Μέθοδοι για την πρόληψη της διαβρωτικής φθοράς ενός λέβητα ζεστού νερού. Τύποι διάβρωσης μονάδων ατμολέβητα. Διάβρωση της διαδρομής του νερού τροφοδοσίας και των γραμμών συμπυκνώματος
Οι επιφάνειες θέρμανσης των σωληνωτών και αναγεννητικών θερμαντήρων αέρα, των εξοικονομητών χαμηλής θερμοκρασίας, καθώς και των μεταλλικών αγωγών αερίου και καμινάδεςσε θερμοκρασίες μετάλλων κάτω από το σημείο δρόσου καπναέριο... Η πηγή της διάβρωσης σε χαμηλή θερμοκρασία είναι ο θειικός ανυδρίτης SO 3, ο οποίος σχηματίζει ατμούς θειικού οξέος στα καυσαέρια, οι οποίοι συμπυκνώνονται στις θερμοκρασίες του σημείου δρόσου των καυσαερίων. Μερικά χιλιοστά του ποσοστού SO 3 σε αέρια επαρκούν για τη διάβρωση του μετάλλου με ρυθμό που υπερβαίνει το 1 mm / έτος. Η διάβρωση σε χαμηλή θερμοκρασία επιβραδύνεται κατά την οργάνωση μιας διαδικασίας καύσης με μικρή περίσσεια αέρα, καθώς και κατά τη χρήση πρόσθετων στο καύσιμο και την αύξηση της αντίστασης στη διάβρωση του μετάλλου.
Οι σήτες του καυστήρα των τυμπάνων και των λεβήτων που περνούν εκτεθειμένα σε διάβρωση υψηλής θερμοκρασίας κατά την καύση στερεό καύσιμο, υπερθερμαντήρες και τις βάσεις τους, καθώς και σήτες του κάτω τμήματος ακτινοβολίας υπερκρίσιμων λεβήτων κατά την καύση θειούχου μαζούτ.
Η διάβρωση της εσωτερικής επιφάνειας των σωλήνων είναι συνέπεια της αλληλεπίδρασης με το μέταλλο των σωλήνων των αερίων οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα) ή αλάτων (χλωριούχα και θειικά) που περιέχονται στο νερό του λέβητα. V σύγχρονοι λέβητεςυπερκρίσιμη περιεκτικότητα σε πίεση ατμών αερίων και διαβρωτικών αλάτων ως αποτέλεσμα βαθιάς αφαλάτωσης νερό τροφοδοσίαςκαι η θερμική απαέρωση είναι αμελητέα και η κύρια αιτία της διάβρωσης είναι η αλληλεπίδραση του μετάλλου με το νερό και τον ατμό. Η διάβρωση της εσωτερικής επιφάνειας των σωλήνων εκδηλώνεται με το σχηματισμό σημαδιών, κοιλωμάτων, κελύφους και ρωγμών. η εξωτερική επιφάνεια των κατεστραμμένων σωλήνων μπορεί να μην διαφέρει από τις υγιείς.
Η βλάβη από τη διάβρωση του εσωτερικού σωλήνα περιλαμβάνει επίσης:
διάβρωση παρκαρίσματος οξυγόνου που επηρεάζει οποιοδήποτε μέρος της εσωτερικής επιφάνειας των σωλήνων. Οι περιοχές που έχουν πληγεί περισσότερο καλύπτονται από υδατοδιαλυτές εναποθέσεις (σωλήνες υπερθερμαντήρων και ζώνη μετάβασης λεβήτων εφάπαξ).
υπολάσπη αλκαλική διάβρωση του λέβητα και σωλήνες οθόνηςπου προκύπτει από τη δράση συμπυκνωμένων αλκαλίων λόγω της εξάτμισης του νερού κάτω από το στρώμα λάσπης.
Κόπωση από τη διάβρωση, που εκδηλώνεται με τη μορφή ρωγμών στους σωλήνες του λέβητα και των τοιχωμάτων ως αποτέλεσμα της ταυτόχρονης δράσης ενός διαβρωτικού περιβάλλοντος και των εναλλασσόμενων θερμικών τάσεων.
Σχηματίζεται κλίμακα στους σωλήνες λόγω της υπερθέρμανσης τους σε θερμοκρασίες που υπερβαίνουν σημαντικά τις υπολογιζόμενες. Σε σχέση με την αύξηση της παραγωγικότητας των μονάδων λέβητα, οι περιπτώσεις αστοχίας των σωλήνων υπερθέρμανσης λόγω ανεπαρκούς αντίστασης κλίμακας στα καυσαέρια έχουν γίνει πρόσφατα πιο συχνές. Ο έντονος σχηματισμός αλάτων παρατηρείται συχνότερα κατά την καύση του μαζούτ.
Η φθορά των τοιχωμάτων του σωλήνα συμβαίνει ως αποτέλεσμα της λειαντικής δράσης της σκόνης και της τέφρας άνθρακα και σχιστόλιθου, καθώς και πίδακες ατμού που εξέρχονται από κατεστραμμένους παρακείμενους σωλήνες ή ακροφύσια φυσητήρες. Μερικές φορές ο λόγος για τη φθορά και τη σκλήρυνση των τοιχωμάτων του σωλήνα είναι η βολή που χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό των επιφανειών θέρμανσης. Οι θέσεις και ο βαθμός φθοράς των σωλήνων καθορίζονται με εξωτερική εξέταση και μέτρηση της διαμέτρου τους. Το πραγματικό πάχος τοιχώματος σωλήνα μετριέται με μετρητή πάχους υπερήχων.
Η παραμόρφωση των σωλήνων τοίχου και λέβητα, καθώς και μεμονωμένων σωλήνων και τμημάτων τοιχωμάτων του τμήματος ακτινοβολίας των λεβήτων άμεσης ροής συμβαίνει όταν οι σωλήνες τοποθετούνται με ανομοιόμορφες παρεμβολές, οι σύνδεσμοι σωλήνων σπάνε, το νερό απελευθερώνεται και λόγω της έλλειψης ελευθερίας για τις θερμικές τους κινήσεις. Η παραμόρφωση των πηνίων και των σήτων του υπερθερμαντήρα συμβαίνει κυρίως λόγω της καύσης των κρεμάστρων και των συνδετήρων, της υπερβολικής και ανομοιόμορφης τάσης που επιτρέπεται κατά την εγκατάσταση ή την αντικατάσταση μεμονωμένων στοιχείων. Η παραμόρφωση των πηνίων του εξοικονομητή νερού συμβαίνει λόγω εξάντλησης και μετατόπισης των στηρίξεων και των κρεμαστών.
Συρίγγια, εξογκώματα, ρωγμές και ρήξεις μπορεί επίσης να εμφανιστούν ως αποτέλεσμα: εναποθέσεων σε σωλήνες αλάτων, προϊόντων διάβρωσης, αλάτων διεργασίας, γρέζια συγκόλλησης και άλλων ξένων αντικειμένων που επιβραδύνουν την κυκλοφορία του νερού και συμβάλλουν στην υπερθέρμανση του μετάλλου του σωλήνα. πλάνο σκλήρυνση? ασυνέπεια ποιότητας χάλυβα με παραμέτρους ατμού και θερμοκρασία αερίου. εξωτερική μηχανική βλάβη. παραβιάσεις των τρόπων λειτουργίας.
Η πιο ενεργή διάβρωση των σωλήνων τοίχου εκδηλώνεται σε μέρη όπου συγκεντρώνονται ακαθαρσίες ψυκτικού. Αυτό περιλαμβάνει περιοχές σωλήνων τοίχου με υψηλά θερμικά φορτία, όπου συμβαίνει βαθιά εξάτμιση του νερού του λέβητα (ειδικά παρουσία πορωδών εναποθέσεων χαμηλής θερμότητας στην επιφάνεια εξάτμισης). Ως εκ τούτου, όσον αφορά την πρόληψη της βλάβης στους σωλήνες τοιχώματος που σχετίζονται με την εσωτερική διάβρωση του μετάλλου, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η ανάγκη για μια ολοκληρωμένη προσέγγιση, δηλ. επιπτώσεις τόσο στο υδατοχημικό καθεστώς όσο και στο καθεστώς καύσης.
