Выбрать водный режим для парового котла типа КУП-100. Рекомендуемые нормы качества питательной воды для этого котлоагрегата.

Кот в мешке

30. Какой показатель качества воды характеризует концентрацию ОН-?

Щелочность воды (общая) представляет собой сумму содержащихся в воде гидроксильных ионов [ОН-] и анионов слабых кислот – угольной (ионов НСО3-, СО32-) и др. В зависимости от химической природы присутствующих в воде соединений различают общую бикарбонатную (двууглекислую), карбонатную (углекислую) и гидратную (гидроксильную) щелочность.

31. Основные уравнения процесса накипеобразования в природной воде.

При нагревании природной воды метастабильные клатратные комплексы воды разрушаются с образованием гидратообразующих веществ. В начале процесса нагрева уже при температуре 42–45 оС из неё начинают выпадать соли временной жёсткости, обладающие отрицательным коэффициентом раствори-мости. Уравнение углекислотного равновесия смещается в сторону образования твёрдой фазы (карбоната кальция или магния) из-за того, что СО2 выделяется из воды. В объёме нагреваемой воды образуются кристаллы шлама, а на поверхности нагрева – отложения из кальция и магния, которые называют первичной накипью

Са(НСО3)2 СаСО3 + Н2О + СО2, (3)

Mg(HCO3)2 MgCO3 + H2O + CO2. (4)

Если при нагреве питательной воды использовать шламоотделитель, то из неё можно удалить вышеуказанные кристаллы и уменьшить накипеобразование в котле. Такой приём называется термическим умягчением воды.

С другой стороны, если в объёме воды создать условия избытка СО2, например, путём растворения в ней выпускных газов от СДВС, то распад бикарбонатов в ней при нагревании некоторое время будет задерживаться. При этом появление накипи на поверхности нагрева из солей временной жёсткости не будет происходить.

При экспериментальных исследованиях структура накипи на поверхности нагрева практически не воспроизводится. Поэтому в настоящее время механизм процесса накипеобразования в водных растворах слабых электролитов, чем является природная вода, остаётся малоизученным и не поддаётся описанию из-за сложности его физической и химической природы.

Известно, что в воде возможна химическая реакция между солями, в результате которой образуются новые соли, имеющие меньшие коэффициенты растворимости, что в свою очередь, вызывает их кристаллизацию на поверхности нагрева. Например,

CaCl2 + Na2SiO3 = CaSiO3 + 2NaCl. (5)

При нагревании природной воды соли постоянной жесткости, обладая положительным коэффициентом растворимости, образуют твёрдую фазу тогда, когда достигается превышение их предела растворимости (предела насыщения), т. к. при каждой температуре в водном растворе всегда имеет место условие постоянства предела растворимости вещества, например, для СаSO4

[Са2+]×[SO42–] = ПР CaSO4= const (при t = const). (6)

В многокомпонентных растворах, несмотря на то, что для каждого из ком-понентов предела насыщения не достигается, равновесие может быть нарушено в сторону выпадения одного из них в осадок. Например, если к насыщенному раствору CaSO4 при постоянной температуре добавить Na2SO4 или CaCl2, то равновесие нарушится в сторону уменьшения растворимости CaSO4 и часть его выпадет в осадок, т. к. должно выдержаться вышеуказанное условие. Поэтому в процессе генерации пара, чтобы исключить образование накипных отложений из солей постоянной жёсткости, целесообразно перевести их в шлам и удалить из объёма кипящей воды. Если взвешенные частицы шлама своевременно не удалить из кипящей воды, то они в процессе генерации пара укрупняются и отлагаются на поверхности нагрева, в виде рыхлой накипи, которая называется вторичной. Она по своему составу является менее плотной и обладает большим термическим сопротивлением.

Дата добавления: 2015-10-28