Питательная вода для котлов является неотъемлемой частью работы котла . Питательная вода подается в паровой барабан от питающего насоса. Затем в паровом барабане питательная вода превращается в пар от тепла. После использования пар сбрасывается в главный конденсатор. Затем из конденсатора он перекачивается в деаэрированный питающий резервуар. Затем из этого резервуара он возвращается в паровой барабан для завершения своего цикла. Питающая вода никогда не попадает в атмосферу. Этот цикл известен как замкнутая система или цикл Ренкина .
История очистки питательной воды [ править ]
На начальном этапе разработки котлов водоподготовка не представляла особой проблемы, поскольку температура и давление были настолько низкими, что большое количество накипи и ржавчины не могло образоваться в такой значительной степени, особенно если котел был « продуван ». Обычной практикой было установка цинковых пластин и / или щелочных химикатов для уменьшения коррозии внутри котла. Было проведено множество испытаний для определения причины (и возможной защиты) коррозии в котлах с использованием дистиллированной воды, различных химикатов и жертвенных металлов. [1] Нитрат серебра можно добавлять в пробы питательной воды для обнаружения загрязнения морской водой . Использование известидля контроля щелочности упоминалось еще в 1900 году и использовалось военно-морскими силами Франции и Великобритании примерно до 1935 года. [2] В современных котлах обработка питательной воды имеет решающее значение, поскольку проблемы возникают из-за использования неочищенной воды в условиях экстремального давления и температуры. Это включает более низкую эффективность с точки зрения теплопередачи, перегрева, повреждений и дорогостоящей очистки.
Характеристики питательной воды котла [ править ]
Вода имеет более высокую теплоемкость, чем большинство других веществ. Это качество делает его идеальным сырьем для работы котлов. Котлы являются частью закрытой системы по сравнению с открытыми системами в газовой турбине . Используемая закрытая система - это цикл Ренкина . Это означает, что вода рециркулирует по всей системе и никогда не контактирует с атмосферой. Вода используется повторно, и ее необходимо очищать для продолжения эффективной работы. Котловая вода должна быть очищена, чтобы иметь возможность производить пар. Котловая вода очищается от накипи, коррозии., вспенивание и грунтование. Химикаты вводятся в котловую воду через бак подачи химикатов, чтобы вода оставалась в пределах химического диапазона. Эти химические вещества в основном являются поглотителями кислорода и фосфатами.. Котловая вода также часто продувается для снижения содержания хлоридов. Работа котла также включает продувку снизу для удаления твердых частиц. Накипь - это осаждаемые из воды примеси, которые затем образуются на поверхностях теплопередачи. Это проблема, потому что накипь не очень хорошо передает тепло и приводит к выходу трубок из строя из-за чрезмерного нагрева. Коррозия вызывается кислородом в воде. Кислород вызывает окисление металла, что снижает температуру плавления металла. Пенообразование и грунтование возникают, когда в котловой воде нет нужного количества химикатов, и в воде есть взвешенные твердые частицы, которые уносятся в сухой трубе. Сухая труба - это место разделения пара и воды.
Очистка питательной воды котла [ править ]
Очистка котловой воды используется для контроля щелочности, предотвращения образования накипи, корректировки pH и контроля проводимости. Котловая вода должна быть щелочной, а не кислой, чтобы не испортить трубы. При слишком большом количестве растворенных твердых частиц в питательной воде может быть слишком большая проводимость. Эти правильные обработки могут контролироваться эффективным оператором и использованием химикатов для обработки. Основными задачами обработки и кондиционирования котловой воды являются теплообмен без образования накипи, защита от образования накипи и производство пара высокого качества. Обработку котловой воды можно разделить на две части. Это внутреннее лечение и внешнее лечение. (Зендельбах, стр. 131) [3]Внутренняя обработка предназначена для питательной воды котла, а внешняя обработка - для подпиточной питательной воды и конденсатной части системы. Внутренняя обработка защищает от жесткости питательной воды, предотвращая осаждение накипи на трубах котла. Эта обработка также защищает от концентрации растворенных и взвешенных твердых частиц в питательной воде без грунтования или вспенивания. Эти химические вещества также помогают снизить щелочность питательной воды, что делает ее более эффективным средством защиты от коррозии котла. Правильная щелочность обеспечивается добавлением фосфатов. Эти фосфаты осаждают твердые частицы на дно корпуса котла. В нижней части корпуса котла есть продувка снизу для удаления этих твердых частиц. Эти химические вещества также включают агенты против образования накипи, поглотители кислорода и противовспенивающие агенты.Отстой также можно обрабатывать двумя способами. Это путем коагуляции и диспергирования. Когда имеется большое количество осадка, лучше коагулировать осадок с образованием крупных частиц, чтобы просто удалить их из питательной воды с помощью нижней продувки. При низком содержании ила лучше использовать диспергаторы, потому что он диспергирует ил по всей питательной воде, поэтому ил не образуется.
Деаэрация питательной воды [ править ]
Кислород и углекислый газ удаляются из питательной воды путем деаэрации. Деаэрацию можно осуществить с помощью нагревателей деаэратора, вакуумных деаэраторов, механических насосов и пароструйных эжекторов. В воздухонагревателях с деаэрацией пар орошает поступающую питательную воду и уносит растворенные газы. Деаэраторы также хранят горячую питательную воду, готовую к использованию в котле. Этот способ механической деаэрации используется с химическими агентами, поглощающими кислород, для повышения эффективности. (Зендельбах, стр. 129) [3]Деаэрационные нагреватели можно разделить на две группы: распылительные и лотковые. В нагревателях лоткового типа поступающая вода распыляется в атмосферу пара для достижения температуры насыщения. При достижении температуры насыщения выделяется большая часть кислорода и неконденсируемых газов. Есть уплотнения, предотвращающие повторное загрязнение воды в секции распыления. Затем вода падает в резервуар для хранения ниже. Неконденсирующиеся газы и кислород затем выбрасываются в атмосферу. Компонентами деаэрирующего нагревателя лоткового типа являются кожух, распылительные форсунки, воздушный конденсатор прямого контакта, стопки лотков и защитные межкамерные стенки. Деаэратор распылительного типа аналогичен деаэратору лоткового типа. Вода распыляется в атмосферу пара, и большая часть кислорода и неконденсируемых веществ выделяется в пар.Затем вода попадает в паровой скруббер, где небольшая потеря давления вызывает небольшое вспыхивание воды, что также способствует удалению кислорода и неконденсируемых веществ. Затем вода перетекает в резервуар для хранения. Затем газы выбрасываются в атмосферу. При вакуумной деаэрации в системе создается разрежение, после чего вода доводится до температуры насыщения. Вода разбрызгивается в бак, как распылитель и деаэратор для лотков. Кислород и неконденсирующиеся газы выбрасываются в атмосферу. (Зендельбах, стр.130)При вакуумной деаэрации в системе создается разрежение, после чего вода доводится до температуры насыщения. Вода разбрызгивается в бак, как распылитель и деаэратор для лотков. Кислород и неконденсирующиеся газы выбрасываются в атмосферу. (Зендельбах, стр.130)При вакуумной деаэрации в системе создается разрежение, после чего вода доводится до температуры насыщения. Вода разбрызгивается в бак, как распылитель и деаэратор для лотков. Кислород и неконденсирующиеся газы выбрасываются в атмосферу. (Зендельбах, стр.130)
Кондиционирование [ править ]
Этот раздел требует дополнительных ссылок для проверки . ( Февраль 2014 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Питательная вода должна подвергаться специальной обработке, чтобы избежать проблем в котле и последующих системах. Неочищенная питательная вода для котла может вызвать коррозию и загрязнение.