Η ζημιά στους σωλήνες τοίχου είναι κυρίως μικτής φύσης· μπορούν να χωριστούν υπό όρους σε δύο ομάδες:
1) Βλάβη με σημάδια υπερθέρμανσης χάλυβα (παραμόρφωση και λέπτυνση των τοιχωμάτων του σωλήνα στο σημείο της καταστροφής, παρουσία κόκκων γραφίτη κ.λπ.).
2) Εύθραυστα κατάγματα χωρίς χαρακτηριστικά σημάδια υπερθέρμανσης μετάλλου.
Στην εσωτερική επιφάνεια πολλών σωλήνων, σημειώνονται σημαντικές εναποθέσεις δύο στρώσεων: η επάνω είναι ασθενώς προσκολλημένη, η κάτω είναι σαν κλίμακα, σφιχτά κολλημένη στο μέταλλο. Το πάχος του κάτω στρώματος κλίμακας είναι 0,4-0,75 mm. Στην κατεστραμμένη περιοχή, η κλίμακα στην εσωτερική επιφάνεια καταστρέφεται. Κοντά στα σημεία καταστροφής και σε κάποια απόσταση από αυτά, η εσωτερική επιφάνεια των σωλήνων επηρεάζεται από λάκκους διάβρωσης και εύθραυστες μικροφθορές.
Η γενική άποψη της ζημιάς υποδηλώνει τη θερμική φύση της καταστροφής. Δομικές αλλαγές στην μετωπική πλευρά των σωλήνων - βαθιά σφαιροποίηση και αποσύνθεση περλίτη, σχηματισμός γραφίτη (μετάβαση άνθρακα σε γραφίτη 45-85%) - υποδηλώνει ότι όχι μόνο έχει υπερβεί η θερμοκρασία λειτουργίας των οθονών, αλλά και η επιτρεπόμενη θερμοκρασία για χάλυβα 20.500 ° C. Η παρουσία FeO επιβεβαιώνει επίσης υψηλό επίπεδοθερμοκρασίες μετάλλων κατά τη λειτουργία (πάνω από 845 oK - δηλ. 572 oC).
Εύθραυστη ζημιά που προκαλείται από το υδρογόνο εμφανίζεται συνήθως σε περιοχές με υψηλή ροή θερμότητας, κάτω από παχιά στρώματα ιζήματος και κεκλιμένους ή οριζόντιους σωλήνες, καθώς και σε περιοχές μεταφοράς θερμότητας κοντά στους δακτυλίους υποστήριξης συγκολλήσεων ή άλλων συσκευών που εμποδίζουν την ελεύθερη κίνηση των ροών. Η πείρα έχει δείξει ότι η ζημιά που προκαλείται από το υδρογόνο συμβαίνει σε λέβητες που λειτουργούν σε πιέσεις κάτω των 1000 psi. ίντσας (6,9 MPa).
Η βλάβη από το υδρογόνο συνήθως οδηγεί σε ρήξεις με χοντρές άκρες. Άλλοι μηχανισμοί που συμβάλλουν στον σχηματισμό ρωγμών με χοντρές άκρες είναι η διάβρωση λόγω καταπόνησης, η κόπωση λόγω διάβρωσης, η θραύση λόγω πίεσης και (σε ορισμένες σπάνιες περιπτώσεις) η ακραία υπερθέρμανση. Μπορεί να είναι δύσκολο να διακρίνουμε οπτικά τη ζημιά από το υδρογόνο από άλλους τύπους ζημιών, αλλά ορισμένα χαρακτηριστικά μπορεί να βοηθήσουν.
Για παράδειγμα, η ζημιά από το υδρογόνο σχετίζεται σχεδόν πάντα με το τρύπημα στο μέταλλο (δείτε τις προφυλάξεις στα Κεφάλαια 4 και 6). Άλλοι τύποι καταστροφής (με πιθανή εξαίρεση την κόπωση από τη διάβρωση, η οποία συχνά ξεκινά σε μεμονωμένες κοιλότητες) συνήθως δεν συνδέονται με σοβαρή διάβρωση.
Οι αστοχίες σωλήνων ως αποτέλεσμα της βλάβης του μετάλλου από υδρογόνο συχνά εκδηλώνονται με τη μορφή ενός ορθογώνιου "παραθύρου" στο τοίχωμα του σωλήνα, το οποίο δεν είναι τυπικό για άλλους τύπους ζημιών.
Για να εκτιμηθεί η δυνατότητα φθοράς των σωλήνων τοίχου, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η μεταλλουργική (αρχική) περιεκτικότητα σε αέριο υδρογόνο σε χάλυβα της κατηγορίας περλίτη (συμπεριλαμβανομένου του st. 20) δεν υπερβαίνει τα 0,5--1 cm3 / 100g. Με περιεκτικότητα σε υδρογόνο πάνω από 4--5 cm3 / 100g, οι μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα επιδεινώνονται σημαντικά. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο να εστιάσουμε κυρίως στην τοπική περιεκτικότητα σε υπολειμματικό υδρογόνο, καθώς με εύθραυστα σπασίματα σωλήνων τοίχου, σημειώνεται απότομη επιδείνωση των ιδιοτήτων του μετάλλου μόνο σε μια στενή ζώνη κατά μήκος της διατομής του σωλήνα με σταθερά ικανοποιητική δομή και μηχανικές ιδιότητες του παρακείμενου μετάλλου σε απόσταση μόνο 0,2-2 mm.
Οι λαμβανόμενες τιμές των μέσων συγκεντρώσεων υδρογόνου στο άκρο της θραύσης είναι 5-10 φορές υψηλότερες από την αρχική του περιεκτικότητα για το σταθμό 20, γεγονός που δεν θα μπορούσε παρά να έχει σημαντική επίδραση στη δυνατότητα φθοράς των σωλήνων.
Τα παραπάνω αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η ευθραυστότητα του υδρογόνου αποδείχθηκε ότι ήταν ένας αποφασιστικός παράγοντας για τη ζημιά στους σωλήνες τοιχώματος των λεβήτων στα KrTET.
Ήταν απαραίτητο να μελετηθεί περαιτέρω ποιος από τους παράγοντες έχει καθοριστική επίδραση σε αυτή τη διαδικασία: α) ο θερμικός κύκλος λόγω της αποσταθεροποίησης του κανονικού καθεστώτος βρασμού στις ζώνες αυξημένων ροών θερμότητας παρουσία εναποθέσεων στην επιφάνεια εξάτμισης και, ως αποτέλεσμα, ζημιά στις προστατευτικές μεμβράνες οξειδίου που το καλύπτουν. β) την παρουσία διαβρωτικών ακαθαρσιών στο περιβάλλον εργασίας, που συγκεντρώνονται στις εναποθέσεις στην επιφάνεια εξάτμισης· γ) τη συνδυασμένη επίδραση των παραγόντων «α» και «β».
Το ζήτημα του ρόλου του καθεστώτος καύσης είναι ιδιαίτερα σημαντικό. Η φύση των καμπυλών υποδηλώνει τη συσσώρευση υδρογόνου σε πολλές περιπτώσεις κοντά στην εξωτερική επιφάνεια των σωλήνων τοιχώματος. Αυτό είναι δυνατό κυρίως με την παρουσία στην καθορισμένη επιφάνεια ενός πυκνού στρώματος σουλφιδίων, τα οποία είναι σε μεγάλο βαθμό αδιαπέραστα από το υδρογόνο, που διαχέονται από την εσωτερική επιφάνεια προς την εξωτερική. Ο σχηματισμός σουλφιδίων οφείλεται: στην υψηλή περιεκτικότητα του καυσίμου σε θείο. ρίχνοντας ένα φακό στα πάνελ της οθόνης. Ένας άλλος λόγος για την απορρόφηση υδρογόνου του μετάλλου στην εξωτερική επιφάνεια είναι η εμφάνιση διεργασιών διάβρωσης όταν το μέταλλο έρχεται σε επαφή με καυσαέρια. Όπως έδειξε η ανάλυση των εξωτερικών αποθέσεων των σωλήνων του λέβητα, συνήθως συνέβαιναν και οι δύο παραπάνω λόγοι.
