Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Морской английский язык. Особенности эксплуатации и ремонта судовых энергетических установок. Учебное пособие
.pdf
Общая жесткость определяется количеством растворенных в воде солей
кальция и магния, которые являются основными накипеобразующими веще-
ствами. Количественно жесткость характеризуется суммарной концентрацией
ионов кальция и магния, выраженной в миллиграмм-эквивалентах на 1 кг воды
(мг-экв/кг). Миллиграмм-эквивалент — это количество вещества, соответ-
ствующее его атомной массе. Принятый за единицу жесткости 1 мг-экв/кг со-
ответствует содержанию 0,02 мг кальция и 0,012 мг магния в 1 кг воды.
Щелочность воды обусловлена введением в нее химических соединений
(реагентов) с целью уменьшения жесткости, а следовательно, накипеобразования.
Показателем щелочности служит щелочное число, под которым понимают количество кислоты, необходимой для нейтрализации раствора, пересчитанное на
концентрацию щелочи NaOH в мг/кг воды. О щелочности воды можно судить
также по фосфатному и нитратному числам и концентрации водородных ионов.
Фосфатное число характеризует количество фосфорного ангидрида РО4, а нитратное — содержание в воде NaNO3 в мг/кг. Концентрацию водородных ионов
определяет водородный показатель рН. Чистая нейтральная вода при температуре 22 °С имеет рН = 7. Если рН < 7, то вода имеет кислотную реакцию; если
рН > 7, то щелочную.
Содержание газов показывает концентрацию в воде кислорода и углекислого газа в мг/кг. Кислород — основной коррозионный агент, вызывающий коррозию поверхностей нагрева котла. Углекислый газ способствует активизации
коррозионных процессов, влияет на процессы водоподготовки. Растворимость газов в воде зависит от давления газа над водой и температуры воды. С ростом давления растворимость газов в воде повышается, а с увеличением температуры —
уменьшается.
При кипении воды растворимость кислорода стремится к нулю.
Таким образом, основные задачи водоподготовки и водного режима котлов
заключаются в устранении накипеобразования, снижении коррозионного воз-
действия, уменьшении солевого уноса.
Методы предотвращения накипеобразования и коррозии.
Чтобы исключить накипеобразование на поверхностях нагрева котла и коррозию элементов пароводяного тракта при их эксплуатации, осуществляется обработка воды, называемая в зависимости от места ее проведения внекотловой или
внутрикотловой. Внекотловая обработка производится перед подачей воды в ко-
тел и сводится к очистке и фильтрации конденсата, умягчению питательной воды, удалению из нее газов, приготовлению высококачественной добавочной воды.
71
The total hardness is determined by the amount of calcium and magnesium
salts dissolved in water, which are the main scale-forming substances. Quantitative-
ly, hardness is characterized by the total concentration of calcium and magnesium ions,
expressed in milligram equivalents per 1 kg of water (mg-eq/kg). The milligram
equivalent is the amount of a substance corresponding to its atomic mass. Taken
as a unit of hardness, 1 mg-eq/kg corresponds to a content of 0,02 mg of calcium and
0,012 mg of magnesium in 1 kg of water.
The alkalinity of water is due to the introduction of chemical compounds (reagents) into it in order to reduce hardness, and therefore scale formation. The indicator
of alkalinity is the alkaline number, which means the amount of acid necessary to
neutralize the solution, recalculated by the concentration of alkali NaOH in mg/kg of
water. The alkalinity of water can also be defined by the phosphate and nitrate numbers and the concentration of hydrogen ions. The phosphate number characterizes the
amount of phosphoric anhydride PO4, and the nitrate number characterizes the content of NaNO3 in mg/ kg in water. The concentration of hydrogen ions is determined
by the hydrogen pH index. Pure neutral water at a temperature of 22 °C has a pH = 7.
If the pH is < 7, then the water has an acidic reaction; if the pH is > 7, then alcaline.
The gas content shows the concentration of oxygen and carbon dioxide in mg/kg
in water. Oxygen is the main corrosive agent that causes corrosion of boiler heating
surfaces. Carbon dioxide contributes to the activation of corrosion processes, affects
the processes of water treatment. The solubility of gases in water depends on the pressure of the gas above the water and the temperature of the water. With increasing pressure, the solubility of gases in water it increases, and decreases with increasing
temperature.
