Стартовая >> Архив >> Генерация >> О некоторых показателях качества котловой воды барабанных котлов высокого давления

О некоторых показателях качества котловой воды барабанных котлов высокого давления

Василенко Г. В., доктор техн. наук, Сутоцкий Г. П., канд. техн. наук
ОАО Ленэнерго
Правилами технической эксплуатации [1] регламентируется контроль качества котловой воды для котлов высокого давления 140 кгс/см2 (13,8 МПа) по показателю Щфф/Щобщ с диапазоном значений 0,2 - 0,5 в чистом отсеке и 0,5 - 0,7 в солевом отсеке. Для аналогичных котлов за рубежом контроль данного показателя не предусматривается [2].
Опыт эксплуатации барабанных котлов давлением 140 кгс/см2 в Ленэнерго подтверждает, что рассматриваемое отношение обычно не достигает 0.5 в чистом отсеке даже при высокой дозе едкого натра и рН = 9,7 ^ 9,8. Существенно различается этот показатель в солевом отсеке для котлов разных электростанций.
Для уточнения причин и закономерностей наблюдаемого явления были сопоставлены результаты теплохимических испытаний барабанных котлов (рисунок, таблица), выполненных специалистами ЦПРП ОАО Ленэнерго (под руководством инженеров Л. Ю. Матвеевой, Н. А. Макаровой, Н.               А. Заитовой).
Характерными особенностями ТЭЦ-А являются подача на химводоочистку наиболее чистой воды (водозабор из р. Невы выше города), коагуляция воды в осветлителях и минимальный добавок обессоленной воды.
ТЭЦ-Б и ТЭЦ-В расположены соответственно в средней части течения и дельте реки, причем в последнем случае регулярно используется более загрязненная вода Турухтанного ковша Финского залива. На обеих электростанциях коагуляция прямоточная.
На рисунке отношение Щфф/Щобщ приведено в зависимости от Щфф, изменяющейся в зависимости от дозы едкого натра, подаваемого в котлы совместно с тринатрийфосфатом. Как видно из рисунка, лучшие показатели, естественно, отвечают ТЭЦ-А: при максимальных значениях Щфф = 0,05 -- 0,06 мг-экв/дм3 в чистом отсеке отношение Щфф/Щобщ достигает 0,45 - 0,48, т.е. близко к 0,5; в солевом отсеке это отношение составляет 0.5 - 0,75 практически во всем диапазоне значений Щфф, равном 0,1 - 0,4 мг-экв/дм3.
На ТЭЦ-Б максимальное отношение Щфф/Щобщ составляет 0,4 в чистом отсеке, а в солевом достигает лишь 0,5 - 0,55, причем, только при Щфф, близкой к верхнему пределу диапазона значений 0,03 - 0,22 мг-экв/дм3.
Для ТЭЦ-В соответствующие данные занимают промежуточное положение: чистому отсеку отвечают максимальные значения Щфф/Щобщ = = 0,43 ^ 0,44; солевому отсеку 0,5 - 0,6 и лишь для второй половины рабочего диапазона значений Щфф, равного 0,05 - 0,29 мг-экв/дм3.
Анализ приведенных экспериментальных данных позволяет высказать некоторые соображения о наиболее вероятных причинах наблюдаемых расхождений. Прежде всего, следует иметь в виду, что отношение Щфф/Щобщ = 0,5 справедливо для системы Na3PO4 - H2O и только при значениях pH более 9,6 - 9,7, исключающих образование кислых форм ди- и мононатрийфосфата при гидролизе исходного соединения Na3PO4 [3, 4]. По-видимому, оно справедливо и в присутствии нейтральных солей, не фиксируемых при определении Щфф с индикатором метилоранжем.
В реальных условиях эксплуатации возможно поступление в котловую воду соединений кислого и потенциально кислого характера (которые в котловой воде переходят в кислые): углекислоты, кремнекислоты, органических соединений, а также соединений алюминия (продукты коагуляции), прежде всего, при прямоточной коагуляции.