Ο ρόλος του τρόπου καύσης εκδηλώνεται επίσης στη διάβρωση των σωλήνων τοίχου υπό τη δράση του καθαρό νερό, που παρατηρείται συχνότερα σε γεννήτριες ατμού υψηλής πίεσης. Τα κέντρα διάβρωσης βρίσκονται συνήθως στη ζώνη των μέγιστων τοπικών θερμικών φορτίων και μόνο στην επιφάνεια του θερμαινόμενου σωλήνα. Αυτό το φαινόμενο οδηγεί στο σχηματισμό στρογγυλών ή ελλειπτικών κοιλοτήτων με διάμετρο μεγαλύτερη από 1 cm.
Η υπερθέρμανση του μετάλλου συμβαίνει συχνότερα με την παρουσία ιζημάτων λόγω του γεγονότος ότι η ποσότητα της θερμότητας που λαμβάνεται θα είναι σχεδόν η ίδια τόσο για έναν καθαρό σωλήνα όσο και για έναν σωλήνα που περιέχει άλατα, η θερμοκρασία του σωλήνα θα είναι διαφορετική.
Για πρώτη φορά, η εξωτερική διάβρωση των σωλήνων τοίχου εντοπίστηκε σε δύο σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής κοντά σε λέβητες υψηλής πίεσης TP-230-2, οι οποίοι λειτουργούσαν με άνθρακα ASh και θειούχο μαζούτ και λειτουργούσαν για περίπου 4 χρόνια πριν. Η εξωτερική επιφάνεια των σωλήνων υποβλήθηκε σε διαβρωτική διάβρωση από την πλευρά που βλέπει προς τον κλίβανο, στη ζώνη της μέγιστης θερμοκρασίας φλόγας. 88
Κυρίως οι σωλήνες του μεσαίου (σε πλάτος) τμήματος του κλιβάνου, ακριβώς πάνω από το εμπρηστικό, καταστράφηκαν. ζώνη. Οι φαρδιοί και σχετικά ρηχοί λάκκοι διάβρωσης είχαν ακανόνιστο σχήμα και συχνά έκλειναν μεταξύ τους, με αποτέλεσμα η κατεστραμμένη επιφάνεια του σωλήνα να είναι ανώμαλη και ανώμαλη. Τα συρίγγια εμφανίστηκαν στη μέση των βαθύτερων ελκών και πίδακες νερού και ατμού άρχισαν να διαφεύγουν μέσα από αυτά.
Χαρακτηριστικό γνώρισμα ήταν η πλήρης απουσία τέτοιας διάβρωσης στους σωλήνες τοίχου των λεβήτων μέσης πίεσης αυτών των σταθμών παραγωγής ενέργειας, αν και οι λέβητες μέσης πίεσης λειτουργούσαν εκεί για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
Τα επόμενα χρόνια, εξωτερική διάβρωση των σωλήνων τοίχου εμφανίστηκε επίσης σε άλλους λέβητες υψηλής πίεσης που λειτουργούσαν με στερεά καύσιμα. Η ζώνη διαβρωτικής καταστροφής μερικές φορές εκτεινόταν σε σημαντικό ύψος. σε ορισμένα σημεία, το πάχος των τοιχωμάτων του σωλήνα ως αποτέλεσμα της διάβρωσης μειώθηκε στα 2-3 mm. Έχει επίσης παρατηρηθεί ότι αυτή η διάβρωση πρακτικά απουσιάζει σε λέβητες υψηλής πίεσης που λειτουργούν με βαρύ μαζούτ.
Εξωτερική διάβρωση σωλήνων τοιχώματος εντοπίστηκε σε λέβητες TP-240-1 μετά από 4 χρόνια λειτουργίας, που λειτουργούσαν σε πίεση στα τύμπανα 185 atm. Αυτοί οι λέβητες έκαιγαν καφέ άνθρακα κοντά στη Μόσχα, ο οποίος είχε περιεκτικότητα σε υγρασία περίπου 30%. το μαζούτ καίγονταν μόνο κατά την ανάφλεξη. Σε αυτούς τους λέβητες, ζημιά από διάβρωση σημειώθηκε επίσης στη ζώνη του μεγαλύτερου θερμικού φορτίου των σωλήνων τοίχου. Η ιδιαιτερότητα της διαδικασίας διάβρωσης ήταν ότι οι σωλήνες κατέρρευσαν τόσο από την πλευρά που βλέπει στον κλίβανο όσο και από την πλευρά που βλέπει προς την επένδυση (Εικ. 62).
Αυτά τα γεγονότα δείχνουν ότι η διάβρωση των σωλήνων τοίχου εξαρτάται κυρίως από τη θερμοκρασία της επιφάνειάς τους. Σε λέβητες μέσης πίεσης, το νερό εξατμίζεται σε θερμοκρασία περίπου 240 ° C. για λέβητες σχεδιασμένους για πίεση 110 atm, το υπολογιζόμενο σημείο βρασμού του νερού είναι 317 ° C. Στους λέβητες TP-240-1, το νερό βράζει σε θερμοκρασία 358 ° C. Η θερμοκρασία της εξωτερικής επιφάνειας των σωλήνων τοιχώματος συνήθως υπερβαίνει το σημείο βρασμού κατά περίπου 30-40 ° C.
Μπορώ. Ας υποθέσουμε ότι η έντονη εξωτερική διάβρωση του μετάλλου ξεκινά όταν η θερμοκρασία του ανέβει στους 350 ° C. Για λέβητες σχεδιασμένους για πίεση 110 atm, αυτή η θερμοκρασία επιτυγχάνεται μόνο από την πλευρά πυροδότησης των σωλήνων και για λέβητες με πίεση 185 atm , αντιστοιχεί στη θερμοκρασία του νερού στους σωλήνες ... Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η διάβρωση των σωλήνων τοίχου από την πλευρά της επένδυσης παρατηρήθηκε μόνο σε αυτούς τους λέβητες.
Διεξήχθη λεπτομερής μελέτη του ζητήματος σε λέβητες TP-230-2 που λειτουργούν σε έναν από τους προαναφερθέντες σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Δείγματα αερίων και θερμότητας λήφθηκαν εκεί.
Σωματίδια από τον πυρσό σε απόσταση περίπου 25 mm από τους σωλήνες τοίχου. Κοντά στην μπροστινή οθόνη, στη ζώνη έντονης εξωτερικής διάβρωσης των σωλήνων, τα καυσαέρια δεν περιείχαν σχεδόν καθόλου ελεύθερο οξυγόνο. Στην περιοχή της πίσω σήτας, στην οποία σχεδόν απουσίαζε η διάβρωση του εξωτερικού σωλήνα, υπήρχε πολύ περισσότερο ελεύθερο οξυγόνο στα αέρια. Επιπλέον, ο έλεγχος έδειξε ότι στην περιοχή σχηματισμού διάβρωσης πάνω από το 70% των δειγμάτων αερίου
Μπορούμε να υποθέσουμε ότι παρουσία περίσσειας οξυγόνου, το υδρόθειο καίγεται και δεν συμβαίνει διάβρωση, αλλά απουσία περίσσειας οξυγόνου, το υδρόθειο εισέρχεται σε χημικό συνδυασμό με το μέταλλο των σωλήνων. Αυτό σχηματίζει το θειούχο σίδηρο FeS. Αυτό το προϊόν διάβρωσης βρέθηκε στην πραγματικότητα στις εναποθέσεις στους προστατευτικούς σωλήνες.
Όχι μόνο ο ανθρακούχο χάλυβας είναι επιρρεπής σε εξωτερική διάβρωση, αλλά και το χρώμιο-μολυβδαίνιο. Συγκεκριμένα, στους λέβητες TP-240-1, η διάβρωση επηρέασε τους σωλήνες τοίχου από χάλυβα 15XM.
Μέχρι τώρα, δεν υπάρχουν αποδεδειγμένα μέτρα για την πλήρη πρόληψη του περιγραφόμενου τύπου διάβρωσης. Κάποια μείωση του ρυθμού καταστροφής. μέταλλο επιτεύχθηκε. μετά τη ρύθμιση της διαδικασίας καύσης, ιδιαίτερα όταν αυξάνεται η περίσσεια αέρα στα καυσαέρια.
27. ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΟΘΟΝΗΣ ΣΕ ΑΚΡΑΙΑ ΠΙΕΣΗ
Αυτό το βιβλίο περιγράφει εν συντομία τις συνθήκες λειτουργίας των μεταλλικών ατμολεβήτων σε σύγχρονες μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Αλλά η πρόοδος της ενέργειας στην ΕΣΣΔ συνεχίζεται και τώρα τίθεται σε λειτουργία μεγάλος αριθμόςνέοι λέβητες σχεδιασμένοι για περισσότερα υψηλές πιέσειςκαι θερμοκρασία ατμού. Σε αυτές τις συνθήκες μεγάλης σημασίαςέχει πρακτική εμπειρία στη λειτουργία πολλών λεβήτων TP-240-1, που λειτουργούσαν από το 1953-1955. σε πίεση 175 atm (185 atm σε τύμπανο). Πολύ πολύτιμες, ειδικότερα, πληροφορίες για τη διάβρωση των οθονών τους.
Οι ασπίδες αυτών των λεβήτων είχαν διαβρωθεί τόσο εξωτερικά όσο και εσωτερικά. Η εξωτερική τους διάβρωση περιγράφεται στην προηγούμενη παράγραφο αυτού του κεφαλαίου, αλλά η καταστροφή της εσωτερικής επιφάνειας των σωλήνων δεν είναι παρόμοια με κανέναν από τους τύπους διάβρωσης μετάλλων που περιγράφονται παραπάνω.
Η διάβρωση σημειώθηκε κυρίως από την πλευρά πυροδότησης του πάνω μέρους των κεκλιμένων σωλήνων της ψυχρής χοάνης και συνοδεύτηκε από την εμφάνιση διαβρωτικών κοιλοτήτων (Εικ. 63, α). Στη συνέχεια, ο αριθμός τέτοιων κελυφών αυξήθηκε και εμφανίστηκε μια συνεχής λωρίδα (μερικές φορές δύο παράλληλες λωρίδες) από διαβρωμένο μέταλλο (Εικ. 63.6). Χαρακτηριστική ήταν και η απουσία διάβρωσης στη ζώνη των συγκολλημένων αρμών.
Στο εσωτερικό των σωλήνων υπήρχε εναπόθεση χαλαρής λάσπης πάχους 0,1-0,2 mm, η οποία αποτελούνταν κυρίως από οξείδια σιδήρου και χαλκού. Η αύξηση της καταστροφής από τη διάβρωση του μετάλλου δεν συνοδεύτηκε από αύξηση του πάχους του στρώματος λάσπης· επομένως, η διάβρωση κάτω από το στρώμα λάσπης δεν ήταν η κύρια αιτία διάβρωσης της εσωτερικής επιφάνειας των σωλήνων τοιχώματος.
Στο νερό του λέβητα, διατηρήθηκε ο τρόπος καθαρής αλκαλικότητας φωσφορικών. Τα φωσφορικά άλατα εισάγονταν στον λέβητα όχι συνεχώς, αλλά περιοδικά.
Μεγάλη σημασία είχε το γεγονός ότι η θερμοκρασία του μετάλλου του σωλήνα ανέβαινε περιοδικά απότομα και μερικές φορές ξεπερνούσε τους 600 ° C (Εικ. 64). Η ζώνη της πιο συχνής και μέγιστης ανόδου της θερμοκρασίας συνέπεσε με τη ζώνη της μεγαλύτερης καταστροφής του μετάλλου. Η μείωση της πίεσης στο λέβητα σε 140-165 atm (δηλαδή, στην πίεση στην οποία λειτουργούν οι νέοι σειρικοί λέβητες) δεν άλλαξε τη φύση της προσωρινής αύξησης της θερμοκρασίας των σωλήνων, αλλά συνοδεύτηκε από σημαντική μείωση της μέγιστης τιμή αυτής της θερμοκρασίας. Οι λόγοι για μια τέτοια περιοδική αύξηση της θερμοκρασίας της πλευράς πυροδότησης των κεκλιμένων σωλήνων είναι κρύοι. οι χοάνες δεν έχουν ακόμη μελετηθεί λεπτομερώς.
|
Αυτό το βιβλίο πραγματεύεται συγκεκριμένα θέματα που σχετίζονται με τη λειτουργία των χαλύβδινων εξαρτημάτων σε έναν ατμολέβητα. Αλλά για να μελετήσετε αυτά τα καθαρά πρακτικά ζητήματα, πρέπει να γνωρίζετε γενικές πληροφορίεςσχετικά με τη δομή του χάλυβα και τις "ιδιότητές του. Σε διαγράμματα που δείχνουν τη δομή των μετάλλων, τα άτομα μερικές φορές απεικονίζονται ως μπάλες σε επαφή μεταξύ τους (Εικ. 1). Τέτοια διαγράμματα δείχνουν τη διάταξη των ατόμων σε ένα μέταλλο, αλλά είναι δύσκολο να φαίνεται καθαρά η διάταξη των ατόμων μεταξύ τους.φίλος. Η διάβρωση είναι η σταδιακή καταστροφή του επιφανειακού στρώματος του μετάλλου υπό την επίδραση μηχανικής καταπόνησης. Ο πιο συνηθισμένος τύπος διάβρωσης των στοιχείων από χάλυβα - ένας λέβητας ατμού είναι η τριβή τους από σωματίδια στερεής τέφρας που κινούνται μαζί με τα καυσαέρια. Με παρατεταμένη τριβή, εμφανίζεται σταδιακή μείωση του πάχους των τοιχωμάτων του σωλήνα και στη συνέχεια παραμόρφωση και ρήξη τους υπό την επίδραση της εσωτερικής πίεσης. |
Τι είναι το Hydro-X:
Το Hydro-X είναι μια μέθοδος και λύση που εφευρέθηκε στη Δανία πριν από 70 χρόνια και παρέχει την απαραίτητη διορθωτική επεξεργασία νερού για συστήματα θέρμανσης και λέβητες, τόσο ζεστού νερού όσο και ατμού με χαμηλή πίεση ατμού (έως 40 atm). Κατά τη χρήση της μεθόδου Hydro-X, προστίθεται μόνο ένα διάλυμα στο κυκλοφορούν νερό, το οποίο παρέχεται στον καταναλωτή σε πλαστικά κουτιά ή βαρέλια, έτοιμο προς χρήση. Αυτό επιτρέπει στις επιχειρήσεις να μην διαθέτουν ειδικές αποθήκες για χημικά αντιδραστήρια, καταστήματα για την προετοιμασία των απαραίτητων διαλυμάτων κ.λπ.
Η χρήση του Hydro-X διασφαλίζει τη διατήρηση της απαιτούμενης τιμής pH, τον καθαρισμό του νερού από το οξυγόνο και το ελεύθερο διοξείδιο του άνθρακα, την πρόληψη σχηματισμού αλάτων και, εάν υπάρχει, τον καθαρισμό των επιφανειών, καθώς και την προστασία από τη διάβρωση.
Το Hydro-X είναι ένα διαυγές, κιτρινωπό-καφέ υγρό, ομοιογενές, έντονα αλκαλικό, με ειδικό βάρος περίπου 1,19 g / cm στους 20 ° C. Η σύνθεσή του είναι σταθερή και ακόμη και κατά τη μακροχρόνια αποθήκευση δεν υπάρχει διαχωρισμός υγρών ή καθίζηση, επομένως δεν χρειάζεται ανάδευση πριν από τη χρήση. Το υγρό δεν είναι εύφλεκτο.
Τα πλεονεκτήματα της μεθόδου Hydro-X είναι η απλότητα και η αποτελεσματικότητα της επεξεργασίας του νερού.
Όταν λειτουργούν συστήματα θέρμανσης νερού, συμπεριλαμβανομένων εναλλάκτη θερμότητας, λέβητες ζεστού νερού ή ατμού, κατά κανόνα τροφοδοτούνται με επιπλέον νερό. Για να αποφευχθεί η εμφάνιση αλάτων, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί επεξεργασία νερού προκειμένου να μειωθεί η περιεκτικότητα σε λάσπη και άλατα στο νερό του λέβητα. Η επεξεργασία του νερού μπορεί να πραγματοποιηθεί, για παράδειγμα, με τη χρήση φίλτρων αποσκλήρυνσης, τη χρήση αφαλάτωσης, αντίστροφης όσμωσης κ.λπ. Ακόμη και μετά από μια τέτοια επεξεργασία, προβλήματα εξακολουθούν να συνδέονται με πιθανή διάβρωση. Όταν στο νερό προστίθεται καυστική σόδα, φωσφορικό τρινάτριο κ.λπ., παραμένει επίσης το πρόβλημα της διάβρωσης και για τους ατμολέβητες η ρύπανση από ατμό.
Μια αρκετά απλή μέθοδος που αποτρέπει την εμφάνιση αλάτων και διάβρωσης είναι η μέθοδος Hydro-X, σύμφωνα με την οποία μια μικρή ποσότητα ενός ήδη παρασκευασμένου διαλύματος που περιέχει 8 οργανικά και ανόργανα συστατικά προστίθεται στο νερό του λέβητα. Τα πλεονεκτήματα της μεθόδου είναι τα εξής:
- η λύση παραδίδεται στον καταναλωτή σε έτοιμη προς χρήση μορφή.
- λύση σε μικρές ποσότητεςεισάγεται στο νερό είτε χειροκίνητα είτε χρησιμοποιώντας δοσομετρική αντλία.
- όταν χρησιμοποιείτε το Hydro-X, δεν χρειάζεται να χρησιμοποιείτε άλλα χημικά.
- περίπου 10 φορές λιγότερες δραστικές ουσίες παρέχονται στο νερό του λέβητα από ό,τι όταν χρησιμοποιούνται παραδοσιακές μέθοδοι επεξεργασίας νερού.
Το Hydro-X δεν περιέχει τοξικά συστατικά. Εκτός από το υδροξείδιο του νατρίου NaOH και το φωσφορικό τρινάτριο Na3PO4, όλες οι άλλες ουσίες εξάγονται από μη τοξικά φυτά.
- όταν χρησιμοποιείται σε λέβητες ατμού και εξατμιστές, παρέχεται καθαρός ατμός και αποτρέπεται η πιθανότητα δημιουργίας αφρού.
Σύνθεση Hydro-X.
Το διάλυμα περιέχει οκτώ διαφορετικές ουσίες, οργανικές και ανόργανες. Ο μηχανισμός δράσης του Hydro-X είναι σύνθετης φυσικοχημικής φύσης.
Η κατεύθυνση επιρροής κάθε συστατικού είναι περίπου η εξής.
Το υδροξείδιο του νατρίου NaOH σε ποσότητα 225 g / l μειώνει τη σκληρότητα του νερού και ρυθμίζει την τιμή του pH, προστατεύει το στρώμα μαγνητίτη. φωσφορικό τρινάτριο Na3PO4 σε ποσότητα 2,25 g / l - εμποδίζει το σχηματισμό αλάτων και προστατεύει την επιφάνεια του σιδήρου. Και οι έξι οργανικές ενώσεις συνολικά δεν ξεπερνούν τα 50 g/l και περιλαμβάνουν λιγνίνη, τανίνη, άμυλο, γλυκόλη, αλγινικό και μανουρονικό νάτριο. Η συνολική ποσότητα βασικών ουσιών NaOH και Na3PO4 στην επεξεργασία του νερού Hydro-X είναι πολύ μικρή, περίπου δέκα φορές μικρότερη από αυτή που χρησιμοποιείται στην παραδοσιακή επεξεργασία, σύμφωνα με την αρχή της στοιχειομετρίας.
Η επίδραση των συστατικών του Hydro-X είναι περισσότερο φυσική παρά χημική.
Τα βιολογικά πρόσθετα εξυπηρετούν τους ακόλουθους σκοπούς.
Το αλγινικό νάτριο και το μανουρονικό νάτριο χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με ορισμένους καταλύτες για να βοηθήσουν στην καθίζηση αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου. Οι τανίνες απορροφούν οξυγόνο και δημιουργούν ένα στρώμα σιδήρου που προστατεύει από τη διάβρωση. Η λιγνίνη δρα σαν τανίνη και επίσης βοηθά στην απομάκρυνση των υπαρχόντων αλάτων. Το άμυλο σχηματίζει μια λάσπη και η γλυκόλη αποτρέπει τον αφρισμό και την παρασυρμάτωση των σταγονιδίων υγρασίας. Οι ανόργανες ενώσεις διατηρούν ένα ασθενώς αλκαλικό περιβάλλον απαραίτητο για την αποτελεσματική δράση των οργανικών ουσιών, χρησιμεύουν ως δείκτης της συγκέντρωσης του Hydro-X.
Η αρχή λειτουργίας του Hydro-X.
Τα οργανικά συστατικά παίζουν καθοριστικό ρόλο στη δράση του Hydro-X. Αν και υπάρχουν σε ελάχιστες ποσότητες, λόγω της βαθιάς διασποράς τους, η ενεργός επιφάνεια αντίδρασης τους είναι αρκετά μεγάλη. Το μοριακό βάρος των οργανικών συστατικών του Hydro-X είναι σημαντικό, γεγονός που παρέχει τη φυσική επίδραση της προσέλκυσης μορίων ρύπων του νερού. Αυτό το στάδιο της επεξεργασίας του νερού πραγματοποιείται χωρίς χημικές αντιδράσεις. Η απορρόφηση των μορίων ρύπων είναι ουδέτερη. Αυτό σας επιτρέπει να συλλέξετε όλα αυτά τα μόρια, τόσο δημιουργώντας ακαμψία, όσο και άλατα σιδήρου, χλωριούχα, άλατα πυριτικού οξέος κ.λπ. Όλοι οι ρύποι του νερού εναποτίθενται στη λάσπη, η οποία είναι κινητή, άμορφη και δεν κολλάει μεταξύ τους. Έτσι αποτρέπεται η πιθανότητα σχηματισμού αλάτων στις θερμαντικές επιφάνειες, γεγονός που αποτελεί σημαντικό πλεονέκτημα της μεθόδου Hydro-X.
Τα ουδέτερα μόρια Hydro-X απορροφούν τόσο θετικά όσο και αρνητικά ιόντα (ανιόντα και κατιόντα), τα οποία με τη σειρά τους εξουδετερώνονται αμοιβαία. Η εξουδετέρωση των ιόντων επηρεάζει άμεσα τη μείωση της γαλβανικής διάβρωσης, αφού αυτός ο τύπος διάβρωσης συνδέεται με διαφορετικά ηλεκτρικά δυναμικά.
Το Hydro-X είναι αποτελεσματικό ενάντια στα διαβρωτικά αέρια - οξυγόνο και ελεύθερο διοξείδιο του άνθρακα. Μια συγκέντρωση Hydro-X 10 ppm είναι επαρκής για την αποφυγή αυτού του τύπου διάβρωσης ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.
Η καυστική σόδα μπορεί να προκαλέσει καυστική ευθραυστότητα. Η χρήση του Hydro-X μειώνει την ποσότητα των ελεύθερων υδροξειδίων, μειώνοντας σημαντικά τον κίνδυνο καυστικής ευθραυστότητας του χάλυβα.
Χωρίς να σταματήσει το σύστημα για έκπλυση, η διαδικασία Hydro-X σάς επιτρέπει να αφαιρέσετε παλιά υπάρχοντα άλατα. Αυτό οφείλεται στην παρουσία μορίων λιγνίνης. Αυτά τα μόρια διεισδύουν στους πόρους της ζυγαριάς του λέβητα και την καταστρέφουν. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι εάν ο λέβητας είναι πολύ μολυσμένος, είναι οικονομικά πιο σκόπιμο να πραγματοποιηθεί χημική έκπλυση και στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί το Hydro-X για την αποφυγή αλάτων, που θα μειώσει την κατανάλωσή του.
