Котловая вода - Boiler water

Котловая вода жидкий воды в пределах котел или в связанных трубопроводах, насосах и другом оборудовании, которое предназначено для испарения в пар. Термин также может применяться к сырая вода предназначен для использования в котлах, обработанных питательная вода котла, конденсат пара возвращается в котел, или продувка котла снимается с котла.

Резервуар для хранения воды для тепловозных котлов.

Ранняя практика

Насос питательной воды котла

Примеси в воде будут оставлять твердые отложения при испарении пара. Эти твердые отложения теплоизолируют поверхности теплообмена, первоначально снижая скорость парообразования и потенциально заставляя котельные металлы достигать температуры отказа.[1] Взрывы котлов не были редкостью, пока выжившие операторы котлов не научились периодически чистить свои котлы. Некоторые твердые частицы могут быть удалены путем охлаждения котла. тепловое расширение вызвал хрупкость кристаллический твердые частицы растрескиваются и отслаиваются от металлических поверхностей котла. Другие твердые частицы были удалены кислота стирка или механическая очистка.[2] Различные скорости продувки котлов могли снизить частоту очистки, но эффективность работы и обслуживания отдельных котлов определялась методом проб и ошибок пока химики не изобрели средства измерения и регулировки качество воды минимизировать требования к очистке.

Очистка котельной воды

Очистка котловой воды - это вид промышленная очистка воды сосредоточены на удалении или химическом изменении веществ, потенциально опасных для котла. В разных местах используются разные виды лечения, чтобы избежать шкала, коррозия, или же вспенивание.[3] Внешняя обработка исходной воды, предназначенной для использования в котле, направлена ​​на удаление примесей до того, как они достигнут котла. Внутренняя обработка внутри котла направлена ​​на ограничение способности воды растворять котел и поддержание примесей в формах, которые с наименьшей вероятностью вызовут проблемы, прежде чем они могут быть удалены из котла при продувке котла.[4]

Внутри котла

Основная статья: Перегретая вода

На возвышении температуры и давление внутри котла, воды проявляет физические и химические свойства, отличные от тех, которые наблюдаются при комнатная температура и атмосферное давление. Могут быть добавлены химикаты для поддержания pH уровни, сводящие к минимуму водорастворимость материалов котла, позволяя при этом эффективно действовать другим химическим веществам, добавляемым для предотвращения вспенивания, для потребления кислород до того, как это вызовет коррозию котла, для осаждения растворенных твердых частиц, прежде чем они образуют накипь на парогенерирующих поверхностях, и для удаления этих осадков вблизи парогенерирующих поверхностей.[5]

Поглотители кислорода

Сульфит натрия или же гидразин может использоваться для поддержания восстановительных условий в котле.[6] Сульфит менее желателен для котлов, работающих при давлении выше 1 000 фунтов на квадратный дюйм (6900 кПа);[7] потому что сульфаты, образующиеся при сочетании с кислородом, могут образовывать сульфатные отложения или разлагаться до коррозионных диоксид серы или сероводород при повышенных температурах.[8] Избыток гидразина может испаряться с паром для защиты от коррозии за счет нейтрализации диоксида углерода в системе парового конденсата;[9] но он также может разлагаться на аммиак, который атакует медь сплавы. Продукция по съемкам амины Такие как Геламин может быть предпочтительным для защиты от коррозии конденсатных систем медными сплавами.[8]

Коагуляция

Котлы, работающие при давлении менее 200 фунтов на квадратный дюйм (1400 кПа)[10] может использовать неумягченную питательную воду с добавлением карбонат натрия или же едкий натр для поддержания щелочных условий для осаждения карбонат кальция, гидроксид магния и силикат магния. Жесткая вода Обработка таким образом приводит к довольно высокой концентрации взвешенных твердых частиц внутри котла, которые служат ядрами осаждения, предотвращая последующее осаждение сульфат кальция шкала. Натуральные органические материалы, такие как крахмалы, дубильные вещества и лигнины может быть добавлен для контроля роста кристаллов и диспергирования осадков.[11] Мягкий осадок и органические материалы накапливаются в спокойных частях котла и удаляются во время продувки днища.[8]

Фосфаты

Концентрации котельного шлама, создаваемого обработкой коагуляцией, можно избежать путем фосфат натрия обработка при жесткости воды менее 60 мг / л. При адекватном щелочность, добавление фосфата натрия дает нерастворимый осадок гидроксиапатит с гидроксидом магния и магнием и силикаты кальция. Лигнин можно обрабатывать для обеспечения устойчивости к высоким температурам для контроля фосфат кальция шкала и магнитный оксид железа депозиты.[12] Приемлемые концентрации фосфатов снижаются со 140 мг / л в котлах низкого давления до менее 40 мг / л при давлении выше 1500 фунтов на квадратный дюйм (10000 кПа). Рекомендуемая щелочность снижается с 700 мг / л до 200 мг / л в том же диапазоне давления. Проблемы вспенивания чаще возникают при высокой щелочности.[8]

