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

С точки зрения упорядочения водного .режима в по­ следнем .из рассмотренных случаев не столь важно, в какой момент времени, раньше или несколько позже, обнаружилось нарушение водного режима. Когда нет оперативных способов воздействовать на возникшие на­ рушения, время получения информации не имеет боль­ шого значения. В подобных ситуациях пет необходимо­ сти вести непрерывный контроль по показателям, кото­ рые не могут быть оперативно приведены в соответствие с нормами. По отношению к питательной воде такими показателями из числа нормируемых являются соедине­ ния железа и меди.

При выборе графика контроля питательной воды учи­ тываются также особенности парогенератора (тип, пара­ метры, мощность) и особенности тепловой схемы (блоч­ ная, секционированная). Требования повышения надеж­ ности работы мощных энергоблоков сверхвысоких и сверхкрптнческих параметров обусловливают необходи­ мость усиления контроля за водным режимом таких уста­ новок. Как правило, освоение новых типов оборудования связано со сбором и накоплением определенных статисти­ ческих данных по результатам хпмконтроля, которые не­ обходимы для правильной оценки влияния эксплуатаци­ онных условий 'И различных способов ведения водного режима. С учетом указанных соображений график конт­ роля для мощных блочных установок сверхвысоких и сверхкритических параметров устанавливается более плотным, т. е. разовые пробы берутся чаще, чем для установок более низких параметров.

В табл. 12-1 приводятся рекомендуемые ВТИ [Л. 12-1] графики эксплуатационного химического контроля за пи­ тательной водой установок разного типа. Поскольку в настоящее время тепловые электростанции в недоста­ точном объеме снабжаются промышленными анализато­ рами разного назначения (пока только налаживается серийное производство кремнемеров и pNa-метров) на случай отсутствия необходимых автоматических анали­ заторов предусматривается отбор разовых проб по гра­ фику, который в табл. 12-1 помечен у соответствующих показателей в скобках. Отбор разовых проб необходим также и при наличии работающих автоматических ана­ лизаторов для проверки правильности их показаний.

Выбирать методы анализа при осуществлении хими­ ческого контроля водного режима приходится лишь для

290

тех проб, которые анализируются в химической лабора­ тории. Пробы, проходящие через датчики автоматиче­ ских приборов, анализируются теми методами, которые заложены в основу каждого из них. Для обеспечения работы автоматических анализаторов со стороны хими­ ческой лаборатории на первый взгляд требуется немно­ го: готовить .растворы реактивов для пополнения запа­ сов, расходующихся в анализаторах. Однако эта работа требует большой тщательности и большого внимания, особенно когда анализаторы построены по типу автома­ тических фотоэлектроколориметров (например, импорт­ ный кремнемер ма.рки 58) и расходуют ряд реактивов в значительных количествах. От чистоты реактивов, при­ меняемых в анализаторах, чистоты воды, на которой го­ товятся их растворы, в большой мере зависит надеж­ ность показаний этих приборов.

Как уже отмечалось ранее, методики аналитических определений, выполняемыхна ТЭС, унифицированы.Они подробно описаны в [Л. 11-1 и 12-1]. Усилиями уральских химиков Е. М. Я'кимец и Д. А. Савиновокого, популяри­ зировавших и внедрявших методы трилонометрии, начи-

291

ная с li)45 г., последние получили на электростанциях весьма широкое (применение. Перечень основных мето­ дов, применяемых при эксплуатационном контроле пи­

особенно сверхвысоких и еверхкрнтических параметров, отличается высокой степенью чистоты. Фактические концентрации примесей часто бывают меньше чувстви­ тельности известных методов их определения. С целью повышения чувствительности и точности определений при выполнении анализов питательной воды широко

из отобранной пробы повой пробы существенно меньше­ го объема, в которой, однако, сохранилось все количест­ во анализируемой примеси. Благодаря сокращению объема пробы концентрации отдельных примесей в ней

ность концентрирования, определяется отношением объ­ емов исходной и обогащенной проб.

примеси с капельным уносом, необходимо скорость вы­ паривания иметь весьма малой. А это значит, что для получения большой степени обогащения нужно затра­ тить много времени. Если длительное выпаривание вести в лаборатории, не имеющей кондиционированного воз­ духа, то за время выпаривания в пробу может попасть такое количество примесей, что проба станет непредста­ вительной. Указанные затруднения исключаются при по­ лучении обогащенных проб в промышленных солеме­ рах ЦКТИ, где выпаривание пробы ведется без сопри­

Солемер ЦКТИ подключается к точке отбора проб через десятиступенчатую дроссельную приставку, которая предназначена для

292 '

Т а б л и ц а 12-2

Рекомендуемые методы анализа для питательной воды

293

в испарители. Всего испарителей пять. Проба последовательно пере­ текает из первого в последний, постепенно выпариваясь. Внутри каждого испарителя имеются трубчатые нагреватели с паровым

обогревом насыщенным или перегретым паром низкого давления (6—12 кгс/см"). Конденсат греющего пара через дроссель и холо­

дильник направляется на сброс. Выпар каждого испарителя, пройдя через свою дроссельную шайбу, поступает в общий конденсатор и оттуда через холодильник также направляется на сброс. Упаренная проба нз четвертого испарителя проходит через датчик измерения

Рис. 12-4. Схема солемера ЦКТИ с малогабаритным концентратором.