Η προκύπτουσα λάσπη συλλέγεται σε συλλέκτες ιλύος και απομακρύνεται από αυτούς με περιοδική εμφύσηση. Ως συλλέκτες λάσπης μπορούν να χρησιμοποιηθούν φίλτρα (λασποσυλλέκτες), μέσω των οποίων διέρχεται μέρος του νερού που επιστρέφει στον λέβητα.
Είναι σημαντικό η λάσπη που σχηματίζεται υπό τη δράση του Hydro-X να απομακρύνεται όποτε είναι δυνατόν με καθημερινές σβήσιμους του λέβητα. Η ποσότητα του blowdown εξαρτάται από τη σκληρότητα του νερού και τον τύπο του φυτού. Στην αρχική περίοδο, όταν οι επιφάνειες καθαρίζονται από την ήδη υπάρχουσα λάσπη και υπάρχει σημαντική περιεκτικότητα σε ρύπους στο νερό, η διόγκωση θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη. Ο καθαρισμός πραγματοποιείται ανοίγοντας πλήρως τη βαλβίδα εξαέρωσης για 15-20 δευτερόλεπτα καθημερινά και με μεγάλο μέικ απ ακατέργαστο νερό 3-4 φορές την ημέρα.
Το Hydro-X μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συστήματα θέρμανσης, σε συστήματα τηλεθέρμανσης, σε λέβητες ατμού χαμηλής πίεσης (έως 3,9 MPa). Ταυτόχρονα με το Hydro-X, δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται άλλα αντιδραστήρια, εκτός από το θειώδες νάτριο και τη σόδα. Είναι αυτονόητο ότι τα αντιδραστήρια νερού μακιγιάζ δεν εμπίπτουν σε αυτή την κατηγορία.
Τους πρώτους μήνες λειτουργίας, η κατανάλωση του αντιδραστηρίου θα πρέπει να αυξηθεί ελαφρώς για να εξαλειφθεί η κλίμακα που υπάρχει στο σύστημα. Εάν υπάρχει ανησυχία ότι ο υπερθερμαντήρας του λέβητα έχει μολυνθεί με εναποθέσεις αλατιού, θα πρέπει να καθαριστεί χρησιμοποιώντας άλλες μεθόδους.
Με την παρουσία εξωτερικού συστήματος επεξεργασίας νερού, είναι απαραίτητο να επιλέξετε τον βέλτιστο τρόπο λειτουργίας του Hydro-Iks, ο οποίος θα εξασφαλίσει συνολική εξοικονόμηση.
Η υπερβολική δόση Hydro-X δεν επηρεάζει αρνητικά ούτε την αξιοπιστία της λειτουργίας του λέβητα ούτε την ποιότητα του ατμού για λέβητες ατμού και συνεπάγεται μόνο αύξηση της κατανάλωσης του ίδιου του αντιδραστηρίου.
Ατμολέβητες
Το ακατέργαστο νερό χρησιμοποιείται ως νερό μακιγιάζ.
Σταθερή δόση: 0,2 λίτρα Hydro-X για κάθε κυβικό μέτρο επιπλέον νερού και 0,04 λίτρα Hydro-X για κάθε κυβικό μέτρο συμπυκνώματος.
Το νερό μακιγιάζ είναι μαλακωμένο νερό.
Αρχική δόση: 1 λίτρο Hydro-X για κάθε κυβικό μέτρο νερού στο λέβητα.
Σταθερή δόση: 0,04 l Hydro-X για κάθε κυβικό μέτρο επιπλέον νερού και συμπυκνώματος.
Δοσολογία για την αφαλάτωση του λέβητα: Το Hydro-X δοσολογείται σε ποσότητα 50% μεγαλύτερη από τη σταθερή δόση.
Συστήματα παροχής θερμότητας
Το νερό μακιγιάζ είναι ακατέργαστο νερό.
Αρχική δόση: 1 λίτρο Hydro-X για κάθε κυβικό μέτρο νερού.
Σταθερή δόση: 1 λίτρο Hydro-X για κάθε κυβικό μέτρο νερού μακιγιάζ.
Το νερό μακιγιάζ είναι μαλακωμένο νερό.
Αρχική δόση: 0,5 l Hydro-X για κάθε κυβικό μέτρο νερού.
Σταθερή δόση: 0,5 l Hydro-X για κάθε κυβικό μέτρο νερού μακιγιάζ.
Στην πράξη, η πρόσθετη δόση βασίζεται σε αναλύσεις pH και σκληρότητας.
Μέτρηση και έλεγχος
Η κανονική δόση του Hydro-X ανά ημέρα είναι περίπου 200-400 ml ανά τόνο πρόσθετου νερού με μέση σκληρότητα 350 μgeq / dm3 υπολογισμένη ως CaCO3, συν 40 ml ανά τόνο νερό επιστροφής... Αυτά είναι φυσικά κατά προσέγγιση στοιχεία και πιο συγκεκριμένα η δοσολογία μπορεί να ρυθμιστεί παρακολουθώντας την ποιότητα του νερού. Όπως σημειώθηκε, η υπερβολική δόση δεν θα κάνει κακό, αλλά η σωστή δόση θα εξοικονομήσει χρήματα. Για κανονική λειτουργία, παρακολουθείται η σκληρότητα (σε όρους CaCO3), η συνολική συγκέντρωση ιοντικών προσμίξεων, η ειδική ηλεκτρική αγωγιμότητα, η καυστική αλκαλικότητα και η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου (pH) του νερού. Λόγω της απλότητας και του μεγάλου εύρους αξιοπιστίας του, το Hydro-X μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο σε χειροκίνητη δοσομέτρηση όσο και σε αυτόματη λειτουργία. Εάν το επιθυμεί, ο καταναλωτής μπορεί να παραγγείλει ένα σύστημα ελέγχου και τον έλεγχο της διαδικασίας από υπολογιστή.
Το σύστημα σιδήρου - υδρατμών είναι θερμοδυναμικά ασταθές. Η αλληλεπίδραση αυτών των ουσιών μπορεί να προχωρήσει με το σχηματισμό μαγνητίτη Fe 3 O 4 ή wustite FeO:
|
| |
;Η ανάλυση των αντιδράσεων (2.1) - (2.3) υποδεικνύει ένα είδος αποσύνθεσης υδρατμών κατά την αλληλεπίδραση με ένα μέταλλο με το σχηματισμό μοριακού υδρογόνου, το οποίο δεν είναι συνέπεια της πραγματικής θερμικής διάστασης των υδρατμών. Από τις εξισώσεις (2.1) - (2.3) προκύπτει ότι κατά τη διάβρωση των χάλυβων σε υπέρθερμο ατμό απουσία οξυγόνου, μόνο Fe 3 O 4 ή FeO μπορεί να σχηματιστεί στην επιφάνεια.
Με την παρουσία οξυγόνου στον υπέρθερμο ατμό (για παράδειγμα, σε ουδέτερους τρόπους λειτουργίας νερού, με τη δόση οξυγόνου στο συμπύκνωμα), ο σχηματισμός αιματίτη Fe 2 O 3 είναι δυνατός στη ζώνη υπερθέρμανσης λόγω της πρόσθετης οξείδωσης του μαγνητίτη.
Θεωρείται ότι η διάβρωση στον ατμό, ξεκινώντας από θερμοκρασία 570 ° C, είναι χημική. Επί του παρόντος, η μέγιστη θερμοκρασία υπερθέρμανσης για όλους τους λέβητες έχει μειωθεί στους 545 ° C και, ως εκ τούτου, εμφανίζεται ηλεκτροχημική διάβρωση στους υπερθερμαντήρες. Τα τμήματα εξόδου των πρωτευόντων υπερθερμαντήρων είναι κατασκευασμένα από ανθεκτικό στη διάβρωση ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα, τα τμήματα εξόδου των ενδιάμεσων υπερθερμαντήρων, που έχουν την ίδια τελική θερμοκρασία υπερθέρμανσης (545 ° C), είναι κατασκευασμένα από περλιτικούς χάλυβες. Επομένως, η διάβρωση των θερμαντήρων είναι συνήθως σοβαρή.
