27 Какое влияние оказывают внутритрубные отложения на температурный режим обогреваемых труб парового котла?

(Питательная вода, поступающая в паровой котел, содержит определенное количество примесей (оксид железа, меди и других металлов, соли жесткости, кислород, углекислоту и т.д.). По мере прохождения водного теплоносителя по пароводяному тракту котла часть примесей осаждается на внутренней поверхности трубы. При контакте теплоносителя со стенкой происходит коррозия металла, продукты коррозии частично переходят в воду, а частично остаются на поверхности металла. Суммарное количество продуктов коррозии на поверхности и осадившихся на стенке из потока воды примесей представляет собой внутритрубные отложения.)

Наличие отложений на внутренней поверхности обогреваемой трубы несколько повышает коэффициент теплоотдачи α₂, а слой отложений представляет собой дополнительное термическое сопротивление.

Внутритрубные отложения имеют капиллярно-пористую структуру, диаметр капилляров составляет от 0,5 до 8…10 мкм, количество их достигает 3000…5000 на 1 мм². Шероховатая поверхность отложений интенсифицирует теплообмен в области однофазного потока, а в зоне ухудшенного теплообмена (на закризисном участке) повышает теплоотдачу в 2-6 раз. Пористая структура отложений способствует усилению парообразования, так как увеличивается число центров парообразования, с другой стороны - паровая пленка у стенки образуется при меньших значениях паросодержания, поэтому кризис теплоотдачи наступает при тепловых потоках, более низких, чем на чистой внутренней поверхности трубы.

Термическое сопротивление слоя отложений значительно повышает температуру стенки трубы (на несколько десятков градусов) и поэтому обязательно учитывается при анализе температурного режима трубы.

28 Расскажите о материальном балансе примесей в пароводяном тракте парового котла.

(Питательная вода, поступающая в паровой котел, представляет собой раствор в воде различных веществ неорганического и органического характера. В ней содержатся катионы Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺; анионы Cl^-, SO₄^2-, SiO₃^2-, OH^-, CO₃^2- и др; продукты коррозии конструкционных материалов (оксиды Fe, Si, Cr, Ni, Zn, Co, Al и др.); летучие примеси O₂, CO₂, NH₃, H₂, N₂ и др. Кроме растворенных веществ в питательной воде содержатся и взвешенные частицы различной дисперсности.

На (рис) представлена принципиальная тепловая схема блока ТЭС и указаны пути поступления примесей в пароводяной тракт. (На этой схеме не указаны места ввода корректирующих реагентов).

Из (рис.) видно, что питательная вода в паровой котел 1 вносит за единицу времени (секунду, час, год и т.д.) примеси в количестве D_п.в С_п.в, где С_п.в - концентрация примесей в питательной воде.)

В паровом котле концентрация примесей увеличивается за счет продуктов коррозии (+C_корр^н) и уменьшается за счет отложения ее на поверхности нагрева (-C_корр^н) и продувки котла в количестве D_прС_пр, где D_пр количество продувочной воды 16, С_пр - концентрация примесей в ней. Из котла уходит перегретый пар D_п с концентрацией примесей С_п. В результате для парового котла материальный баланс примесей запишется в следующем виде: