Значения эмпирического коэффициента k для авр и кавр
-
Тип ВХР
q, кВт/м2
СFe, мкг/дм3
k,
(дм3∙моль)/(ч∙кДж2)
АВР
50
5,0-10,0
3,367·10-7
~ 40,0
2,210·10-7
300
5,0-10,0
4,198·10-7
~ 40,0
1,116·10-7
КАВР
50
5,0-10,0
1,372·10-7
~ 40,0
0,437·10-7
300
5,0-10,0
1,361·10-7
~ 40,0
0,471·10-7
Проведенные расчеты показали, что значение эмпирического коэффициента k зависит от концентрации железа в воде: при увеличении концентрации железа в воде значение коэффициента k уменьшалось как при АВР, так и при КАВР (табл. 6).
При КАВР увеличение теплового потока с 50 кВт/м2 до 300 кВт/м2 при фиксированной концентрации железа в воде практически не изменяло значение коэффициента k. Следует отметить, что значение коэффициента k зависит от типа ВХР: для КАВР оно в несколько раз меньше, чем для АВР.
Для
расчета скорости образования отложений
продуктов коррозии железа во внутреннем
и внешнем слоях (
,
мг/(см2∙ч))
предложено использовать следующее
уравнение:
(7)
Из анализа уравнения (7) следует, что на скорость образования отложений продуктов коррозии железа влияют не только физико-химические процессы, протекающие на поверхности металла, но и термодинамические параметры системы, содержащей продукты коррозии железа, и временной фактор.
ВЫВОДЫ
1. Предложена физическая модель образования отложений продуктов коррозии железа, учитывающая основные факторы, определяющие процесс образования отложений на различных стадиях.
2. Анализ существующих моделей, приведенных в литературных данных и описывающих процесс образования внутритрубных отложений продуктов коррозии железа, показал, что основными факторами, влияющими на процесс образования отложений, являются тепловой поток и концентрация продуктов коррозии железа в воде.
3. Дана оценка влияния отдельных параметров (теплового потока, времени, pH, концентрации продуктов коррозии железа в воде, ОВП и др.) на скорость образования отложений продуктов коррозии железа при трех ВХР: АВР, КАВР и ВВР. Установлено, что при всех ВХР наибольшее влияние на процесс образования отложений оказывает тепловой поток; влияние других параметров определяется типом ВХР.
4. Представлены физико-химические процессы, протекающие при формировании внутреннего и внешнего слоев отложений продуктов коррозии железа. Показано, что образование внутреннего слоя отложений продуктов коррозии железа определяется преимущественно процессом коррозии металла.
5. Получено уравнение для расчета скорости образования внутреннего слоя отложений продуктов коррозии железа, показывающее, что основным влияющим фактором является коэффициент диффузии кислорода.
6. Рассчитаны коэффициенты диффузии кислорода при трех ВХР (АВР, КАВР и ВВР) и различных тепловых потоках. Установлено, что максимальное значение коэффициента диффузии кислорода соответствует КАВР.
7. Предложено уравнение для расчета скорости образования внешнего слоя отложений продуктов коррозии железа, в котором учитываются не только тепловой поток, время пребывания и концентрация продуктов коррозии железа в воде, но и термодинамические параметры тех форм соединений продуктов коррозии железа, которые содержатся в воде и внешнем слое отложений.
8. Определены значения эмпирического коэффициента k в уравнении для расчета скорости образования внешнего слоя отложений продуктов коррозии железа для двух ВХР: АВР и КАВР. Установлено, что значение коэффициента k снижалось с повышением концентрации продуктов коррозии железа в воде; при КАВР оно было ниже, чем при АВР при одних и тех же условиях проведения экспериментов.
9. Получено уравнение для расчета скорости образования отложений продуктов коррозии железа, в котором учитываются процессы, протекающие во внутреннем и внешнем слоях отложений.
10. Результаты работы могут быть использованы для прогнозирования скорости образования отложений продуктов коррозии железа на теплопередающих поверхностях с учетом условий эксплуатации оборудования.
Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:
1. Исянова А.Р., Петрова Т.И. Анализ расчетных зависимостей скорости образования отложений продуктов коррозии железа в водном теплоносителе // Вестник МЭИ. 2007. - №3. – С. 63-66.
2. Петрова Т.И., Селезнёв Л.И., Исянова А.Р. Образование отложений продуктов коррозии железа на теплопередающих поверхностях барабанных котлов // Вестник МЭИ. 2008. - №6. – С. 146-150.
3. Исянова А.Р., Петрова Т.И. Выбор основных показателей для создания моделей образования отложений на поверхности труб барабанных котлов // Одиннадцатая междунар. научн.-техн. конф. студентов и аспирантов “Радиоэлектроника, электротехника и энергетика”: Тез. докл. – М.,2005. – Т.3. – С. 133-134.
4. Исянова А.Р., Петрова Т.И. Влияние величины рН и температуры на растворимость продуктов коррозии железа в воде // Двенадцатая междунар. научн.-техн. конф. студентов и аспирантов “Радиоэлектроника, электротехника и энергетика”: Тез. докл. – М.,2006. – Т.3. – С. 159-160.
5. Исянова А.Р., Петрова Т.И. Разработка физической модели процесса образования отложений продуктов коррозии в однофазной среде // Тринадцатая междунар. научн.-техн. конф. студентов и аспирантов “Радиоэлектроника, электротехника и энергетика”: Тез. докл. – М.,2007. – Т.3. – С. 127-128.
6. Исянова А.Р., Петрова Т.И. Оценка влияния различных факторов на скорость образования отложений продуктов коррозии железа на поверхности труб барабанных котлов // Четырнадцатая междунар. научн.-техн. конф. студентов и аспирантов “Радиоэлектроника, электротехника и энергетика”: Тез. докл. – М.,2008. – Т.3. – С. 128-129.
7. Tamara I. Petrova, Valery I. Kashinsky, Anastasia R. Isyanova, R. Barry Dooley Effect of Water Chemistry on Deposition Rate of Iron Corrosion Products in Boiler Tubes // Proc. ICPWS XV, Berlin, September 8-11, 2008. – www.icpws15.de