Ως αποτέλεσμα της δράσης του ατμού στον χάλυβα στην αρχικά καθαρή του επιφάνεια, σταδιακά σχηματίζεται ένα λεγόμενο τοποτακτικό στρώμα, το οποίο κολλάει σφιχτά στο ίδιο το μέταλλο και επομένως το προστατεύει από τη διάβρωση. Με την πάροδο του χρόνου, ένα δεύτερο λεγόμενο επιτακτικό στρώμα αναπτύσσεται σε αυτό το στρώμα. Για θερμοκρασίες ατμού έως 545 ° C, και τα δύο αυτά στρώματα είναι μαγνητίτης, αλλά η δομή τους δεν είναι η ίδια - το επιτακτικό στρώμα είναι χονδρόκοκκο και δεν προστατεύει από τη διάβρωση.
Ρυθμός αποσύνθεσης ατμού
mgH 2 /(εκ 2 η)
Ρύζι. 2.1. Εξάρτηση του ρυθμού αποσύνθεσης του υπέρθερμου ατμού
από τη θερμοκρασία του τοίχου
Δεν είναι δυνατό να επηρεαστεί η διάβρωση των επιφανειών υπερθέρμανσης με μεθόδους του καθεστώτος νερού. Επομένως, το κύριο καθήκον του υδατοχημικού καθεστώτος των υπερθερμαντήρων είναι η συστηματική παρακολούθηση της κατάστασης του μετάλλου των υπερθερμαντήρων προκειμένου να αποτραπεί η καταστροφή του τοποτακτικού στρώματος. Αυτό μπορεί να συμβεί λόγω της εισόδου μεμονωμένων ακαθαρσιών, ειδικά αλάτων, στους υπερθερμαντήρες και καθίζησης σε αυτούς, κάτι που είναι δυνατό, για παράδειγμα, ως αποτέλεσμα της απότομης αύξησης της στάθμης στο τύμπανο των λεβήτων υψηλής πίεσης. Οι σχετικές εναποθέσεις αλατιού στον υπερθερμαντήρα μπορεί να οδηγήσουν τόσο σε αύξηση της θερμοκρασίας του τοιχώματος όσο και σε καταστροφή του προστατευτικού τοποτακτικού φιλμ οξειδίου, το οποίο μπορεί να κριθεί από μια απότομη αύξηση του ρυθμού αποσύνθεσης ατμών (Εικ. 2.1).
3.3. Διάβρωση της διαδρομής του νερού τροφοδοσίας και των γραμμών συμπυκνώματος
Σημαντικό μέρος της ζημιάς διάβρωσης στον εξοπλισμό των θερμοηλεκτρικών σταθμών πέφτει στη διαδρομή του νερού τροφοδοσίας, όπου το μέταλλο βρίσκεται στις πιο σοβαρές συνθήκες, αιτία της οποίας είναι η διαβρωτικότητα του χημικά επεξεργασμένου νερού, του συμπυκνώματος, του αποστάγματος και του μείγματος τους. επαφή μαζί του. Στα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής ατμοστροβίλων, η κύρια πηγή μόλυνσης του νερού τροφοδοσίας με ενώσεις χαλκού είναι η διάβρωση αμμωνίας των συμπυκνωτών στροβίλου και των θερμαντικών αναγέννησης χαμηλής πίεσης, το σύστημα σωληνώσεων των οποίων είναι κατασκευασμένο από ορείχαλκο.
Η διαδρομή του νερού τροφοδοσίας ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής ατμοστροβίλου μπορεί να χωριστεί σε δύο κύρια τμήματα: πριν από τον θερμικό εξαεριστή και μετά από αυτόν, και τις συνθήκες ροής σε η διάβρωση τους είναι πολύ διαφορετική. Τα στοιχεία του πρώτου τμήματος της διαδρομής του νερού τροφοδοσίας, που βρίσκεται πριν από τον εξαεριστή, περιλαμβάνουν αγωγούς, δεξαμενές, αντλίες συμπυκνωμάτων, αγωγούς συμπυκνωμάτων και άλλο εξοπλισμό. Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα της διάβρωσης αυτού του τμήματος της θρεπτικής οδού είναι η αδυναμία εξάντλησης των επιθετικών παραγόντων, δηλαδή του ανθρακικού οξέος και του οξυγόνου, που περιέχονται στο νερό. Λόγω της συνεχούς εισροής και κίνησης νέων μερίδων νερού κατά μήκος της διαδρομής, υπάρχει συνεχής αναπλήρωση της απώλειάς τους. Η συνεχής απομάκρυνση μέρους των προϊόντων αντίδρασης του σιδήρου με νερό και η εισροή φρέσκων μερίδων επιθετικών παραγόντων δημιουργούν ευνοϊκές συνθήκες για εντατικές διεργασίες διάβρωσης.
Η πηγή της εμφάνισης οξυγόνου στο συμπύκνωμα του στροβίλου είναι η αναρρόφηση αέρα στο τμήμα ουράς των στροβίλων και στις σφραγίδες λαδιού των αντλιών συμπυκνωμάτων. Θέρμανση νερού που περιέχει O 2 και СО 2 σε θερμαντήρες επιφανειών που βρίσκονται στο πρώτο τμήμα του σωλήνα τροφοδοσίας, έως και 60–80 ° C και άνω, οδηγεί σε σοβαρές ζημιές από διάβρωση στους ορειχάλκινους σωλήνες. Τα τελευταία γίνονται εύθραυστα και συχνά ο ορείχαλκος μετά από αρκετούς μήνες εργασίας αποκτά μια σπογγώδη δομή ως αποτέλεσμα της έντονης επιλεκτικής διάβρωσης.
Τα στοιχεία του δεύτερου τμήματος της διαδρομής του νερού τροφοδοσίας - από τον εξαεριστή έως τη γεννήτρια ατμού - περιλαμβάνουν αντλίες τροφοδοσίας και ηλεκτρικό δίκτυο, θερμαντήρες αναγέννησης και εξοικονομητές. Η θερμοκρασία του νερού σε αυτό το τμήμα, ως αποτέλεσμα της διαδοχικής θέρμανσης του νερού σε θερμαντήρες αναγέννησης και εξοικονομητές νερού, πλησιάζει τη θερμοκρασία του νερού του λέβητα. Ο λόγος για τη διάβρωση του εξοπλισμού που σχετίζεται με αυτό το τμήμα του αγωγού είναι κυρίως η επίδραση στο μέταλλο του ελεύθερου διοξειδίου του άνθρακα που είναι διαλυμένο στο νερό τροφοδοσίας, η πηγή του οποίου είναι το πρόσθετο χημικά επεξεργασμένο νερό. Με αυξημένη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου (pH< 7,0), обусловленной наличием растворенной углекислоты и значительным подогревом воды, процесс коррозии на этом участке питательного тракта развивается преимущественно с выделением водорода. Коррозия имеет сравнительно равномерный характер.
Παρουσία εξοπλισμού από ορείχαλκο (θερμαντήρες χαμηλής πίεσης, συμπυκνωτές), ο εμπλουτισμός νερού με ενώσεις χαλκού μέσω της διαδρομής του συμπυκνώματος ατμού λαμβάνει χώρα παρουσία οξυγόνου και ελεύθερης αμμωνίας. Μια αύξηση στη διαλυτότητα του ένυδρου οξειδίου του χαλκού συμβαίνει λόγω του σχηματισμού συμπλοκών χαλκού-αμμωνίας, για παράδειγμα, Cu (NH 3) 4 (OH) 2. Αυτά τα προϊόντα είναι διάβρωση θερμαντικών σωλήνων ορείχαλκου χαμηλή πίεσηαρχίζουν να αποσυντίθενται στα τμήματα των αναγεννητικών θερμαντήρων υψηλής πίεσης (θερμαντήρες υψηλής πίεσης) με το σχηματισμό λιγότερο διαλυτών οξειδίων του χαλκού, τα οποία εναποτίθενται εν μέρει στην επιφάνεια των σωλήνων υψηλής πίεσης. ε. Αποθέσεις χαλκού σε σωλήνες π. γ. συμβάλλουν στη διάβρωσή τους κατά τη λειτουργία και τη μακροχρόνια αποθήκευση του εξοπλισμού χωρίς συντήρηση.