When water boils, the solubility of oxygen tends to zero.
Thus, the main tasks of water treatment and the water regime of boilers are to
eliminate scale formation, reduce corrosion, and reduce salt entrainment.
Methods for preventing scale formation and corrosion.
In order to eliminate scale formation on the heating surfaces of the boiler and
corrosion of the elements of the steam-water tract during their operation, water treatment is carried out, called off-boiler or inside the boiler, depending on the location of
its conduct. Off-boiler treatment is performed before water is supplied to the boiler
and is reduced to purification and filtration of condensate, softening of feed water,
removal of gases from it, preparation of high-quality additional water.
72
Очистка и фильтрация воды предназначены для удаления из нее механических примесей и нефтепродуктов. Последние могут попасть в питательную
воду через неплотности змеевиков систем обогрева топливных и масляных цистерн, грузовых танков, подогревателей, а также с конденсатом отработавшего
пара поршневых насосов. Для котлов с давлением пара более 2 МПа наличие
масла в питательной воде не допускается. Поэтому для обогрева нефтепродуктов и работы поршневых паровых механизмов используют пар автономного цикла, который производится в испарителе грязных конденсатов (ИГК). Если по какой-либо причине нефтепродукты все же попадут в котел с рабочим давлением
пара более 2 МПа, то котел необходимо немедленно вывести из действия.
Очистку питательной воды от механических примесей и масла осуществляют в сборнике грязных конденсатов, называемом «теплым ящиком»,
снабженным отстойными камерами и фильтрами. В качестве фильтрующих материалов используют кокс, пеньку, древесную стружку, поролон, ткань, а для удаления масла, находящегося в воде в виде эмульсии, — активированный уголь.
Кроме того, на напорной магистрали питательного насоса иногда устанавливают
сетчатый фильтр, обтянутый фланелью. Для удаления из воды кислорода и уг-
лекислого газа широко используют термическую деаэрацию, производимую
в теплообменном аппарате смесительного типа — деаэраторе. Термическая де-
аэрация основана на принципе снижения растворимости газов в воде при ее нагревании и снижении давления. В деаэраторе питательная вода за счет смешения
с греющим паром нагревается до кипения, что способствует интенсивному выделению из нее газов, которые затем отводятся в атмосферу. В дополнение к термической деаэрации иногда предусматривают химические способы дегазации:
удаление газов, например, путем связывания кислорода при введении в воду химических реагентов — сульфита натрия или гидразина. Термическая деаэрация
позволяет снизить содержание кислорода в воде примерно до 0,03–0,05 мг/кг,
а химическая — даже до 0,01 мг/кг.
Умягчение питательной воды, т.е. освобождение ее от солей жесткости,
может быть выполнено с помощью ионитных или катионитовых фильтров, в которых реализуется метод ионного обмена, основанный на способности ионитов
обменивать свои ионы на ионы кальция и магния, содержащиеся в воде. Этот метод не нашел широкого распространения на морских судах, так как при его использовании необходимо значительно усложнить конструкцию установки, а также
требуются запас ионитов и расход пресной воды при регенерации фильтров.
73
Water purification and filtration are designed to remove mechanical impurities and petroleum products from it. The latter can enter the feed water through leaks
in the coils of heating systems for fuel and oil tanks, cargo tanks, heaters, as well as
with condensate from spent steam piston pumps. For boilers with a steam pressure of
more than 2 MPa, the presence of oil in the feed water is not allowed. Therefore, for
heating petroleum products and the operation of reciprocating steam mechanisms, autonomous cycle steam is used, which is produced in a dirty condensate evaporator
(DCE). If, for any reason, petroleum products do get into a boiler with a working steam
pressure of more than 2 MPa, then the boiler must be immediately put out of
operation.
