Водно – химический режим котла

На промышленно-отопительных ТЭЦ с давлением свежего пара 9 МПа и выше, на которых кроме внутренних потерь рабочего тела (норма при проектировании водоподготовки - 3 %) имеет место его потери у промышленных потребителей пара, должна применяться двухступенчатая деаэрация питательной воды. Для этого перед основными деаэраторами питательной воды высокого давления (ДВД) с давлением преимущественно 6 кг/см2 = 0,588 МПа или 7 кг/см2 = 0,686 МПа устанавливаются деаэраторы низкого давления (атмосферные с давлением 1,2 кг/см2 = 0,118 МПа или вакуумные), в которых производится, деаэрация добавляемой в цикл обессоленной воды и конденсата, возвращаемого с производства, если он предварительно не очищается в цехе химводоподготовки (ХВО) (что допустимо только при давлении свежего пара не выше 9 МПа).

Схема использования теплоты непрерывной продувки котла может быть одно- и двух- ступенчатой, последняя обычно применяется при наличии в схеме атмосферных деаэраторов.

При составлении принципиальной схемы ТЭЦ необходимо учитывать также следующее. В схеме должна быть предусмотрена возможность догрузки турбин с противодавлением за счет частичной, передачи на них нагрузки с теплофикационных отборов турбин с конденсацией пара.

Для использования теплоты пара, получаемого от котлов в период их растопки (до подключения к главному паропроводу), на ТЭЦ должна устанавливаться растопочная РОУ, паропроизводительность которой применительно котлам 220-450 т/ч должна составлять 120-150 т/ч.

Для деаэрации подпиточной воды теплосети в системах теплоснабжения с открытым водоразбором горячей воды рекомендуется применять вакуумные деаэраторы, а в закрытых системах обычно используются атмосферные деаэраторы подпитки. При использовании на проектируемой электростанции нетипового оборудования окончательному выбору должен предшествовать анализ нескольких ее альтернативных вариантов.

 

 

2 Водно – химический режим котла.

2.1 Контроль водно – химического режима котлов.

 

Водно-химический режим работы котла должен обеспечивать надежность всей системы, включая питательный тракт, без повреждения элементов из – за отложений накипи и шлама, повышения относительной щелочности (т.е. доли свободного едкого натра NaOH в общем солевом составе котловой воды) до опасных пределов или коррозии металла.   Все паровые котлы с естественной и многократной принудительной циркуляцией производительностью 0,7 т/ч и более, все паровые прямоточные котлы, а также все водогрейные котлы должны быть оборудованы установками для докотловой обработки воды.        В барабанных котлах с естественной и многократной принудительной циркуляцией для исключения возможности образования накипи необходимо, чтобы концентрация солей в котловой воде была ниже критической, при которой начинается их выпадение из раствора. Для поддержания требуемой концентрации солей из котла с продувкой выводится некоторая часть воды и вместе с ней 41 удаляются соли в таком количестве, в котором они поступают с питательной водой. В результате продувки количество солей, содержащихся в котловой воде, стабилизируются на допустимом уровне, исключающем их выпадение из раствора. Различают два вида продувок: непрерывную и периодическую. Непрерывная продувка обеспечивает равномерное удаление из котла накопившихся растворимых солей и осуществляется из места наибольшей их концентрации в верхнем барабане. Периодическая продувка применяется при удалении шлама, осевшего в элементах котла, и проводится из нижних барабанов и коллекторов через каждые 12…16 ч. В результате часть продувочной воды испаряется, и образовавшийся пар испаряется, поступает в деаэратор. Оставшаяся в расширителе вода направляется в теплообменник и после охлаждения сливается в дренажную систему. Непрерывная продувка устанавливается по допустимой концентрации в воде котла растворимых примесей, чаще всего общему солесодержанию. По правилам технической эксплуатации непрерывная продувка должна составлять не более 0,5% при питании котла смесью конденсата и обессоленной воды или дистиллята, не более 3% при добавке к конденсату химически очищенной воды не более 5%, если потери пара, отбираемого на производство, превышает 40%. При указанных нормах продувки и частичном использовании теплоты продувочной воды потери теплоты с продувкой составляет 0,1…0,5% теплоты топлива.