Коррозия котла [ править ]
Коррозионные соединения, особенно O 2 и CO 2, необходимо удалять, обычно с помощью деаэратора . Остаточные количества можно удалить химическим путем с помощью поглотителей кислорода . Кроме того, питательную воду обычно подщелачивают до pH 9,0 или выше, чтобы уменьшить окисление и поддержать образование стабильного слоя магнетита на водяной стороне бойлера, защищая находящийся под ним материал от дальнейшей коррозии. Обычно это делается путем дозирования щелочных веществ в питательную воду, таких как гидроксид натрия ( каустическая сода ) или аммиак.. Коррозия в котлах возникает из-за присутствия растворенного кислорода, растворенного углекислого газа или растворенных солей.
Обрастание [ править ]
Отложения уменьшают теплопередачу в котле, уменьшают расход и, в конечном итоге, блокируют трубы котла. Любые нелетучие соли и минералы, которые останутся при испарении питательной воды, должны быть удалены, поскольку они будут концентрироваться в жидкой фазе и потребуют чрезмерной «продувки» (дренажа) для предотвращения образования твердых осадков. Еще хуже минералы, образующие накипь . Следовательно, подпиточная вода, добавляемая для восполнения любых потерь питательной воды, должна быть деминерализованной / деионизированной водой , если только продувочный клапан не используется для удаления растворенных минералов.
Едкая хрупкость [ править ]
Грунтование и вспенивание [ править ]
Котлы локомотивов [ править ]
Паровозы обычно не имеют конденсаторов, поэтому питательная вода не используется повторно, а потребление воды велико. Использование деионизированной воды было бы чрезмерно дорогим, поэтому используются другие типы очистки воды. Химические вещества , используемые , как правило , включают карбонат натрия , бисульфит натрия , танин , фосфат и анти-пенообразователь . [5]
Системы лечения включали:
- Alfloc, разработанный British Railways и Imperial Chemical Industries [6]
- Traitement Integral Armand (TIA), разработанный Луи Арманом
- Porta Treatment, разработанный Ливио Данте Порта [7]
См. Также [ править ]
- Насос питательной воды котла
- Испаритель
- Геламин
Ссылки [ править ]
- ^ Лион, Франк. Hinds, AWМорские и военно-морские котлы. (1912). Лорд Балтимор Пресс.
- ^ Осборн, Алан. Руководство современного морского инженера. (1965). Корнелл Маритайм Пресс, инк.
- ^ a b Зендельбах, М. (1988). Очистка котельной воды: зачем, что и как. Химическая инженерия, 95 (11), 127.
- ^ Мишиссин, Стивен Г. (7 февраля 2012 г.). «Университет Рочестера - Расследование отказов линии отбора паровых турбин» (PDF) . Арлингтон, Вирджиния. С. 25–26. Архивировано из оригинального (PDF) 23 сентября 2015 года . Проверено 23 февраля 2015 года .
- Перейти ↑ Bane, M. (11 декабря 2006 г.). «Внутренняя очистка котловой воды Porta для 21 века» (PDF) . Развитие современной паровой тяги для железных дорог . Йорк, Великобритания. Архивировано из оригинального (PDF) 31 октября 2013 года . Проверено 31 Декабря 2013 .
- ^ Бэйн, Мартин. «Современный глоссарий Steam» . Паровая и путевые страницы Мартина Бэйна . Проверено 31 Декабря 2013 .
- ^ «Обработка порта: усовершенствованная внутренняя очистка котловой воды» . 18 октября 2007 года Архивировано из оригинала на 2014-01-07 . Проверено 31 Декабря 2013 .
- Шуньань, К., Цин, З., и Чжисинь, З. (2008). Исследование влияния концентрации хлорид-иона на коррозионное поведение углеродистой стали в фосфатных высокотемпературных котловых водах. Антикоррозионные методы и материалы, 55 (1), 15-19.
- Зендельбах, М. (1988). Очистка котельной воды: зачем, что и как. Химическая инженерия, 95 (11), 127.
- Характеристики питательной воды котла. (nd). Получено 21 марта 2015 г. с веб-сайта http://www.lenntech.com/applications/process/boiler/boiler-feedwater-characteristics.htm.
Внешние ссылки [ править ]
- Конфигурация системы питательной воды котла
