosită pentru purjare, iar restul este transformată în abur. Evident, reducerea cantității de purjare poate asigura economii de energie.

În plus, reducerea cantității de purjare va reduce volumul apei uzate, precum și costul energiei sau al frigului pentru orice răcire a acestor ape.

Impact asupra diferitelor componente ale mediului

Descărcări de substanțe chimice utilizate pentru tratarea apei, regenerarea rășinilor schimbătoare de ioni etc.

Informații de producție

Cantitatea optimă de purjare este determinată de diverși factori, inclusiv calitatea apei de alimentare și procesele asociate de tratare a apei, rata de retur a condensului, tipul cazanului și condițiile de funcționare (debitul apei, presiunea de funcționare, tipul de combustibil etc.). De regulă, raportul de purjare este de 4-8% din apa proaspătă alimentată la cazan, dar poate ajunge până la 10% în cazul unui conținut ridicat de solide dizolvate în apa de completare. Pentru camerele de cazane optimizate, valoarea de purjare nu trebuie să depășească 4%. În acest caz, valoarea de purjare trebuie determinată de conținutul de aditivi (agent antispumant, absorbant de oxigen) din apa tratată și nu de concentrația de săruri dizolvate.

Aplicabilitate

Scăderea valorii de purjare sub un nivel critic poate duce la probleme de spumare și detartrare. Alte măsuri descrise mai sus (returul condensului, tratarea apei) pot fi utilizate pentru a reduce acest nivel critic.

Volumele de purjare insuficiente pot duce la uzura și deteriorarea echipamentului, în timp ce volumele de purjare excesive pot risipi energie.

Aspecte economice

Sunt posibile economii semnificative de energie, reactivi, apă de completare și rece, făcând această abordare aplicabilă în aproape orice situație.

Motive de implementare

• considerente economice
• fiabilitatea procesului de producție.

Adaptat din „Documentul de bază privind eficiența energetică Cele mai bune tehnici disponibile”

La adăugați descrierea tehnologiei de economisire a energiei la Catalog, completați chestionarul și trimiteți-l la marcat „la catalog”.