5.4. Водный режим конденсаторов турбин

Отложения на трубах конденсаторов возможны только по стороне охлаждающей воды. В этом отношении условия полного режима конденсаторов турбин существенно отличаются от условий, характерных для подогревателей сетевой воды.

1. Расход охлаждающей воды конденсаторов существенно больше, чем расход воды в тепловой сети.

2. Температуры охлаждающей воды конденсаторов существенно ниже, чем для подогревателей сетевой воды. Поэтому кальциевые отложения менее вероятны и можно отказаться от умягчения подпитки, особенно учитывая указанные в пункте 1 различия в расходах воды. Однако невозможен и полный отказ от какой-либо обработки. В противном случае могут происходить отложения внутри трубок, снижение интенсивности теплообмена, ухудшение вакуума и падение экономичности блока.

3. Переход от латунных трубок к нержавеющим аустенитным для конденсаторов блоков СКП не требуется, так как продукты коррозии конденсаторных трубок задерживаются на БОУ блока. Это – важное обстоятельство, так как различия в размерах поверхностей нагрева сетевых подогревателей и конденсаторов весьма значительны и превышают различия в расходах воды.

Обработка охлаждающей воды конденсаторов различается для прямоточной и оборотной систем технического водоснабжения. Для прямоточных систем она не должна нарушать условия жизнедеятельности рыб и других организмов в водоеме, куда сбрасывается теплая вода. Для улучшения теплообмена в конденсаторе необходимо обеспечить условия, при которых не происходит биологическое обрастание трубок с внутренней стороны, которому способствует повышение температуры воды по сравнению с температурой воды в водоеме.

Для борьбы с биологическим обрастанием конденсаторных трубок применяют хлорирование воды с концентрацией газообразного хлора после конденсатора в пределах 0,3–0,5 мг/дм³. Подбор дозы производят таким образом, чтобы в сбрасываемой воде в конце водовода хлор полностью отсутствовал. В противном случае отрицательное воздействие хлора проявится на биологических особях не только в охлаждающей системе, но и в естественном водоеме. Ввод хлора производят на всос циркуляционного насоса. Хлорирование производят периодически, так как бактерии способны приспосабливаться к хлорированной среде. Периодичность и длительность подачи хлора зависят от характеристик обитателей водоема и устанавливаются опытным путем.

Для оборотных систем охлаждения задачей обработки охлаждающей воды является предотвращение кальциевых отложений, в основном карбоната кальция. В охладителе в связи с испарением части воды из нее удаляется некоторое количество свободной углекислоты. При этом вода обогащается ионами и создается опасность выпадания карбоната кальция СаСО₃. Для борьбы с этим явлением по ПТЭ может применяться один из следующих методов: 1) поддержание в воде концентрации медного купороса, равной 0,2–0,3 мг/дм³, причем при «цветении» воды концентрацию CuSO₄ увеличивают до 0,3–0,6 мг/дм³; 2) фосфатирование воды с обеспечением в ней содержания фосфатов в пересчете на в количестве 2–2,7 мг/дм³; 3) снижение жесткости охлаждающей воды до 2,0–2,5 ммоль/дм³ за счет дозирования в воду серной кислоты.

В последние годы для предотвращения кальциевого накипеобразования в трубках конденсаторов применяется дозирование оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФ), которая в зависимости от качества охлаждающей воды дозируется в количестве 0,25–4 мг/дм³ г. Успешное применение этого комплексона побудило внести обработку охлаждающей воды с использованием ОЭДФ в нормы водного режима по ПТЭ наряду с применявшимися ранее по прежним нормам ПТЭ, упомянутым выше. Более того, комплексонная обработка охлаждающей воды конденсаторов становится предпочтительней. Это объясняется существенно большей прочностью комплекса кальция с ОЭДФ по сравнению с фосфатами кальция.

Структурная форма ОЭДФ может быть представлена в виде:

Очень важна также высокая растворимость не только солей ОЭДФ, но и самой кислоты (рис. 4.10). Это позволяет получать высококонцентрированные растворы, что облегчает дозирование комплексона.

Для предотвращения выпадения кальция из охлаждающей воды в отложения для подавляющего числа речных охлаждающих вод достаточны концентрации ОЭДФ, равные 0,5–1,0 мг/дм³ (рис. 5.11), что значительно меньше допустимых значений для сброса в водоемы (до 2,5 мг/дм³). Для рекомендуемых значений концентраций ОЭДФ в охлаждающей воде скорость коррозии медьсодержащих сплавов в ней практически такая же, как в отсутствие дозировки. Это следует из табл. 5.3 для концентраций 1 мг/дм³.

Полагают, что при использовании ОЭДФ в условиях чистой или очищенной поверхности медьсодержащих сплавов на них образуется пленка мелких кристаллов комплексоната кальция, а в растворе – крупных размеров до 1 мм кристаллов СаСО₃, не сорбируемых этой пленкой и выносимых потоком воды.

г/м ³

Рис. 5.10. Зависимости ОЭДФ в воде от температуры

ммоль/дм ³

Рис. 5.11. Влияние концентраций ОЭДФ в охлаждающей воде на стабилизацию карбонатной жесткости:

1 – без обработки; 2, 3, 4 – при добавке ОЭДФ в концентрациях 0,2; 0,5; 1,0 мг/дм³ соответственно

Таблица 5.3

Скорость коррозии медьсодержащих сплавов в зависимости от дозирования ОЭДФ при температуре 40 °С, г/(м²·ч)

Сплавы	Скорость коррозии
	без дозирования ОЭДФ	при дозе ОЭДФ 1 мг/дм3	при дозе ОЭДФ 10 г/дм3
Латунь Л68	0,028	0,0025	0,22
Латунь Л0-70-1	0,0030	0,0025	0,18
МНЖ-5-1	0,0023	0,0021	0,45