ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Правильная организация водного режима котла имеет очень большое значение для его бесперебойной и экономичной работы. В питательную воду поступают различные примеси, в том числе соединения кальция и магния, окислы железа, алюминия и др. Главным источником их проникновения являются: присосы сетевой воды через неплотности в теплофикационных подогревателях; недостаточно высокое качество дистиллята и особенно химически очищенной воды, качество которой определяется составом воды и методом ее очистки. Наличие примесей в питательной воде приводит к образованию отложений на поверхностях нагрева паровых и водогрейных котлов и к нарушению их нормальной работы, ухудшению качества пара и воды и к интенсивному протеканию коррозионных процессов, могущих в сравнительно короткое время вывести из строя оборудование. Поэтому для бесперебойной и экономичной работы котла большое значение имеет правильная организация водного режима, которая обеспечивает высокую степень чистоты пара и воды, предотвращает образование отложений на поверхностях нагрева и защищает от коррозии.
В котловой воде, представляющей собой водный раствор разнообразных химических соединений, протекают сложные физико-химические процессы, в результате которых происходит выпадение из раствора твердой фазы либо непосредственно на поверхностях нагрева, либо в толще котловой воды. В первом случае такое выпадение осадков называют первичным процессом накипеобразования, в результате которого образуются твердые, прочно пристающие к металлу отложения. Во втором случае осадки вначале не связаны со стенками поверхностей нагрева и выпадают в толще воды в виде взвешенных частиц. В последующем скопления и уплотнения этих частиц, называемые шламом, либо превращаются в рыхлые массы, не прикипающие к поверхностям нагрева, и легко выводятся из котла путем его продувки, либо прикипают к поверхностям нагрева, образуя вторичные отложения.
Выпадение твердой фазы из котловой воды может происходить вследствие: а) реакций между различными веществами, находящимися в воде; б) понижения растворимости некоторых солей с повышением температуры (соли с отрицательным коэффициентом растворимости); в) повышения концентрации солей при кипении воды. Протекание в нагреваемой и испаряемой воде реакций между различными соединениями, находящимися в ней, может привести к образованию и выпадению из раствора труднорастворимых веществ. Таковыми являются сульфат кальция CaS04, карбонаты СаС03 и MgC03, силикаты CaSi03 и MgSi03, гидроокиси Са(ОН)2 и Mg(OH)2 и т. п.
Выделение твердой фазы из раствора происходит главным образом при упаривании воды, которое сопровождается таким повышением концентрации солей, при котором раствор приближается к состоянию насыщения. Понижение растворимости некоторых веществ с повышением температуры также приводит к их выпадению в осадок. К таким веществам относятся труднорастворимые соли кальция и магния, характеризующиеся отрицательным коэффициентом растворимости. Зависимостьрастворимости некоторых соединений кальция и магния от температуры показана на рис. 8.1 и 8.2.
Образующиеся в котлах отложения различаются физическими свойствами и химическим составом. Основными физико-механическими показателями отложений являются пористость, твердость и теплопроводность. Пористость отложений (в %) характеризует долю объема, занятую порами и трещинами. Твердость отложений весьма различна. Для некоторых видов накипей она приближается к твердости эмали и стекла. По пористости и твердости накипи судят о возможности удаления их с поверхностей нагрева механическими способами. Теплопроводность накипных отложений зависит от структуры отложений и их химического состава. Так как коэффициент теплопроводности накипи независимо от ее химического состава очень низок, то даже очень тонкий слой накипи приводит к резкому увеличению температуры стенки, а следовательно, к ее перегреву и повреждению. Вследствие этого образование отложений на внутренних поверхностях нагрева современных агрегатов, работающих с высокими тепловыми нагрузками, недопустимо и может привести к очень серьезным последствиям. Для обеспечения нормальной работы современных паровых и водогрейных агрегатов должен быть обеспечен безнакип- ный режим. Добиться этого можно не только путем устранения присосов сетевой воды, повышения качества дистиллята и химически очищенной воды., но и повышением качества питательной воды.
