Вопрос 27

При каких условиях и за счет каких процессов появляются низкотемпературные отложения в системах охлаждения циркуляционной воды? Как их предотвратить?

На внутренних поверхностях конденсаторов паровых турбин, воздухоохладителей генераторов и по всему трактату охлаждающей воды могут образовываться отложения (преимущественно состоящие из карбоната кальция) и биологические обрастания.

Рассмотрим условия образования отложений карбоната кальция на поверхностях охлаждаемых водой, обладающей карбонатной жёсткостью. В стабильной воде бикарбонатные ионы находятся в динамическом равновесии с карбонатными ионами и , а с другой стороны - с недиссоциированными молекулами растворённой в воде . Со своей стороны, растворенная в воде углекислота находится в равновесии с газообразной углекислотой, присутствующей в пространстве над водой. Это так называемое углекислотное равновесие нарушается при нагревании воды, вследствие чего часть растворённой в ней углекислоты удаляется. При этом происходит термический распад бикарбонат ионов с образованием , и летучей

Процесс распада бикарбонатов протекает тем быстрее, чем выше температура и чем энергичнее перемешивание. В прямоточных системах распал бикарбонатов обусловлен нагреванием воды, а в оборотных системах, кроме того, потерей растворённой в воде углекислоты при разбрызгивании воды на градирнях или брызгальных бассейнах. Увеличение концентрации карбонатных ионов при наличии в воде катионов кальция приводит к образованию труднорастворимого осадка , обладающего способностью кристаллизоваться и давагь плотные отложения на охлаждаемых поверхностях .

Так как величина произведения растворимости для карбоната кальция

весьма мала то при значительной концентрации концентрация должна быть низкой. Вместе с карбонатом кальция на охлаждаемых поверхностях конденсаторов могут откладываться взвешенные вещества, которые как бы цементируются карбонатом кальция.

В качестве предупредительных мероприятий против отложения накипи в системах замкнутою (циркуляционного) водоснабжения конденсаторов паровых турбин применяют:

1) продувку циркуляционной системы;

2) рекарбонизацию циркуляционной воды дымовыми газами котлов;

3) обработку циркуляционной воды кислотами;

4) обработку циркуляционной воды фосфатами.

Увеличение продувки циркуляционного водоснабжения способствует снижению карбонатной жёсткости воды и уменьшению низкотемпературного накипеобразования. Однако пределы увеличения продувки ограничиваются экономическими соображениями.

Под рекарбонизацией циркуляционной воды дымовыми газами понимают насыщение её кислотой, содержащейся в дымовых газах котлов. Повышая содержание углекислоты в циркуляционной воде, можно предотвратить распад бикарбонатов даже при значительном повышении карбонатной жёсткости воды.

При обработке циркуляционной воды кислотами происходит разрушение бикарбонатов с образованием свободной углекислоты. Карбонатная жёсткость переходит в некарбонатную в соответствии с дозировкой кислоты. Общая жёсткость при этом остаётся неизменной.

При обработке воды фосфатами предел насыщения воды бикарбонатами повышается даже в условиях недостаточного количества углекислоты. В этом случае достигается стабильное состояние пересыщения воды бикарбонатами.