ритель. Обогащенная проба вытекает из пятого испарителя. Солемер ЦКТИ рассчитан на 15-кратное упаривание. Кратность концентри­ рования проб в приборе стабильна и легко поддается проверке; она равна отношению расхода пробы, поступившей на выпаривание, к расходу концентрата из пятого испарителя. Расход отбираемой пробы на солемер ЦКТИ с малогабаритным датчиком составляет 15—25 кг/ч, это в 2—2,5 раза меньше, чем в старом варианте этого

прибора с крупногабаритным испарителем. Показанная на рис. 12-4 схема солемера ЦКТИ отвечает условиям отбора проб питательной

294

воды и перегретого пара. При использовании солемеров ЦКТИ для контроля среды с низкой температурой и давлением (турбинный конденсат, обессоленная вода) взамен десятиступенчатой дроссель­ ной приставки вводят трехступенчатый дроссель облегченной кон­ струкции и не ставят холодильник на входе в прибор.

Обогащенными пробами питательной воды из соле­ меров ЦКТИ целесообразно пользоваться при опреде­ лении натрия, жесткости, кремнекислоты. Для контроля за содержанием продуктов коррозии от концентрата со­ лемеров приходится отказываться в связи с возможным нарушением представительности проб, так как неизвест­ но, в каком количестве поступают. в пробу продукты коррозии металла самого солемера, и неизвестно, сколь­ ко отлагается на его поверхностях этих продуктов.

При контроле качества питательной воды использу­

малого количества примеси из относительно большого

органического растворителя, практически не смепшвающегося с водой и мало в ней растворимого. Полученный экстракт, или остаток от его выпаривания, является обо­ гащенной пробой по примеси, которая экстрагировалась. С применением метода экстрагирования при контроле за питательной водой ведутся определения меди и неф­ тепродуктов (табл. 12-2).

Весьма широко применялся и продолжает приме­ няться до сих пор, особенно на ТЭС, где нет высокочув­ ствительных пламяфогометров, метод получения обо­ гащенных проб с использованием ионитов. Этот метод

среды тепловых электростанций, позволило уточнить требования к качеству пара, обнаружить явление изби­ рательного выноса паром некоторых примесей котловой воды. Сущность метода обогащения проб для катионов сводится к фильтрованию больших объемов исходной пробы через колонку, заполненную сильнокислотным катиоиитом, который предварительно был тщательно обработан кислотой. В, процессе фильтрования происхо­ дит поглощение катионов из раствора и их накопление

295

в катионите (аналогично анионов в анионите). По окон­ чании фильтрования через катионит пропускается не­ большой объем кислоты. Поглощенные катионы вытес­ няются ионами водорода и оказываются в объеме кис­ лого регенерата, который и является обогащенной про­ бой. Таким способом можно получать весьма большие кратности концентрирования. Обычно их выбирают в пределах от 100 до 500.

Непрерывный контроль электропроводности пита­ тельной воды промышленными кондуктометрами с ре­ гистраторами, как уже указывалось выше, имеет целью обнаруживать повышение в питательной воде содержа­ ния ионизированных примесей. В зависимости от осо­ бенностей применяемых кондуктометров (с предвключенными или без предвключеиных Н-катионитных филь­ тров, с предварительным упариванием пробы), а также специфики организации водного режима эта задача раз­

ми концентрациями ионов, не удаленных на кондеысатоочистке. При определении электропроводности питатель­ ной воды кондуктометром, в котором не предусмотрена предварительная обработка пробы, измеряется суммар­ ная проводимость всех этих компонентов. Поскольку в этой сумме доля аммиака очень велика, то изменение величины общей проводимости при увеличении солевой составляющей сказывается весьма незначительно. В этих условиях нарушения водного режима (например, при неполадках в работе коиденсатоочистки) могут остаться незамеченными. Вместе с тем нарушения в дозировании аммиака в сторону завышения, которые будут сопровож­ даться заметным увеличением электропроводности, мо­ гут быть ошибочно истолкованы как ухудшение работы коиденсатоочистки. Повышению надежности кондуктометрического контроля питательной воды в указанных условиях отвечает применение кондуктометров с предвключ.енными Н-катионитными фильтрами.

В кондуктометрах с предвключениыми Н-катионитными фильтра­ ми через датчик прибора проходит Н-катнонированная проба. Как известно, в процессе Н-катионирования все катионы раствора обме­ ниваются на содержащиеся в катионите ионы водорода. Качествен-

296

руемый раствор содержал только аммиак, диссоциирующий с обра­

раствора при условии полного поглощения катионов его электро­ проводность определялась бы лишь собственными ионами воды, степень диссоциации которой очень мала. В случае, когда в раство­ ре наряду с аммиаком и гадразнном содержатся какие-либо соли,

четко регистрирует даже небольшие 'Изменения концент­ раций других ионизированных примесей. При 'нормаль­ ной работе конденсатоочистки в питательной воде пря­ моточных парогенераторов отсутствует свободная угле­

ледней, направлять в датчик прибора охлажденную пробу и обеспечивать постоянство температуры, которая суще­ ственно влияет на электропроводность. Влияние тем­ пературы на проводимость самой воды и на проводи­ мость ионизированных примесей не одинаково. Так, ес-

Ли йри изменении температуры на 1б С .проводимость большинства примесей изменяется примерно на 2%, •проводимость самой воды изменяется более чем на 10%. Зависимость электропроводности воды от температуры показана на рис. 12-5. Схема отбора проб питательной воды на высокочувствительные кондуктометры с предвключенными Н-катионитными фильтрами должна пре­ дусматривать автоматическое отключение прибора в слу­ чае повышения температуры воды во избежание получения ложных показаний. Солемеры ЦКТИ с обо­ гащением проб, обеспечивая хорошую дегазацию проб и устраняя тем самым влияние аммиака, не обладают достаточной чувствительностью при контроле питатель­ ной воды высокого качества в силу того, что измерение электропроводности в этом приборе ведется при высо­ кой температуре и на фоне большой электропроводности самой воды малозаметны незначительные изменения электропроводности, обусловленные примесями. Кондук­ тометры с предвключенными Н-катионитными фильтра­ ми дают показания, не соответствующие солевой состав­ ляющей электропроводности анализируемой пробы, ког­ да в питательной воде содержится углекислота. Так как

12-2. ОРГАНИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЗА СОСТАВЛЯЮЩИМИ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ

Питательная вода парогенераторов представляет собой смесь различных конденсатов и добавочной воды. На станциях с конденсационными турбинами основными составляющими питательной воды являются конденсат турбин и конденсат регенеративных подогревателей. На станциях с турбинами, имеющими производственные и теплофикационные отборы, к основным составляющим относятся конденсат сетевых подогревателей, добавоч­ ная вода и конденсат производственных потребителей пара. Качество всех составляющих питательной воды должно быть таким, чтобы в конечном итоге обеспечи­

298

ды и оставить без внимания ее составляющие, то в слу­ чае нарушения норм нельзя будет установить, какая из составляющих вызывает это нарушение, и, следователь­ но, нельзя будет быстро принять меры по приведению водного режима к нормальному состоянию.

Никогда не известно заранее, когда могут произойти те или иные нарушения водного режима. Значит ли это, что нужно контролировать все составляющие питатель­ ной воды по всем показателям? Совсем нет. Правиль­ ная организация химического контроля за составляю­ щими питательной воды предполагает систематическое наблюдение лишь за теми показателями, которые типич­ ны для каждой составляющей и лучше всего характери­ зуют отклонение ее качества от нормы. Зная источники поступления примесей в отдельные составляющие, мож­ но наметить объем химического контроля по каждой из них.

В конденсатах греющего пара регенеративных подо­ гревателей высокого и низкого давления основной при­ месью являются продукты коррозии, которые смывают­ ся с паровой стороны поверхностей самих подогревате­ лей и выносятся с отборным паром из турбины. Обычно конденсаты ПВД сбрасываются в деаэратор, поэтому все количество содержащихся в конденсате продуктов

сатом проходят через конденсатоочистку, где продукты коррозии удаляются. Конденсаты ПВД минуют конден­ сатоочистку и остаются неочищенными.

Нормы по железу для питательной воды прямоточ­ ных парогенераторов более строгие, чем у барабанных парогенераторов, доля же конденсата ПВД в общем по­ токе питательной воды у прямоточных парогенераторов бывает значительно больше, чем у барабанных, установ­ ленных на ТЭЦ. Таким образом, для прямоточных па­ рогенераторов создается большая опасность нарушения норм питательной воды по железу, чем для барабанных. Отсюда следует, что если для последних достаточно ограничиться эпизодическим контролем содержания железа в конденсате ПВД, для прямоточных парогене­ раторов требуется проводить определения железа зна­ чительно чаще.