Характеристика водного режима барабанных котлов давлением 140 кгс/см2 (13,8 МПа)


Котел, ТЭЦ

Отсек

Средняя концентрация

Солевая

Непрерывная

Добавок обессоленной воды, %

Коагуляция

котла

PO43 , мг/дм3

SiO2, мкг/дм3

кратность

продувка, %

ТГМ-94Б, ТЭЦ-А

Чистый
Солевой

1,5
3,8

150
500

3

1

3

В ответлителях

БКЗ-320-140, ТЭЦ-Б

Чистый
Солевой

2,0
8,3

110
400

4

1

9

Прямоточная

ТП-80, ТЭЦ-В

Чистый
Солевой

2,5
9,0

150
700

4

1

10

Прямоточная

Показатели качества котловой воды барабанных котлов
Показатели качества котловой воды барабанных котлов давлением 140 кгс/см2 (13,8 МПа):
1 - рекомендуемый ПТЭ диапазон значений Щфф/Щобщ;

Образование кислых соединений в котловой воде возможно также при следующем соотношении ионов в воде водоисточника: НСО3< 0,1 Ca2+ + Mg2+ + + NH3 [5]. В таком случае общая щелочность котловой воды возрастает, а дозируемый едкий натр расходуется на нейтрализацию указанных соединений кислого характера, при этом соотношение Щфф/Щобщ неизбежно оказывается менее 0,5.
Из рисунка видно, что для всех ТЭЦ характерно отсутствие в чистом отсеке избыточного гидроксида натрия, вычисленного по формуле 40(2Щфф - Щобщ). Заметим также, что “расслоение” значений Щфф/Щобщ в чистом отсеке для ТЭЦ-А и других ТЭЦ наблюдается именно в упомянутой ранее оптимальной области pH более 9,6 - 9,7.
При поступлении котловой воды из чистого отсека в солевой отношение Щфф/Щобщ закономерно возрастает, что может быть объяснено завершением процесса удаления углекислоты, как летучего ингредиента. В чистом отсеке этот процесс не завершается полностью в силу высокого парциального давления диоксида углерода в паровой фазе - в генерируемых пузырьках пара (закон Генри).
Появление избыточной гидратной щелочности в котловой воде солевого отсека свидетельствует об удалении летучих соединений кислого характера и нейтрализации дозируемым едким натром остающихся в котловой воде нелетучих кислых коррозионно-агрессивных соединений. Момент появления избыточной гидратной щелочности коррелирует с достижением отношения Щфф/Щобщ > 0,5.
Выводы

  1. Целесообразно сохранение принятого в ПТЭ нормирования отношения Щфф/Щобщ с учетом дополнений, вытекающих из данной статьи.
  2. Степень отклонения Щфф/Щобщ от 0,5, а также максимально достигаемый уровень значений Щфф в солевом отсеке являются индикаторами загрязненности котловой воды нелетучими соединениями кислого характера.
  3. Водный режим барабанных котлов следует вести с наличием избыточной гидратной щелочности в солевом отсеке. При этом верхний предел концентрации едкого натра может быть оценен по известным экспериментальным данным [4] целесообразным уровнем 5 мг/дм3 и максимальным - 10 мг/дм3.

Список литературы

  1. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. М., 1966.
  2. The ASME handbook on water technology for thermal power systems. - United Engineering Center, New York, 1989.
  3. Василенко Г В., Сутоцкий Г П., Смирнова А. С. Оптимальные пределы значений pH котловой воды. - Электрические станции, 1996, № 2.
  4. Василенко Г. В., Сутоцкий Г. П., Дулли Р. Б. О бесфосфат- ном водном режиме барабанных котлов. - Электрические станции, 1995, № 5.
  5. Сутоцкий Г. П. Повреждения энергетического оборудования, связанные с водно-химическим режимом. Санкт-Петербург: НПО ЦКТИ, 1992.
 
« О некоторых недостатках строительства дамб золошлакоотвалов ТЭС   О повреждении сварных соединений паропроводов блоков 500 МВт »
электрические сети