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

ионы гидроксила ( О Н - ) . Анодные участки металла раст­ воряются, посылая в раствор ионы двухвалентного же­ леза Fe2 + . Последние с ионами гидроксила, образуют малорастворимуго гидрозакись железа Fe(OH)2, которая

окисляться с образованием весьма мало растворимой гидроокиси железа по уравнению (2-11).

При параллельном протекании процессов кислород­ ной и водородной деполяризации образующаяся твердая фаза гидратированных окислов слабо сцепляется с по­ верхностью корродирующего металла и в значительном количестве 'поступает в питательную воду. Поскольку в работающем оборудовании осуществляется непрерыв­ ное движение воды, не задержавшиеся на корродирую­ щей поверхности частицы твердой фазы Fe(OH)2 и Fe(OH)3 увлекаются потоком воды и удаляются от мес­ та, где они образовались.

На скорость процессов 'коррозии с кислородной и во­ дородной деполяризацией оказывает влияние рН среды. При повышении рН уменьшается скорость водородной •деполяризации. Увеличение концентрации ионов О Н - уменьшает и скорость кислородной деполяризации (§1-3). Как в том, так и в другом случаях поступление с анод­ ных участков ионов железа уменьшается, т. е. растворе­ ние металла замедляется. Коррозия с водородной депо­ ляризацией практически прекращается при значениях рН раствора более 8,8. Коррозия с кислородной деполяриза­ цией при значениях р Н ~ 9 протекает с меньшей ско­ ростью, чем в кислой и нейтральной средах, но с боль­ шей локализацией.

на металле получается более прочным, суммарная пло­

растворенных 0 2 и С 0 2 углеродистая сталь корродирует

80

Для подавления коррозии с водородной деполяриза­

ные диссоциацией свободной углекислоты. Для полного связывания свободной С 0 2 с получением ионов НСОз~ в воду необходимо ввести стехиометрическое количество

охлаждении и конденсации пара происходит распределе­ ние аммиака и углекислоты между паровой и жидкой фазами в соответствии с их коэффициентами распределе­ ния (см. стр. 130). В жидкой фазе протекают реакции (2-15) — (2-17), и в результате рН воды повышается. Неза­ висимо от того, в какую точку основного цикла ТЭС начали вводить аммиак, вследствие его летучих свойств по истечение 1—2 ч он распространяется по всему паро­ водяному тракту. Благодаря этому углекислотная кор-

8й

розия углеродистых сталей устраняется или скорость ее

лось, нельзя ограничиваться однократным вводом амми­ ака, чтобы обеспечить постоянство рН. Для поддержания рН питательной воды в пределах 8,8—9,2 необходима непрерывная подача N H 3 в основной цикл ТЭС.

Так как отдельные элементы оборудования конденсатопитательного тракта выполняются из медных спла­ вов, то, создавая щелочную среду с помощью аммиака, необходимо соблюдать осторожность в отношении его дозирования. Увеличение концентрации N H 3 свыше 50 мкг/л приводит к усилению коррозии латунных трубок конденсаторов турбин и подогревателей низкого давле­ ния. Если в чистой воде и в растворах нейтральных со­ лей медь и ее сплавы коррозионно-устойчивы, то в раст­ ворах аммиака и аммонийных солей их устойчивость сильно понижена. Это объясняется уменьшением анод­ ной поляризации в связи с образованием комплексных ионов типа [Zn(NH3 )n]2 + и [Cu(NH3 )„]2 +, где п может достигать шести. Катодным деполяризатором для меди, цинка и их сплавов является кислород. Чем больше кон­ центрации в воде кислорода и аммиака, тем быстрее протекает коррозия этих сплавов. Внешне этот вид кор­ розии характеризуется обесцинкованием латуней и появ­ лением трещин в местах, где имеются внутренние и внешние растягивающие напряжения.

Чтобы в условиях аммиачной обработки уменьшить коррозию медных сплавов, необходимо поддерживать высокую воздушную плотность аппаратуры, находящейся под разрежением, а также регулировать дозировку ам­

пространстве конденсаторов турбин наиболее агрессив­ ная среда создается в воздухоохладительной секции, ибо здесь концентрации 0 2 и N H 3 выше, чем в других зонах. С целью увеличения срока службы трубок этих секций рекомендуется выполнять их из нержавеющей стали.

