Материальный баланс примесей в пароводяном тракте парового котла.

Питательная вода, поступающая в паровой котел, представляет собой раствор в воде различных веществ неорганического и органического характера. В ней содержатся катионы Na+, Ca2+, Mg2+; анионы Cl-, SO42-, SiO32-, OH-, CO32- и др; продукты коррозии конструкционных материалов (оксиды Fe, Si, Cr, Ni, Zn, Co, Al и др.); летучие примеси O2, CO2, NH3, H2, N2 и др. Кроме растворенных веществ в питательной воде содержатся и взвешенные частицы различной дисперсности.

На (рис. 11.1) представлена принципиальная тепловая схема блока ТЭС и указаны пути поступления примесей в пароводяной тракт. (На этой схеме не указаны места ввода корректирующих реагентов).

Из (рис. 11.1) видно, что питательная вода в паровой котел 1 вносит за единицу времени (секунду, час, год и т.д.) примеси в количестве Dп.в Сп.в, где Сп.в - концентрация примесей в питательной воде.

В паровом котле концентрация примесей увеличивается за счет продуктов коррозии (+Cкоррн) и уменьшается за счет отложения ее на поверхности нагрева (-Cкоррн) и продувки котла в количестве DпрСпр, где Dпр количество продувочной воды 16, Спр - концентрация примесей в ней. Из котла уходит перегретый пар Dп с концентрацией примесей Сп. В результате для парового котла материальный баланс примесей запишется в следующем виде

(11.1)

Материальный баланс по рабочей среде

(11.2)

Доля продувки

(11.3)

Коррозия металла в паровом котле увеличивает концентрацию примесей в воде, снижает механическую прочность металла.

Отложение примесей на внутренней поверхности трубы вызывает повышение температуры стенки вплоть до разрушения и снижает коэффициент теплопередачи.

Концентрация примесей в перегретом паре Сп ограничивается условиями работы турбины 4. При отложении примеси в проточной части турбины увеличивается ее шероховатость и коэффициент сопротивления трению, скорость пара за счет сужения проходного сечения, что приводит к росту перепада давления на ступенях турбины и к увеличению осевого сдвига ротора. Приходится уменьшать расход пара на турбину и ее мощность. Лопатки турбины в зоне начала конденсации водяных паров подвержены коррозионному растрескиванию, что может привести к отрыву лопатки с тяжелыми аварийными последствиями.

В барабанных паровых котлах Сп зависит от Сп.в, доли продувки р, интенсивности процессов коррозии и отложения примеси. Для снижения скорости отложения примеси концентрацию Сп.в необходимо уменьшить. Повышенные требования к чистоте пара (снижение Сп) требуют увеличения доли продувки и, соответственно, приводят к снижению экономичности парового котла.

При наличии продувки в котле концентрация примеси в питательной воде Сп.в может быть значительно выше, чем в паре Сп, что снижает требования к подготовке воды для барабанных котлов. В прямоточных котлах докритического давления, в принципе, можно организовать продувку котла. Для этого в конце испарительного участка при влагосодержании 1…2% (x = 0,98…0,99) устанавливается сепаратор, в котором влага отделяется от пара и удаляется из цикла. Но при этом возникает ряд трудностей:

1) в прямоточном котле граница между испарительным и перегревательным участками четко не зафиксирована, она при изменении режима работы котла перемещается по длине теплопередающих труб; следовательно, в сепаратор при одном режиме будет поступать пароводяная смесь с большим водосодержанием, в другом - перегретый пар; система регулирования водосодержания на входе в сепаратор получается сложной и дорогой;

2) продувка в прямоточном котле малоэффективна, так как основное количество примеси образует отложения на стенках трубы на более ранних этапах испарения воды. Поэтому в прямоточных котлах докритического давления продувка не делается. При сверхкритическом давлении продувку котла в принципе сделать нельзя. Для прямоточных котлов материальный баланс примесей будет следующим

(11.4)

Считая, что Cкоррн и Cотлн должны быть сведены до минимально возможных значений, получим, что Сп.в ≈ Сп, т.е. качество питательной воды должно быть близким к качеству пара.

Рассмотрим основные пути поступления и частичного удаления примесей в пароводяном тракте энергетического блока.

Примеси вносятся водой, поступающей в пароводяной тракт через неплотности в сетевых подогревателях 5 и конденсаторе 8.

Сетевая вода 6 химически обрабатывается, концентрация примесей в ней Сс.в. При нормальной работе подогревателей Cприссв=0.

Переток охлаждающей воды 9 в конденсаторе Dприс составляет обычно 0,001…0,002%, но иногда доходит до 0,01…0,02% и выше. На охлаждение конденсатора подается вода из рек и озер (Сохл ≤ 800…1000 мг/кг), в ряде случаев - из морей (Сохл ≤ 30000 мг/кг). В итоге количество поступающей примеси может быть значительным - до 1…3 мг/кг.

Добавочная вода 7 (в количестве Dдоб) подается, как правило, в паровое пространство конденсатора, где происходит ее деаэрация. Количество добавочной воды зависит от типа ТЭС. На конденсационной электростанции и отопительной ТЭЦ добавочная вода восполняет потери на продувку котла, в уплотнениях турбины, через неплотности во фланцах и арматуре. Все эти потери составляют 1…3% от паропроизводительности котла Dп. В этом случае проводят полное химическое обессоливание добавочной воды, концентрация примесей Сдоб в ней мала (50 мкг/кг). На ТЭЦ производственного типа возможна безвозвратная отдача пара на технологические нужды, и на его восполнение требуется большое количество добавочной воды (до 20…40% и более), которая проходит более дешевую обработку - глубокое умягчение с частичным обескремниванием.

Современные блоки СКД на ТЭС в целях уменьшения Сп.в оборудуются блочными обессоливающими установками (БОУ) 11, через которые проходит весь конденсат Dк. В БОУ происходит улавливание части примесей. После БОУ располагается конденсатный насос II подъема 12.

Из турбины отбирается пар ΣDотб на ПНД 13, деаэратор 2, ПВД 15, турбопривод питательного насоса 14. Конденсат этого пара с концентрацией примесей Сотб направляется в конденсатор или деаэратор.

Из деаэратора отбирается часть пара Dвып с газами Сгаз, перешедшими в пар из конденсата (О2 СО2 и др.), так называемый выпар.

Продукты коррозии конденсатного тракта и тракта питательной воды поступают в котел с питательной водой.

Летучие примеси потоков воды, направляемых в конденсатор, частично удаляются в конденсаторе, БОУ и деаэраторе; поступают эти примеси с присосами воды, через неплотности в конденсаторе и на всасе конденсатного насоса I подъема 10, образуются в результате коррозии, процессов радиолиза на АЭС, направляются как корректирующие добавки.

Таким образом, водно-химический режим паровых котлов необходимо рассматривать как часть водно-химического режима энергетических блоков. В общем виде задачей водно-химического режима блока является обеспечение надежности и экономичности работы всего оборудования блока. Эта задача может быть решена при обеспечении необходимой чистоты питательной воды и перегретого пара, при ограничении образования отложений в паровом котле, турбине, в трубопроводах (отложения примесей в трубопроводах более опасны на одноконтурных и двухконтурных АЭС, так как они радиоактивны), при снижении до безопасного уровня интенсивности коррозионных процессов в оборудовании и

трубопроводах.

 









Дата добавления: 2015-07-10; просмотров: 1108; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2020 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.017 сек.