Лабы / 1 / ЛР1

Национальны Исследовательский Университет

«МЭИ»

кафедра АЭС

Лабораторная работа № 1

УДАЛЕНИЕ АКТИВНЫХ И НЕАКТИВНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

С ТЕПЛООБМЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ

Группа: ТФ-12-20

Бригада:

Студенты: Долгов Р.Н.

Дубынин И.А.

Тулаганов Ж.Ш.

Преподаватель: Иванов С.О.

Дата выполнения: 20.11.23

Москва 2023

Цель работы

Ознакомление студентов с применяемыми в настоящее время методами удаления активных и неактивных отложений с теплообменных поверхностей нагрева, а также с применяемыми композициями реагентов и технологией отмывки.

Теоретические основы работы

В настоящее время деактивация обычно проводится при t = 90 – 95 [°С] окислительно-восстановительным методом, заключающимся в переменном воздействии растворов щелочи и сильного окислителя – пероманганата калия и щавельной кислоты на отмываемую поверхность и требующим больших затрат времени и значительных расходов воды. На кафедре АЭС разработан более перспективный метод дезактивации с применением моющих композиций на основе комплексонов. Это позволяет существенно повысить интенсивность процесса дезактивации и соответственно уменьшить время промывки и количество сбросных вод. Выполнение данной работы позволяет проследить за изменениями свойств моющей композиции, состоящей из комплексона, например трилона «Б», и органической кислоты (лимонной, щавельной и т.п.) и ознакомиться с методиками химконтроля, которые применяются при отмывке отложений в условиях эксплуатации парогенераторов.

В работе исследуется эффективность отмывки отложений с образцов труб из углеродистой стали. Отмывка проводится в динамических условиях при t = 95 [°С] и скорости движения рабочей среды от 1 до 1,2 [м/с]. Для исследования предлагается одна из моющих композиций, представленных в табл. 1.

Концентрация реагентов и количество этапов химической промывки выбирают с учетом исходной загрязненности теплопередающей поверхности.

В данной работе отмывке подлежат образцы с удельной загрязненностью ΔG_исх = 100 [г/м²].

Таблица 1

Композиция для отмывки железноокисных отложений

Состав композиции	Назначение и область применения	Длительность промывки, ч	Температура, °С	Степень очистки, %
Трилон «Б» 2–5 г/кг	Предпусковые и эксплуатационные отмывки. Для любых стальных поверхностей	5 – 6	130 – 160	95 – 98
Трилон «Б» 2–5 г/кг и малеиновый ангидрид 2–3 г/кг	То же	5 – 6	130 – 160	97 – 98
Трилон «Б» 2 – 5 г/кг и оксиэтилиденди – фосфоновая кислота	То же	5 – 6	130 – 160	97 – 98
Моноцитрат аммония 5 г/кг	Предпусковые отмывки	5 – 6	150 – 170	95 – 97
Соляная кислота 2 – 4 %-ная с ингибитором (катапином, кантаксом и т.п.) 0,01 – 0,02%	Предпусковые и эксплуатационные отмывки. Кроме поверхностей, изготовленных из нержавеющей стали.	6 – 10	70 – 80	90 – 95

Количество удаленных в процессе отмывки отложений определяется по потери массы образца Δm(τ) и пересчитывается (в [г/м²]):

ΔG₁ = Δm/S,

где S – площадь поверхности образца, [м²].

В работе определяются:

1. Количество отмытых отложений ΔG₁,

2. Изменения концентрации комплексона (трилона «Б») и величины pH отмывочного раствора до и после опыта.

Экспериментальная установка

Установка представляет собой замкнутый циркуляционный контур, изготовленный из стекла. Вертушка, приводимая в движение электромотором, создает в контуре циркуляцию раствора. Обогрев осуществляется в электронагревателем, подключенным в сеть через регулировочный трансформатор. Образцы крепятся на специальном держателе. Для слива раствора предусмотрено дренажное отверстие.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки

Обработка результатов измерений

Таблица 2 – Протокол измерений

1	100	8 * 10-4	17,95	17,32	4	5	685,5	787,5
2	100	7 * 10-4	16,14	15,76	4	5	442,9	542,9
3	100	6 * 10-4	16,06	15,93	4	5	116,6	216,6

Моющие композиции:

1. Трилон «Б» – 4,176 [г];

2. Лимонная кислота – 4,5 [г].

Рассчитаем изменение масс образцов:

1. Δm₁ = 17,95 - 17,32 = 0,63 [г];

2. Δm₂ = 16,14 – 15,76 = 0,38 [г];

3. Δm₃ = 16,06 – 14,7 = 0,13 [г].

Рассчитаем количество отмытых отложений:

1. ΔG₁ = Δm₁ / S₁ = 0,63 / 8 * 10^-4 = 787,5 [г/м²];

2. ΔG₂ = Δm₂ / S₂ = 0,38 / 7 * 10^-4 = 542,9 [г/м²];

3. ΔG₃ = Δm₃ / S₃ = 0,13 / 6 * 10^-4 = 216,6 [г/м²].

Определим соотношение удаленных отложений:

1. δ₁ = (ΔG – ΔG₁) / ΔG = |((100 - 787,5) / 100)|* 100% = 685,5%

2. δ₂ = (ΔG – ΔG₂) / ΔG = |((100 - 542,9) / 100)| * 100% = 442,9%

3. δ₃ = (ΔG – ΔG₃) / ΔG = |((100 - 216,6) / 100)| * 100% = 116,6%

Вывод по лабораторной работе

В ходе процессе выполнения лабораторной работы нами была произведена оценка эффективности процесса отмывки с использованием моющих комплексонов путем вычисления количественной меры удаленных отложений с поверхности образцов - ΔG. Начальная загрязненность образцов составляла 100 г/м², однако образцы показали результаты превосходящие изначальное значение загрязненности. Это говорит о том, что образцы, скорее всего, были загрязнены чрезмерно много или была ошибка измерения массы образцов.