книги из ГПНТБ / Субботина, Н. П. Водный режим и химический контроль на тепловых электростанциях

диссоциируют и повышают общую кбпцептрацию ионов в- растворе. При определении рН и 'проводимости вод высокой чистоты во избежание контакта пробы с воз­ духом необходимо проточные датчики приборов присое­ динять .непосредственно к точке отбора; необходимо также предупреждать присосы воздуха в пробоотборное устройство.

При отборе проб для определения нелетучих приме­ сей продолжительный контакт пробы с атмосферным воздухом также не желателен. Находящаяся в воздухе пыль при попадании в пробу может загрязнять ее самы­ ми разнообразными веществами, в том числе соедине­ ниями кальция, магния, натрия, кремнекислотой, окис­ лами железа и др. Помимо примесей, поступающих из атмосферного воздуха, отобранная проба может загряз­ няться веществами посуды, которой пользуются при от­ боре и хранении проб. Так, например, из стекла водой высокой чистоты легко выщелачиваются натрий, каль­ ций и кремнекислота. Для проб, в которых должны определяться эти компоненты, стеклянная посуда не годится, нужно пользоваться .посудой из полиэтилена. Для отбора проб удобны полиэтиленовые фляги с навин­ чивающимися крышками или колпаками.

Искажение концентрации примесей в пробе может также происходить вследствие сорбции анализируемых примесей стенками посуды. Известно, что продукты кор­ розии лучше сорбируются полиэтиленом, чем стеклом. По этой причине при определении продуктов коррозии предпочтение должно быть отдано стеклянной посуде. Примесь, адсорбированная стенками, при обычном мытье посуды удаляется не полностью. Если сосуд, в котором раньше хранили пробы с высокой концентрацией приме­ сей, использовать для отбора и хранения проб с очень малой их концентрацией, то в результате десорбции со стенок их концентрация в пробе повысится. При обрат­ ной последовательности использования сосудов будет протекать процесс адсорбции примесей стенками, и кон­ центрация в пробе понизится. Если иметь в виду воз­ можность протекания процессов сорбции и десорбции примесей стенками посуды, в целях получения предста­ вительных проб очень важно иметь для каждой точки отбора свои пробоотборные сосуды. Чтобы не происхо­ дило путаницы, сосуды должны иметь соответстующую маркировку.

230

изменение концентраций отдельных примесей может происходить во время движения пробы по пробопроводной трассе. Так, например, протекание процессов корро­ зии в этой трассе может вызвать уменьшение концент­ рации растворенного кислорода и увеличение концентра­ ции продуктов коррозии. Чтобы уменьшить нарушение представительности проб по этой причине, рекоменду­ ется делать пробопроводные линии из коррозионно-стой­ ких материалов и сокращать их протяженность. Корро­ зионно-стойкий материал необходим еще и потому, что в случае коррозионных повреждений участка трубки, который проходит через холодильник, охлаждающая вода с большим давлением сможет лопасть в анализи­ руемую среду и исказить ее состав. Так как более уяз­ вимыми в отношении коррозии являются места сварки,

жать искажения проб в отношении продуктов коррозии при существующей практике делать длинные пробоотборные линии (от места отбора до экспресс-лаборато­ рии), даже при изготовлении их из нержавеющей стали, практически невозможно. Замечено, что когда расход пробы через пробоотборную точку изменяется во време­ ни, то обычно при увеличении расхода концентрации продуктов коррозии железа увеличиваются, а при умень­ шении расхода снижаются. Такой характер изменения связан с процессом оседания взвешенных частиц в проболроводной линии при малых скоростях движения и смывом этих частиц, когда скорость потока увеличива­ ется.- Исходя из этих .наблюдений целесообразно иметь расход через пробоотборную линию постоянным во вре­ мени. Чтобы препятствовать осаждению взвешенных частиц из потока воды, скорость последнего необходимо иметь значительной. Однако при необходимости поддер­ живать расход пробы постоянным во времени и иметь не слишком большие потери рабочей среды через точки отбора требование иметь значительную скорость означа­ ет применять трубки малого'диаметра. По мере умень­ шения диаметра пробопроводных линий увеличивается опасность их засорения грубодисперсными частицами

281

отложений, вымываемых из оборудования при водных -и химических промывках. На практике 'принимаются раз­ личные компромиссные решения.

Нарушения представительности проб перегретого пара по продуктам коррозии обусловливаются также ус­ ловиями самого отбора. Действительно, в связи с тем, что отбираемая проба пара должна быть превращена в конденсат, надо осуществить охлаждение и снизить давление до атмосферного. При снижении температуры и давления перегретого пара растворимость в нем при­ месей снижается. Поскольку перегретый нар по продук­ там коррозии является обычно насыщенным раствором, достаточно небольшого охлаждения, чтобы пар стал пересыщенным раствором и из него начала выделяться твердая фаза, частично осаждающаяся на стенках. Воз­ можность выделения в твердую фазу не исключена и для других примесей. Чтобы уменьшить нарушение предста­ вительности проб перегретого пара по указанной причи­

В условиях, когда уверенность в получении предста­ вительных проб отсутствует, результаты химического контроля должны рассматриваться как ориентировоч­ ные.

