Традиційні методи водообробки і водоконтролю парових котлів
Ефективність роботи енергетичної установки залежить від якості води, яка використовується. Розрізняють котлову, поживну і добавочну воду.
Вода, яка циркулює в котлі, називається котловою. Вода, яка подається в котел в процесі його роботи, називається поживною. В якості цієї води використовується конденсат пара, який обробляється в турбіні і парових допоміжних механізмах. Цей конденсат збирається і повертається в паровий котел, таким чином цикл води підтримується замкнутим. Для того, щоб поповнити пар і воду, які губляться в процесі роботи в замкнутий цикл вводять добавочну воду (дистилят).
В котловій воді при її випаровуванні накопичуються солі, які поступають в котел з поживною водою, що призводить до утворення накипу (твердого або рихлого), що в свою чергу призводить до перегріву труб, і до їх розриву.
В зв’язку з цим водний режим котлів необхідно організувати так, щоб солі, які потрапляють до котла, утворювали легко рухливий шлам, який не прикипає до стінок і легко видаляється з котла, періодично або безперервно продуваємого водою.
Під дією води, пара і пароводяної суміші металічна поверхня трую підлягає корозії. Корозія обумовлена в основному електролітичними процесами. Окислювачем в цьому процесі є кисень і вуглекислий газ. При електрохімічній корозії окиснення металу визвано переходом іонів металу в розчин (котлову воду) і накопичення в металі еквівалентної кількості електронів
Fe0 –2e → Fe2+
Fe0 –3e → Fe3+
В результаті цього з’являється різність потенціалів і виникає «корозійний струм».
Якщо температура стінки вище 250 оС, то на її поверхні утворюється щільна захисна оксидна плівка. Утворення такої плівки обумовлюється лужністю води. Кисень і вуглекислий газ знижують здатність такої захисної плівки, визивають появу локальних язв, особливо в місцях з’єднання окремих деталей.
При температурі більше 500 оС спостерігається хімічна корозія поверхні нагрівання, при якій окислювачем є водяний пар.
Вимоги до якості котлової води
Залежать від призначення котла і робочого тиску пари. Основними показниками якості води є:
Загальний вміст солей – це сума всіх солей, які містяться у воді в міліграмах на 1 кг води.
Вміст хлоридів – це вміст хлоридів – виражається в міліграмах хлорид-іонів на 1 кг води.
Загальна твердість – це сума міліграм-еквівалентів йонів кальцію і магнію на 1 кг води. За одиницю твердості прийнято 0,02 мг кальцію і 0,012 мг магнію на 1 кг води.
Лужність води – обумовлена введенням в неї хімічних реагентів з метою зменшення твердості води. Показником лужності прийнято вважати кількість кислоти, необхідної для нейтралізації розчину, перераховану на концентрацію лугу натрій гідроксид в мг/кг води.
Про лужнітсь води можна також судити по фосфатному і нітратному числам та концентрації водневих іонів.
Фофатне число характеризується кількістю фосфорного ангідриду РО43–, а нітратне – вмістом у воді NaNO3 в мг/кг.
Концентрація водневих іонів визначається водневим показником (рН). Чиста нейтральна вода при температурі 22 оС має рН 7, якщо рН > 7, вода має лужне середовище, якщо рН<7, то середовище кисле.
Вміст газів – показує концентрацію у воді кисню і вуглексилого газу в мг/кг. Кисень – основний корозійний агент, який визиває корозію поверхні нагріва котла. Вуглекислий газ сприяє активації корозійних процесів, впливає на процеси водопідготовки. Розчинність газів у воді залежить від тиску і температури. З підвищенням температури розчинність газів в воді зменьшується, з підвищенням тиску – збільшується.