Purification of feed water from mechanical impurities and oil is carried out
in a collection of dirty condensates, called a "warm box", equipped with settling chambers and filters. Coke, hemp, wood shavings, foam rubber, textile are used as filter
materials, and activated carbon is used to remove oil in the water in the form of an emulsion. In addition, a flannel-covered filter is sometimes installed on the pressure line of
the feed water pump. To remove oxygen and carbon dioxide from water, thermal
deaeration is widely used, produced in a heat exchanger of a mixing type — a deaerator. Thermal deaeration is based on the principle of reducing the solubility of gases
in water when it is heated and pressure is reduced. In the deaerator, feed water is
heated to a boil by mixing with heating steam, which contributes to the intensive release of gases from it, which are then discharged into the atmosphere. In addition to
thermal deaeration, chemical methods of degassing are sometimes provided: removal
of gases, for example, by binding oxygen when chemical reagents are added into water — sodium sulfite or hydrazine. Thermal deaeration reduces the oxygen content in
water to about 0,03–0,05 mg/kg, and chemical deaeration even to 0,01 mg/kg.
Softening of feed water, that is, its release from hardness salts, can be performed
using ionite or cationite filters, which implement an ion exchange method based on
the ability of ionites to exchange their ions for calcium and magnesium ions contained in
water. This method has not been widely used on marine vessels, since when using it,
it is necessary to significantly complicate the design of the installation, and also requires a supply of ionites and fresh water consumption during filter regeneration.
74
В настоящее время получают распространение безреагентные методы умягчения воды и в первую очередь магнитный (электромагнитный) способ. Сущность
его заключается в следующем. После воздействия на воду магнитного поля определенных значений напряженности и полярности соли жесткости теряют способность к образованию накипи и выпадают в виде шлама.
Магнитная обработка воды способствует и разрушению ранее образованной старой накипи, но не обеспечивает полного устранения накипеобразования.
Внутрикотловая обработка воды осуществляется введением в котел присадок, вызывающих выпадение накипеобразующих солей в виде рыхлого, не прикипающего шлама, который легко удаляется при продувках воды из котла.
Процессы накипе- и шламообразования очень сложны. Соли, кристаллизующиеся на поверхности нагрева и образующие накипь, с течением времени
могут превращаться в шлам. Не удаленный при продувках котла шлам, в свою
очередь, может прикипеть к поверхности нагрева, образовав так называемую вторичную накипь.
Внутрикотловая обработка воды заключается в постоянной корректировке состава котловой воды путем ввода противонакипных и противокоррозионных реагентов с последующими периодическими продувками.
В котлах с давлением пара менее 2 МПа применяют щелочно-фосфатный
режим внутрикотловой обработки воды. Присадкой служит противонакипин,
в состав которого входят едкий натр, кальцинированная сода и тринатрийфосфат.
Щелочи, содержащиеся в реагенте, вступают в реакцию с солями жесткости, образуя соединение, которое выпадает из котловой воды в неприкипающий осадок.
Щелочность воды при использовании противонакипина увеличивается. Вода может стать коррозионно-активной средой, приводящей к коррозионному разрушению металла. Это явление называется щелочной хрупкостью.
Для предотвращения щелочной хрупкости в котлах с рабочим давлением
до 6 МПа применяют фосфатно-нитратный режим водообработки. В этом случае кроме противонакипина вводят нитрат натрия (селитру). Селитра способствует образованию защитной пленки (пассивации металла) на внутренних стенках котла.
75
Currently, non-reactive methods of water softening are becoming widespread,
and primarily the magnetic (electromagnetic) method. Its essence is as follows. After
exposure to the water of the magnetic field of certain values of intensity and polarity
the hardness salts lose their ability to scale and fall out in the form of sludge.
Magnetic water treatment also contributes to the destruction of previously
formed old scale, but does not provide complete elimination of scale formation.
In-boiler water treatment is carried out by introducing additives into the boiler
that cause the precipitation of scale-forming salts in the form of loose, non-boiling
sludge, which is easily removed when purging water from the boiler.
The processes of scale and sludge formation are very complex. Salts that crystallize on the heating surface and form scale during time can turn into sludge. Sludge
not removed during boiler purges, in turn, can stick to the heating surface, forming
a so-called secondary scale.
In-boiler water treatment consists in constant adjustment of the composition of
boiler water by introducing anti-boiling and anti-corrosive reagents followed by periodic purges.