Με ανεπαρκή βαθιά θερμική απαέρωση του νερού τροφοδοσίας, παρατηρείται διάβρωση με κοιλότητες κυρίως σε χώρους εισόδουεξοικονομητές, όπου απελευθερώνεται οξυγόνο λόγω της αισθητής αύξησης της θερμοκρασίας του νερού τροφοδοσίας, καθώς και σε στάσιμες περιοχές της τροφοδοσίας.
Ο εξοπλισμός που καταναλώνει θερμότητα των καταναλωτών ατμού και οι σωληνώσεις μέσω των οποίων το βιομηχανικό συμπύκνωμα επιστρέφεται στη ΣΗΘ υπόκεινται σε διάβρωση υπό την επίδραση του οξυγόνου και του ανθρακικού οξέος που περιέχεται σε αυτό. Η εμφάνιση του οξυγόνου εξηγείται από την επαφή του συμπυκνώματος με τον αέρα σε ανοιχτές δεξαμενές (όταν ανοικτό κύκλωμασυλλογή συμπυκνωμάτων) και διαρροές μέσω διαρροών στον εξοπλισμό.
Τα κύρια μέτρα για την πρόληψη της διάβρωσης του εξοπλισμού που βρίσκεται στο πρώτο τμήμα της διαδρομής του νερού τροφοδοσίας (από τη μονάδα επεξεργασίας νερού έως τον θερμικό εξαεριστή) είναι:
1) χρήση προστατευτικών αντιδιαβρωτικών επικαλύψεων για τις επιφάνειες του εξοπλισμού επεξεργασίας νερού και των εγκαταστάσεων δεξαμενών, οι οποίες πλένονται με διαλύματα όξινων αντιδραστηρίων ή διαβρωτικών νερών χρησιμοποιώντας καουτσούκ, εποξειδικές ρητίνες, βερνίκια με βάση το υπερχλωροβινύλιο, υγρό νιτρώδες άλας και σιλικόνη.
2) χρήση ανθεκτικών στα οξέα σωλήνων και εξαρτημάτων από πολυμερή υλικά (πολυαιθυλένιο, πολυισοβουτυλένιο, πολυπροπυλένιο κ.λπ.) ή χαλύβδινων σωλήνων και εξαρτημάτων επενδεδυμένων εσωτερικά με προστατευτικές επικαλύψεις που εφαρμόζονται με ψεκασμό με φλόγα.
3) εφαρμογή σωλήνα εναλλάκτες θερμότηταςκατασκευασμένο από ανθεκτικά στη διάβρωση μέταλλα (κόκκινος χαλκός, ανοξείδωτος χάλυβας).
4) απομάκρυνση του ελεύθερου διοξειδίου του άνθρακα από επιπλέον χημικά επεξεργασμένο νερό.
5) συνεχής απόσυρση μη συμπυκνώσιμων αερίων (οξυγόνο και ανθρακικό οξύ) από τους θαλάμους ατμού των αναγεννητικών θερμαντήρων χαμηλής πίεσης, ψύκτες και θερμαντήρες νερού δικτύου και ταχεία απομάκρυνση του συμπυκνώματος που σχηματίζεται σε αυτούς.
6) σχολαστική σφράγιση των αδένων των αντλιών συμπυκνωμάτων, των εξαρτημάτων και των συνδέσεων φλάντζας των αγωγών τροφοδοσίας υπό κενό.
7) εξασφάλιση επαρκούς στεγανότητας των συμπυκνωτών του στροβίλου από την πλευρά του νερού ψύξης και του αέρα και παρακολούθηση της αναρρόφησης αέρα με τη βοήθεια καταγραφής μετρητών οξυγόνου.
8) Εξοπλισμός συμπυκνωτών με ειδικές συσκευές απαέρωσης για την απομάκρυνση του οξυγόνου από το συμπύκνωμα.
Για την επιτυχή καταπολέμηση της διάβρωσης του εξοπλισμού και των αγωγών που βρίσκονται στο δεύτερο τμήμα της διαδρομής του νερού τροφοδοσίας (από θερμικούς απαερωτήρες έως γεννήτριες ατμού), εφαρμόζονται τα ακόλουθα μέτρα:
1) Εξοπλισμός ΤΡΕ με θερμικούς απαερωτήρες, οι οποίοι, υπό οποιεσδήποτε συνθήκες λειτουργίας, παράγουν απαερωμένο νερό με υπολειμματική περιεκτικότητα σε οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα που δεν υπερβαίνει τα επιτρεπόμενα όρια.
2) μέγιστη απόδοση μη συμπυκνώσιμων αερίων από τους θαλάμους ατμού των θερμαντήρων αναγέννησης υψηλής πίεσης.
3) η χρήση ανθεκτικών στη διάβρωση μετάλλων για την κατασκευή στοιχείων αντλίας τροφοδοσίας σε επαφή με νερό.
4) αντιδιαβρωτική προστασία δεξαμενών τροφοδοσίας και αποστράγγισης με την εφαρμογή μη μεταλλικών επιστρώσεων που είναι ανθεκτικές σε θερμοκρασίες έως 80-100 ° C, για παράδειγμα asbovinyl (μείγμα βερνικιού αιθινόλης με αμίαντο) ή χρώματα και βερνίκιαμε βάση εποξειδικές ρητίνες.
5) επιλογή ανθεκτικών στη διάβρωση δομικών μετάλλων κατάλληλων για την κατασκευή σωλήνων για θερμαντήρες αναγέννησης υψηλής πίεσης.
6) συνεχής επεξεργασία του νερού τροφοδοσίας με αλκαλικά αντιδραστήρια προκειμένου να διατηρηθεί μια δεδομένη βέλτιστη τιμή pH του νερού τροφοδοσίας, στην οποία καταστέλλεται η διάβρωση του διοξειδίου του άνθρακα και εξασφαλίζεται επαρκής αντοχή του προστατευτικού φιλμ.
7) συνεχής επεξεργασία του νερού τροφοδοσίας με υδραζίνη για τη δέσμευση του υπολειπόμενου οξυγόνου μετά από θερμικούς απαερωτήρες και τη δημιουργία ανασταλτικής επίδρασης της αναστολής της μετάβασης των ενώσεων σιδήρου από την επιφάνεια του εξοπλισμού στο νερό τροφοδοσίας.
8) σφράγιση των δεξαμενών νερού τροφοδοσίας οργανώνοντας ένα λεγόμενο κλειστό σύστημα για να αποτρέψει την είσοδο οξυγόνου στο νερό τροφοδοσίας στους εξοικονομητές των γεννητριών ατμού.
9) εφαρμογή αξιόπιστης διατήρησης του εξοπλισμού της διαδρομής τροφοδοσίας νερού κατά τη διάρκεια της διακοπής λειτουργίας του σε εφεδρεία.
Μια αποτελεσματική μέθοδος για τη μείωση της συγκέντρωσης των προϊόντων διάβρωσης στο συμπύκνωμα που επιστρέφεται στα CHPPs από τους καταναλωτές ατμού είναι η εισαγωγή αμινών που σχηματίζουν φιλμ - οκταδεκυλαμίνη ή υποκατάστατών της στον επιλεγμένο ατμό που παρέχεται στους καταναλωτές. Σε συγκέντρωση αυτών των ουσιών στον ατμό ίση με 2–3 mg / dm 3 , είναι δυνατόν να μειωθεί η περιεκτικότητα σε οξείδια του σιδήρου στο βιομηχανικό συμπύκνωμα κατά 10-15 φορές. Η δοσολογία ενός υδατικού γαλακτώματος πολυαμινών με χρήση δοσομετρικής αντλίας δεν εξαρτάται από τη συγκέντρωση ανθρακικού οξέος στο συμπύκνωμα, καθώς η δράση τους δεν σχετίζεται με εξουδετερωτικές ιδιότητες, αλλά βασίζεται στην ικανότητα αυτών των αμινών να σχηματίζουν αδιάλυτες και μη αναμίξιμες με το νερό μεμβράνες στην επιφάνεια από χάλυβα, ορείχαλκο και άλλα μέταλλα.