Для получения более объективных данных о пове­

осмотры внутренних поверхностей оборудования, дела­ ются вырезки образцов труб, определяется количество образовавшихся железоокисных и медных отложений. Собранные этим прямым путем данные сопоставляются с данными эксплуатационного химического контроля за предшествующий период.

В отношении примесей, которые не участвуют в кор­ розионных процессах и находятся в воде в истинно-рас­ творенном состоянии, материал пробоотборных устройств и расходы воды через них не оказывают влияния на представительность пробы. Однако пропускать воду с малой скоростью и иметь пробопроводные трассы большого диаметра и большой протяженности при конт­ роле истинно-растворенных примесей также нежелатель­ но. С увеличением емкости пробопроводных трасс и уменьшением расхода пробы увеличивается время про-

282

хождения 'пробы к приборам-анализаторам и в экспресслабораторию, соответственно анализ пробы выполняется с опозданием. Большое запаздывание ведет к снижению оперативности эксплуатационного контроля.

Глава двенадцатая

Х И М И Ч Е С К И Й КОНТРОЛЬ ЗА ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДОЙ И ЕЕ СОСТАВЛЯЮЩИМИ

12-1. ОРГАНИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЗА ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДОЙ

растворенный кислород, продукты коррозии железами меди, гидразин, нефтепродукты, затем жесткость и величина рН. Кроме того, для барабанных паро­

лота. Поскольку на установках средних параметров до­ пускается применение либо гидразина, либо сульфита натрия, в случае сульфитирования воды в число норми­ руемых показателей включается сульфит натрия и ис­ ключается гидразин.

Несмотря на большое число нормируемых показате­ лей, которые довольно полно характеризуютсостав основных примесей питательной воды, иногда встречает­ ся необходимость вводить в объем контроля дополни­ тельные— контролируемые показатели. На разных уста­ новках перечень .контролируемых показателей неодина­ ков.

На блоках сверхкритических параметров в число контролируемых показателей обычно включают электро­ проводность и содержание водорода. Непрерывный конт­ роль проводимости питательной воды кондуктометрами регистрирующего типа позволяет своевременно обнару­ живать повышение концентраций ионизированных при­ месей питательной воды. Эта же задача решается с при-

283

менешем .регистрирующих pNa-метров, однако из-за отсутствия длительного опыта работы приборов этого типа считается целесообразным их 'резервировать надеж­ но .работающими кондуктометрами. Определение кон­ центраций водорода в питательной воде преследует цели •изучения коррозионной активности среды в тракте паро­ генератора. Ори этом в перегретом паре также преду­ сматривается непрерывное определение водорода. Для барабанных парогенераторов высокого давления вклю­ чение в число контролируемых показателей питательной воды электропроводности и водорода преследует анало­ гичные цел-и. Для парогенераторов, среднего давления, которые питаются с добавками умягченной воды и рабо­ тают на фосфатно-солевом режиме котловой воды, конт­ ролируемыми показателями обычно являются щелоч­ ность, хлориды, сульфаты и общее солесодержание.

Места расположения точек отбора проб питательной воды по ряду показателей регламентированы действу­ ющими нормами на питательную воду. Непосредственно это относится к растворенному кислороду и гидразину, для которых оговорено (см. табл. 8-2), что нормы отно­ сятся по Ог к воде после деаэратора и питательных на­ сосов, по N2H4 — к воде перед водяным экономайзером. Если бы концентрации кислорода и гидразина не изме­ нялись при прохождении воды по питательному тракту, тогда было бы безразлично, в какой из его точек опре­ делять концентрацию этих примесей. В действительности это не так. Концентрация N2H4 на протяжении питатель­ ного тлракта постепенно уменьшается в связи с участием

в месте ввода реагента в -цикл, очевидно, будут больше, но контролировать их абсолютные значения систематиче­ ски нет необходимости. В деаэраторе, предназначенном для удаления газообразных примесей, концентрация кислорода уменьшается, однако в результате присосов воздуха на всасывающей стороне питательных насосов концентрация кислорода в питательной воде может сно­ ва увеличиться. На участке от питательных насосов до водяного экономайзера, где источники поступления кис-

254

лорОда отсутствуют, концентрация 0 2 может только сни­ жаться в результате процессов коррозии и взаимодейст­ вия кислорода с восстановителями. При указаниях, содержащихся в ныне действующих нормах, точки отбо­ ра .проб на кислород должны находиться после деаэра­ тора и после питательных насосов. Таким образом, в пределах питательного тракта получаются как мини­

Рис. 12-1. Расположение точек отбора проб в пита­ тельном тракте.

1—3— точки отбора {ВЭ — водяной экономайзер) .

Когда к питательным насосам вода поступает не из одного, а из нескольких деаэраторов, точки отбора проб располагаются у каждого из аппаратов.