Скоординированный контроль pH и фосфатов пытается ограничить едкую коррозию, возникающую из-за концентраций гидроксильные ионы под пористой накипью на парогенерирующих поверхностях внутри котла. Котлы высокого давления, использующие деминерализованную воду, наиболее уязвимы для едкой коррозии. Гидролиз тринатрийфосфат pH буфер в равновесии с динатрий фосфат и гидроксид натрия.[13]

Хеланты

Хеланты подобно этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) или нитрилотриуксусная кислота (NTA) образуют комплексные ионы с кальций и магний. Растворимость этих комплексных ионов может снизить требования к продувке, если анионные карбоксилат полимеры добавлены для контроля образования накипи. Возможное разложение при высоких температурах ограничивает использование хелатирующих агентов котлами, работающими при давлении менее 1500 фунтов на квадратный дюйм (10000 кПа).[12] Продукты разложения могут вызвать коррозию металла в зонах напряжения и высоких температур.[14]

Питательная вода

Основная статья: Питательная вода котла

Многие большие котлы, в том числе используемые в тепловые электростанции перерабатывать конденсированный пар для повторного использования в котле. Паровой конденсат дистиллированная вода, но он может содержать растворенные газы. А деаэратор часто используется для преобразования конденсата в питательную воду путем удаления потенциально вредных газов, включая кислород, углекислый газ, аммиак и сероводород.[15]Включение полировщика ( Ионный обмен резервуар) помогает поддерживать чистоту воды и, в частности, защищает котел от протечки в трубке конденсатора.

Пополнять запасы воды

Все котлы теряют воду из-за утечек пара; а часть намеренно выбрасывается в качестве продувки котла для удаления примесей, накапливающихся внутри котла.[16] Паровозы и котлы, вырабатывающие пар для использования в прямом контакте с загрязняющими материалами, не могут рециркулировать конденсированный пар. Замена воды необходима для продолжения производства пара. Подпиточная вода изначально обрабатывается для удаления плавающих и взвешенных веществ.[17] Жесткая вода, предназначенная для котлов низкого давления, может быть смягченный путем замены натрий[18] за двухвалентный катионы растворенного кальция и магния, скорее всего, вызовут карбонат и сульфат шкала.[19] Котлы высокого давления обычно требуют деминерализации воды обратный осмос, дистилляция или же ионный обмен.[20]

Смотрите также

Источники

  • Бэббит, Гарольд Э. и Доланд, Джеймс Дж. (1949). Водоснабжение. Макгроу-Хилл.
  • Betz Laboratories (1976). Справочник по промышленному водоподготовке (7-е издание). Betz Laboratories.
  • Кеммер, Франк Н. (1979). Справочник NALCO по воде. Макгроу-Хилл.
  • Линсли, Рэй К. и Францини, Джозеф Б. (1972). Водное хозяйство. Макгроу-Хилл. ISBN  0-07-037959-9.
  • Перри, Роберт Х., Чилтон, Сесил Х. и Киркпатрик, Сидни Д. (1963). Справочник инженеров-химиков (4-е издание). Макгроу-Хилл.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  • Вудрафф, Эверетт Б., Ламмерс, Герберт Б. и Ламмерс, Томас Ф. (1984). Работа паровой установки (5-е издание). Макгроу-Хилл. ISBN  0-07-071732-X.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)

Рекомендации

  1. ^ Кеммер стр.39-2
  2. ^ Бец стр.95
  3. ^ Перри стр.9-50
  4. ^ Кеммер, стр.39-1 и 39-5
  5. ^ Кеммер, стр. 39-13 - 39-17
  6. ^ Вудрафф, Ламмерс и Ламмерс с.516
  7. ^ Бец стр.86
  8. ^ а б c d Перри стр.9-51
  9. ^ Кеммер стр.39-16
  10. ^ Бец стр.99
  11. ^ Кеммер, стр.39-13 и 39-15
  12. ^ а б Кеммер, стр.39-13 и 39-16
  13. ^ Бец, стр. 90 и 104
  14. ^ Бец стр.90
  15. ^ Кеммер стр.14-1
  16. ^ Вудрафф, Ламмерс и Ламмерс стр.530
  17. ^ Кеммер стр.39-5
  18. ^ Линсли и Францини, стр.454-456
  19. ^ Бэббит и Доланд стр.388
  20. ^ Вудрафф, Ламмерс и Ламмерс с.527