Завдання №4
4. Навіщо робиться деаерація конденсату після КТ? Чому кисень та СО2 називають агресивними щодо заліза газами? Які наслідки неякісної деаерації?
Відповідь:
У конденсаті живильної та доповнювальній воді містяться агресивні гази (кисень, вуглекислий газ та ін.), які викликають корозію обладнання і трубопроводів електростанції. Вони надходять у пароводяний тракт переважно у конденсаторі турбіни та у вакуумній частині системи регенерації. Найактивнішим щодо корозії металів є кисень, тим більше що його вміст у повітрі та розчиненим у воді значний. Вуглекислота викликає корозію самостійно, а також діє як каталізатор агресивного впливу кисню, сприяє забрудненню пароводяного тракту сполуками заліза і міді, які потім відкладаються на трубах парових котлів. Вуглекислота міститься у пароводяному тракті у вільному стані та у вигляді бікарбонатних і карбонатних сполук, що розкладаються під впливом високої температури (бікарбонат натрію) або гідролізуються з утворенням вільної вуглекислоти (карбонати).
Для видалення розчинених у воді газів на паротурбінних електростанціях застосовують термічну деаерацію води.
Повністю видалити розчинені у воді гази практично неможливо. Видалення газів з води відбувається до того моменту, поки рівноважний парціальний тиск, що відповідає його концентрації у рідкій фазі, переважає парціальний тиск цього газу рг у газовій фазі над розчином. Отже, для аерації води і видалення (десорбції) агресивних газів необхідно знижувати їх парціальний тиск над рідиною. Це можливо здійснити або пониженням загального тиску газової суміші над водою, або перерозподілом парціальних тисків газів при постійному тиску газової суміші. Другий спосіб універсальний і не вибірковий щодо окремих газів, які присутні у воді. Він ґрунтується на тому, що абсолютний тиск над рідкою фазою являє собою суму парціальних тисків газів та водяної пари: р = Σ рг + рН2О. Отже, необхідно збільшувати парціальний тиск водяної пари над поверхнею води, домагатися, щоб рН2О ≈ р, і внаслідок цього отримати Σ рг ≈ 0. Коли температура води підвищена до температури насичення, парціальний тиск водяної пари над рівнем води практично рівний повному тиску над водою, парціальний тиск інших газів зменшується до нуля і вода звільнюється від розчинених у ній газів. Недогрів води до температури насичення при даному тиску збільшує залишковий вміст у ній газів, зокрема кисню. Термічна деаерація води забезпечується у спеціальному теплообміннику зі змішуванням теплоносіїв – деаераторі, де аерація поєднується з підігрівом живильної води.
Порівняно з видаленням О2 десорбція СО2 є більш складною задачею, оскільки у процесі підігріву води кількість вуглекислого газу в ній збільшується внаслідок розкладу бікарбонатів і гідролізу утворених карбонатів.
Деаерація води забезпечується обов’язковим нагрівом води до кипіння і виділенням при цьому пари з випаром у кількості не менше 1.5 – 3 кг на тонну деаерованої води.
Додаткова вода, що поповнює втрати конденсату після хімічного очищення, поступає в деаератор, в який подається також конденсат від турбіни, від виробничих споживачів (після його очищення) із регенеративних підігрівачів. Після видалення в деаераторі розчинених в живильній воді газів О2 і СО2 вода подається живильними насосами через регенеративні підігрівачі високого тиску в котел.
Видалення газів, розчинених у воді (О2, СО2) здійснюють термічною деаерацією води. Застосовуються атмосферні деаератори на тиск 0,12 МПа, деаератори підвищеного тиску — 0,4 МПа і вакуумні деаератори.
Внаслідок неякісної деаерації погіршуються умови роботи металу, швидке його зношування та невідповідність роботи тих показників, які наведені у паспорті, що за собою призводить до значних капітальних вливань, а також перебоями в роботі котлоагрегату та затратами часу на ремонт, зменшення загального ККД електростанції.