Примеси, концентрации которых не изменяются в пи­ тательном тракте, т. е. для которых отсутствуют источ­ ники поступления и не происходит их выделения в твер­ дую фазу на поверхностях ПВД, могут контролироваться на любом участке тракта. К таким примесям из числа нормируемых относятся натрий, соли кальция и магния (жесткость), кремнекислота, нефтепродукты. Для при­ месей, концентрации которых могут изменяться при про­ хождении воды по питательному тракту, при выборе точки отбора необходимо учитывать характер изменения концентраций. Так, содержание железа в питательной воде в результате коррозионных процессов может увели­ чиваться; следовательно, чтобы проверить, насколько выдерживаются нормы по железу, устанавливающие верхний предел, необходимо определять его содержание там, где оно достигает максимальных значений. Если

285

медные сплавы в питательном тракте не применяются, то концентрация меди по тракту возрастать не может.

Для контроля выполнения норм по меди концентрацию этой примени целесообразно проверять в питательной

воде на входе в водяной экономайзер. Чтобы выяснить поведение меди по питательному тракту, надо опреде­ лять ее концентрацию сразу в нескольких точках. Кон­ центрация аммиака в тракте питательной воды может несколько изменяться в связи с возможным термическим разложением гидразина и содержащихся в воде органи­ ческих примесей. Так как концентрация NH3 оказывает влияние на величины ipH и электропроводности воды, то

286

зонды несложной конструкции. На рис. 12-2 схематично показаны трубчатый и однососковый зонды. Основными

стенки штуцера обеспечивают надежное крепление зонда в трубопроводе. Входное отверстие зонда, заглубленное на одну четверть диаметра трубопровода, должно быть обращено навстречу потоку рабочей среды. Чтобы при монтаже зонда не были допущены ошибки в его разме­ щении, на штуцере наносятся специальные установочные риски.

Для снижения температуры и давления отбираемой пробы воды на линии отбора устанавливаются холодиль­ ники и дроссели. Подключение к точке отбора автома­ тических анализаторов, весьма чувствительных к коле­ баниям расхода и температуры, требует включения на пробопроводной трассе дополнительных устройств, обес­ печивающих строгое постоянство расхода пробы через датчик прибора и сброс пробы помимо датчика в случае повышения температуры против заданной величины. Схема отбора проб на автоматический анализатор пока­ зана на рис. 12-3.

В этой схеме проба питательной воды, пройдя холодильник, через электромагнитный «лапан поступает в переливной бачок, вы­ равнивающий колебания давления. Бачок располагается над датчи­ ком анализатора на высоте около 2 м. Поток пробы в анализатор

отбирается из переливного бачка ниже уровня. Восходящее дви­ жение воды в бачке и соответствующий расход ее через перелив пре­ дотвращают загрязнение пробы примесями из воздуха. Часть воды из переливного бачка поступает на защитное устройство, которое закрывает электромагнитный клапан при повышении температуры сверх заданной величины. В случае закрытия клапана проба после холодильника через байпас поступает на сброс. Расходы пробы и ее температура устанавливаются в зависимости от особенностей авто­ матических анализаторов. В большинстве приборов расход пробы составляет 35—40 кг/ч, рабочая температура 40 °С.

При установлении графика контроля по каждому из показателей учитываются многие факторы. Весьма важ­ ным из них является скорость изменения показателей при изменении состояния водного режима. Так, напри­ мер, при нарушениях режима деаэрации остаточные кон-

287

кислородомера с сигнализацией ставить киелородомеры у каждого деаэратора необязательно. Чтобы установить, какой из деаэраторов работает плохо, достаточно взять разовые пробы на кислород за каждым деаэратором и сравнить 'результаты определений. У деаэратора с нару­ шенным режимом остаточные концентрации кислорода будут значительно выше. Если в пробах воды от каждо­ го деаэратора концентрация кислорода окажется в пре­ делах нормы, то причиной повышения концентрации кислорода в питательной воде следует считать увеличе­ ние присосов воздуха на всасывающей стороне питатель­

контроль предполагает, что его результаты повлекут за собой быстрые действия персонала, направленные на устранение выявленных нарушений водного режима. При этом на станции должны иметься определенные условия •и возможности для немедленной реализации намечен­ ных действий. Как уже говорилось выше, контроль за растворенным кислородом является оперативным. Дей­ ствительно, в случае, когда будут обнаружены повышен­ ные концентрации кислорода в деаэрированной воде, пеосонал может добиться уменьшения концентраций Ог в питательной воде, наладив работу деаэратора и увели­ чив дозировку раствора восстановителя. Иначе сложит­ ся ситуация, когда будет обнаружено увеличение сверх нормы концентрации продуктов коррозии в питательной воде. Предположим, что увеличение концентрации же­ леза было замечено при пуске установки из резерва. В этом случае такое увеличение может свидетельство­ вать о недостаточно эффективной консервации оборудодования во время простоев. Пока будет происходить омыв с поверхностей конденсатопитательного тракта накопившихся продуктов стояночной коррозии, нормы по содержанию железа не будут выполняться. Установив такое нарушение водного режима, эксплуатационный персонал не в силах быстро устранить его. Даже при наличии в тепловой схеме ТЭС конденсатоочистки кон­ центрации железа в питательной воде будут снижаться постепенно. Меры по улучшению консервации оборудо­ вания могут быть реализованы в лучшем случае при следующем останове.

289