Одной из основных задач химического контроля водного режима является оценка состояния эксплуатирующего теплоэнергетического оборудования в отношении коррозии и образования разного вида отложений. Определение содержания состава отложений, взятых во время останова оборудования с вырезанных образцов труб экранов, пароперегревателей, снятых с рабочих и направляющих лопаток турбин, позволяет судить от эффективности ведения водного режима. Визуальные осмотры, несмотря на их очевидную полезность, не могут дать количественной характеристики коррозионных повреждений и оборудования отложениями. Чтобы судить о состоянии водного режима на работающей установке, необходимо следить за изменением концентрации тех примесей в рабочей среде, которые могут участвовать в этих процессах. Химический контроль рабочей среды на разных участках пароводяного тракта дает возможность оценивать состояние водного режима и соответствие режима действующим нормам. Для этого необходимо отбирать пробы рабочей среды и систематически выполнять соответствующие анализы. Такой повседневный контроль называют эксплуатационными или текущим химическим контролем. Питательная вода котлов представляет собой смесь разных конденсатов и добавочной воды. На станциях с конденсационными турбинами основными составляющими питательной воды являются конденсат турбин и конденсат регенеративных подогревателей. На станциях с турбинами, имеющими производственные и теплофикационные отборы, к основным составляющим относятся конденсат сетевых подогревателей, добавочная вода и конденсат производственных потребителей пара. Качество всех составляющих питательной 49 воды должно быть таким, чтобы в конечном итоге обеспечивалось выполнение норм качества питательной воды. В конденсатах греющего пара регенеративных подогревателей высокого и низкого давления основной примесью являются продукты коррозии, которые смываются с паровой стороны поверхностей самих подогревателей и выносятся с отборным паром из турбины. В конденсат турбины примеси поступают с потоком отработанного пара и с подсосами охлаждающей воды в конденсаторах турбин в результате разрыва отдельных трубок. В результате поступления воздуха на участках конденсатного тракта, находящегося под вакуумом, турбинный конденсат загрязняется кислородом. На установках с барабанными котлами контролю на содержание кислорода обычно подлежат конденсатные насосы. Конденсат сетевых подогревателей из-за подсосов сетевой воды загрязняется содержащимися в них примесями. В тепловых сетях закрытого типа основным компонентом примесей является натрий. В тепловых сетях с водозабором у потребителей основными компонентами примесей являются источники жесткой воды. Конденсат производственных потребителей пара должен возвращаться в основной цикл ТЭЦ лишь в случае, когда его качество удовлетворят нормам питательной воды по жесткости, продуктам коррозии и нефтепродуктам. Подготовка добавочной воды барабанных котлов осуществляется по разным технологическим схемам. Когда добавочная вода является обессоленной, ее качество обычно оценивается по двум показателям – содержанию натрия и кремнекислоты. При подготовке добавочной воды для барабанных котлов по более простой схеме с применением на последней стадии двухступенчатого Na- катионирования воды в число периодически контролируемых показателей включает щелочность и содержание кремнекислоты. Качество котловой воды в барабанных котлах по правилам технической эксплуатации (ПТЭ) регламентируется в соответствии с принятыми режимами фосфатирования. Большинство барабанных котлов работает на режимах чисто 50 фосфатной щелочности. Для проверки правильности ведения этого режима в котловой воде необходимо контролировать не только концентрацию вводимых фосфатов, но и величину рН. При щелочно-фосфатном режиме котловой воды помимо фосфатов нормируется относительная щелочность котловой воды, которая предстваляет собой отношения концентрации гидратов в пересчете на NaOH к общему солесодержанию котловой воды. Чистота пара, вырабатываемого котлами, строго регламентирована. На установках с давлением 7 МПа в число нормируемых показателей входит содержание Na и CO2. Протекание коррозионных процессов контролируется по содержанию водорода. Помимо содержания водорода к числу контролируемых показателей пара относятся содержание аммиака NH3 и рН, а также электропроводность, характеризующая содержание в конденсате пара ионизированных примесей. Частой причиной ухудшения чистоты перегретого пара барабанных котлов является ухудшение чистоты насыщенного пара. Чтобы убедится в этом, необходимо иметь данные о качестве насыщенного пара, поступающего в пароперегреватель.