являются коррозионно-активными в отношении медных сплавов. Подобно аммиаку они летучи, обладают щелоч­ ными свойствами и могут нейтрализовать свободную углекислоту, а следовательно, обеспечить повышение рН рабочей среды в конденсатно-питательном тракте. По сравнению с аммиаком, который характеризуется весьма большой термической устойчивостью, морфолии и циклогексиламин значительно менее стойки. При темпера­ туре 650 °С степень разложения циклогексиламина со­ ставляет 88%, морфолин же разлагается полностью. Для установок высоких, сверхвысоких и сверхкритических параметров предпочитают применять аммиак как наибо­ лее термостойкий, доступный и дешевый из перечислен­ ных реагентов. В отечественной энергетике морфолин и циклогексиламин находят ограниченное применение; использование пиперидина ограничилось эксперимен­ тами.

Для предупреждения коррозии конденсатных трактов разработаны также методы аминирования воды с ис­ пользованием п л е н к о о б р а з у ю щ и х а м и н о в , на­ пример октадециламина. Адсорбируясь на металлических поверхностях, молекулы пленкообразующих аминов об­ разуют своеобразный барьер, препятствующий контакту между металлом и агрессивной средой. Задача обработ­ ки воды этими реагентами сводится к получению сплош­ ной пленки на всех защищаемых поверхностях и ее пе­ риодическому возобновлению *. Наилучшие результаты достигаются, когда рН воды не превышает 8,0. Пленко­ образующие амины применяют на ТЭЦ с производствен­ ными отборами пара, где велики поверхности аппаратуры и конденсатопроводов, которые необходимо защищать от коррозии. Для создания защитной пленки по пароконденсатному тракту производственных потребителей пара ввод октадециламина осуществляют в пар, который им отпускается. При температурах пара ниже 350 °С замет­ ного разложения октадециламина не происходит.

1 Отмечено накопление в сборных бакях производственных кон­ денсатов и на конденсатоочистительных фильтрах вязкой массы,

сится к высокомолекулярным спиртам, он нерастворим в воде и

отлагается в разных местах аппаратуры. (Прим. ред.)

84

ных потребителей пара вместе с добавочной водой со­ ставляют поток питательной воды парогенераторов. Объ­

деаэратора питательная вода подается питательными насосами через систему подогревателей высокого давле­ ния в водяной экономайзер парогенератора. Конденсат греющего пара ПВД поступает в деаэратор. В тепловой

головку или колонку деаэратора, где размещаются устройства для дробления потока воды на отдельные струи и капли (дырчатые та­ релки, специальная насадка). Стекающие с разбрызгивающих уст­ ройств струи и капли воды омываются греющим паром, который подводится в нижнюю часть колонки. При контакте воды и греюще­ го пара осуществляется нагрев воды до температуры насыщения, Образующийся конденсат греющего пара смешивается с деаэрируе­ мой водой, но некоторое его количество, так называемый выпар, по­ кидает деаэратор вместе с удаляемыми газами.

Согласно закону Генри в условиях равновесия систе­ мы «жидкость — газ» концентрация растворенного газа в жидкости Ci связана с парциальным давлением данно­ го газа над жидкостью pi зависимостью

температуры. Из уравнения (2-21) видно, что чем мень­ ше парциальное давление какого-либо газа над жидко­ стью, тем меньше в условиях равновесия его концентра­

(2-21), путем перераспределения вещества между жид­ кой и газообразной фазами. При этом, если фактическая концентрация газа в жидкости была меньше равновес­ ной, совершается переход вещества из газообразной фа-

85

ной, происходит переход вещества из жидкой фазы в га­ зообразную— газ десорбируется. Механизм перехода вещества из одной фазы в другую диффузионный. При ограниченной скорости диффузии молекул газа в жид-

t

Рис. 2-12. Принципиальная схема термического деаэратора.

кости для ускорения процесса десорбции нужно сокра­ щать путь для диффундирующих молекул газа к поверх­ ности раздела и одновременно увеличивать последнюю. В деаэраторах это достигается дроблением потока по­ ступающей воды на струи, пленки и капли в системе разбрызгивающих устройств.

86

Ьм норм качества питательной воды по Этому показате­ лю. На станциях с барабанными парогенераторами, где регулирование температуры перегрева осуществляется впрыском питательной воды и солесодержание послед­ ней строго лимитировано, из числа названных реагентов

Конденсат

Конденсат или | питательн. вода

- е -

89