In boilers with a steam pressure of less than 2 MPa, an alkaline-phosphate mode
of in-boiler water treatment is used. The additive is an antitoxin, which includes caustic soda, soda ash and trisodium phosphate. The alkalis contained in the reagent react
with hardness salts to form a compound that falls out of the boiler water into a nonboiling sediment. The alkalinity of water increases when using antitoxin. Water can become a corrosive substance, leading to the corrosive destruction of metal. This phenomenon is called alkaline brittleness.
To prevent alkaline brittleness, a phosphate-nitrate water treatment regime is
used in boilers with an operating pressure of up to 6 MPa. In this case, in addition to
antitoxin, sodium nitrate (saltpeter) is administered. Saltpeter contributes to the formation of a protective film (metal passivation) on the inner walls of the boiler.
76
При давлениях пара в котле более 6 МПа нитрат натрия разлагается, поэтому в таких котлах применяют фосфатный режим водообработки. В этом случае
присадкой служит тринатрийфосфат, для снижения расхода которого предъявляют высокие требования к качеству питательной воды, к содержанию в ней кислорода, хлоридов, солей жесткости и других примесей. Фосфатный режим не
предотвращает образования железистых и меднистых накипей, характерных для
котлов с высоким давлением пара. Поэтому содержание железа и меди в питательной воде не должно превышать соответственно 0,1 и 0,05 мг/кг. Эффективным средством борьбы с железнокислыми накипями является гидразин.
Присадки вводят в котловую воду с помощью дозерной установки, в которую входят бак для раствора присадки и насос, подающий подготовленный рас-
твор по отдельному трубопроводу в питательную магистраль котла.
Количество солей в котловой воде при эксплуатации котла благодаря непрерывной продувке не изменяется. С продувкой удаляют то количество солей,
которое вносится в котел с питательной водой, то есть поддерживается равенство (без учета уноса солей с паром). Продувка котла увеличивает расход питательной воды и тепловые потери.
Химический состав котловой воды определяют на основе химического анализа проб воды, взятых во время работы котла. Анализ производят с помощью
переносных химических экспресс-лабораторий. По полученным данным рассчитывают количество химических реагентов для ввода в котел и корректируют режим продувок. Дозировку присадок регулируют по результатам расчетов в соответствии с инструкциями службы судового хозяйства.
ГЛАВА 6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПАРОВОГО КОТЛА
6.1. ПОДГОТОВКА ПАРОВОГО КОТЛА К РАБОТЕ
1. Произвести наружный осмотр котла, топочного устройства, арматуры,
аварийных приводов арматуры котла с палубы, манометров, механизмов и систем, обслуживающих котел. Убедиться в открытии воздушного клапана на
котле.
2. Заполнить котел водой, отвечающей по качеству требованиям, установленным инструкцией по эксплуатации.
3. Температура воды при заполнении не должна отличаться от температуры
металла более чем на 30 ºС и во всех случаях должна быть не ниже 5 ºС.
Котел должен заполняться до уровня, указанного в инструкции по экс-
плуатации.
После заполнения котла водой необходимо убедиться в отсутствии течи
через неплотности.
77
At steam pressures in the boiler of more than 6 MPa, sodium nitrate decomposes, therefore, a phosphate water treatment regime is used in such boilers. In this case,
the additive is trisodium phosphate, to reduce the consumption of which high demands
are placed on the quality of feed water, the content of oxygen, chlorides, hardness salts
and other impurities in it. The phosphate regime does not prevent the formation of ferrous and copper scale, typical for boilers with high steam pressure. Therefore, the content of iron and copper in the feed water should not exceed 0,1 and 0,05 mg/kg, respectively. Hydrazine is an effective means of combating iron-acid scale.
The additives are introduced into the boiler water using a metering unit, which
includes a tank for the additive solution and a pump supplying the prepared solution
through a separate pipeline to the boiler feed water line.
The amount of salts in the boiler water does not change during operation of the
boiler due to continuous purging. With purging, the amount of salts that is entered into the boiler with feed water is removed, that is, equality is maintained (without taking into account the removal of salts with steam). Purging the boiler increases feed
water consumption and heat losses.
The chemical composition of boiler water is determined based on the chemical
analysis of water samples taken during boiler operation. The analysis is performed using
portable chemical express laboratories. According to the data obtained, the amount of
chemical reagents to be injected into the boiler is calculated and the purge mode is adjusted. The dosage of additives is regulated according to the results of calculations in
accordance with the instructions of the marine management service.
PART 6. EXPLOITATION OF STEAM BOILER
6.1. PREPARATION OF STEAM BOILER TO THE OPERATION
1. To inspect a boiler outside, fittings arrangement, armature, emergency drives
of the boiler fitters from the deck, gauges, mechanisms and systems, servicing a boilers. To be sure that air boiler valve is open.
2. To fill boiler with water according the quality requirements recommended by
an exploitation instruction.
3. Water temperature while filling should not differ from metal temperature
more than 30 ºC and in all cases should be not lower than 5 ºС.
A boiler should be filled to the level indicated in an exploitation Instruction.
After boiler filling it is necessary to be sure that there is no leakage.
78
6.2. ПУСК КОТЛА И ОБСЛУЖИВАНИЕ ЕГО ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ
1. Розжиг форсунки котла может производиться на мазуте или на дизельном топливе.
2. С момента розжига форсунки котла должен быть установлен контроль
за уровнем воды в котле.
3. Продолжительность подъема давления пара должна быть согласно ин-
струкции по эксплуатации котла.
4. До розжига форсунки необходимо осмотреть топку с целью проверки отсутствия в ней скоплений несгоревшего топлива. Для удаления взрывоопасной
смеси паров топлива, топку необходимо провентилировать в течение времени,
указанного в инструкции, но не менее трех минут.
5. Розжиг котла должен производиться специальным растопочным устройством или ручным растопочным факелом. Если после двух попыток топливо не
зажглось, выяснить и устранить причину, после чего провентилировать топку
и повторить розжиг.
6. При появлении пара в котле (при появлении непрерывной струи пара из
воздушного клапана), необходимо:
- закрыть воздушный клапан;
- продуть манометровую трубку и включить в работу котловой манометр;
- прогреть водоуказательные приборы котла;
- проверить действие предохранительных клапанов с помощью устройств
ручного подрыва. При их неисправности огонь в топке должен быть потушен,
давление в котле снижено до атмосферного. После этого устранить дефект
клапанов.
7. При давлении пара в котле (не более 5 кг/см2) необходимо проверить
обжатие крышек лазов и горловин без применения рычагов и ударов.
8. После подъема давления пара до рабочего необходимо тщательно осмотреть котел и проверить в действии:
- водоуказательные приборы;
- предохранительные клапаны;
- клапаны верхнего и нижнего продувания;
- средства питания котла.
При удовлетворительных результатах осмотра и проверок подъем давле-
ния пара в котле считается законченным.
79
6.2. STARTING A BOILER AND ITS SERVICING DURING OPERATION
1. Ignition of a boiler burner may be produced on heavy fuel or diesel fuel.
2. Since ignition moment one should establish control over water level in
the boiler.
3. Duration of steam pressure rise should correspond to the boiler exploitation
instruction.
4. Before burner ignition it is necessary to examine a furnace to check the absence of fuel unburned there. To remove explosion hazardous vapour fuel mixture,
a furnace should be ventilated during time indicated in the instruction but not less
than 3 minutes.
5. Boiler ignition should be produced by special ignition arrangement or manual ignition torch. If after two attempts fuel is not firing, come to know and eliminate
the reason, after this ventilate a furnace and repeat firing.
6. At the steam appearance in a boiler (a continuous spray of steam from an air
valve appears) it is necessary:
- to close an air valve;
- to purge a pressure gauge tube and switch on a boiler pressure gauge;
- to heat water gauge of a boiler;
- to check safety valves action by means of manual lift. If valves are incorrect –
the fire in the furnace should be extinguished, pressure in a boiler should be lowered
to the atmosphere one. After this valve defects to be repaired.
7. If steam pressure in a boiler is not more than 5 kg/cm2 it is necessary to check
squeezing of scuttle covers and boiler necks without using levers and hits.
8. After steam pressure rise to the operating pressure it is necessary to examine
carefully a boiler and to check its action:
- boiler water gauge;
- safety valves;
- valves of surface blow-down and bottom blow-down;
- feeding water aids of a boiler.
If the rezults of an examination and checks are satisfactory, steam pressure rise
check in a boiler is considered to be over.
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]