Размещено на http://www.allbest.ru/

О системах водоподготовки на ТЭЦ в Дании

Образование накипи

Хорошо известно, что жесткость циркуляционной воды является причиной образования накипи в котлах, теплообменниках или трубопроводах. Накипь усложняет работу котельной и обуславливает увеличение расхода топлива в зависимости от роста накипи. Это та причина, по которой подпиточная вода должна быть умягчена или обессолена.

Риск, однако, остается, поскольку сырая вода может проникнуть в циркуляционную систему, например, вследствие протечек баков горячей воды. Для снижения риска при водоподготовке подводятся химические вещества, посредством чего соли выпадают в виде осадка.

Образование накипи приводит к увеличению температуры поверхности нагрева (часто до 50%), вызывая расширение металла, что, в свою очередь, может привести к появлению коррозии под напряжением (рис. 1).

Коррозия

Наличие кислорода является причиной большинства видов коррозии железа. Таким образом, важно, чтобы содержание кислорода в циркуляционной воде поддерживалось на очень низком уровне, например, менее 0,02 мг/л. При присутствии кислорода в воде риск коррозии увеличивается пропорционально увеличению солесодержания, особенно в присутствии соединений сульфатов и хлоридов.

Перед поступлением подпиточной воды в систему теплоснабжения кислород удаляется в деаэраторной установке. Однако такие установки в Дании применяются только на относительно больших ТЭЦ, то есть там, где происходят самые большие потери воды. Более низкие концентрации кислорода могут быть нейтрализованы путем добавления в циркуляционную воду корректировочных химических продуктов. Этот способ водоподготовки пригоден для небольших установок теплоснабжения.

Значение рН для циркуляционной воды должно поддерживаться на определенном уровне, например, в диапазоне от 9,5 до 10,0. Столь узкий интервал для рН выбран исходя из того, что при высоком значении рН обеспечивается защита железа (см. рис. 2, на котором приведены зависимости между рН, температурой и растворимостью магнетита Fe3O4). Из рисунка видно, что чем выше значение рН, тем ниже растворимость магнетита. Минимальное значение рН должно составлять 9,5.

В том случае, если в системе теплоснабжения используются любые металлы (кроме стали), например, медь и латунь, значение рН должно быть максимальным и определяться на основании графика коррозии латуни (рис. 3). На данном рисунке показано, что минимальная коррозия наблюдается при рН=9,5. При повышении значения рН выше 10,0 коррозия сильно возрастает, поскольку при рН=10 наблюдается увеличение выщелачиваемости содержащегося в латуни цинка.

Фильтрация

фильтрация теплосеть циркуляционный вода

Из циркуляционной системы очень важно удалить солевой осадок и частицы железа, т.к. это не только снижает коррозию, но и эрозию, и механический износ, например насосов, а также отложения магнетита в теплообменниках и загрязнение термостатических клапанов. Кроме того, коррозия вызывает возмущения в теплоизмеряющих системах. Действующие рекомендации требуют, чтобы циркуляционная вода была чистой и не содержала осадка. Данные требования можно обеспечить при комбинировании механической и магнитной фильтрации. Применяется либо полная (100%) фильтрация потока (фильтрующий блок устанавливается на трубе), либо частичная фильтрация, при которой, например, 5-15% обратной воды отводится для комбинированной магнитной фильтрации и фильтрации в рукавном фильтре до 5-10 мк. Данный тип фильтрации представляет собой непрерывный процесс: этот процесс эффективен и используется в основных системах теплоснабжения.

Поскольку фильтрационная система не устанавливается на основной трубопровод, то она не препятствует общей циркуляции. Это означает, что затраты энергии, требующейся для выполнения фильтрации, минимальны. При использовании выносного фильтрующего блока облегчается процедура чистки фильтра, поскольку основной циркуляционный поток при этом не должен прекратить циркуляцию и изменить направление (рис. 4).

Фильтрация полного расхода циркуляционной воды имеет преимущество во вторичных и третичных контурах, выполняя защиту термостатических клапанов, циркуляционных насосов, регулирующих клапанов, теплообменников и батарей. В этих случаях, однако, должны использоваться фильтры с автоматическим байпасированием, которые гарантируют, что засоренный фильтр не заблокирует подачу тепла.

Новые концепции

С тех пор, как стали действовать указанные выше стандарты (1988 г.), датская система теплоснабжения стала развиваться быстрее. Разработаны новые материалы, новая продукция и новые концепции. Однако можно назвать три сферы, которые пока не отражены в рекомендациях:

использование пластика в системе

рост микробактерий в системах теплоснабжения

использование нержавеющей стали при высоких температурах

Пластики. Хорошо известно, что кислород распространяется в пластике и что установка большого количества незащищенных пластиковых трубопроводов в системах теплоснабжения нежелательна. Причиной этого является риск поступления большого количества кислорода в систему локально, что может привести к увеличению местной коррозии. За последние 10 лет отмечено расширение применения гибких (пластиковых) труб в системах теплоснабжения. В настоящее время проблема проникновения кислорода через гибкие трубы решается созданием специальных барьеров (удаление до 100 % кислорода).

Бактерии. Данная проблема не нова, однако только недавно мы стали обращать внимание на типы коррозии, появляющиеся за счет роста бактерий (бактерии на металле и бактерии, снижающие сульфаты). Факт роста бактерий в системах теплоснабжения выявляется соответствующим запахом циркуляционной воды, отклонениями при дозировании химических веществ, коррозией батарей и медных/латунных компонентов. Бактерии могут поступить в систему с грязью из почвы, либо при проведении ремонтных или монтажных работ. В системах и в нижней части батарей устанавливаются хорошие условия для роста бактерий. Можно провести дезинфекцию отключенной системы. В Дании реализуются исследовательские проекты, направленные на то, чтобы внести большую ясность по этому вопросу.

Нержавеющая сталь. На установках теплоснабжения (например, для теплообменников) расширяется использование данного металла. В общем случае нержавеющая сталь более коррозионностойка, однако она чувствительна к двум факторам: 1 - температура, 2 - хлориды. В том случае, если в системе теплоснабжения должна быть применима нержавеющая сталь, важно сопоставить температурные условия и фактическое содержание хлорида в воде. В том случае, если необходимо провести чистку нержавеющей стали, никогда не пользуйтесь хлорной кислотой, т.к. данная кислота приведет к немедленному разрушению пассивной мембраны нержавеющей стали и повлечет немедленное повреждение стали (рис. 5).

Заключение

Правильная обработка воды имеет важное значение для обеспечения надлежащей работы системы теплоснабжения. Она влияет на экономичность эксплуатации системы и выполняет защиту системы. Поэтому при планировании ремонтных работ на энергосетях водообработке должно быть уделено особое значение.

Можно добавить, что средняя потеря воды в нормальных системах теплоснабжения Дании составляет около 0,25% в день - в больших системах теплоснабжения немного больше, в новых нецентрализованных ПГУ-ТЭЦ немного меньше. Это очень маленькая потеря воды, которая получена в результате комбинирования интенсивных восстановительных мероприятий на современных трубных системах и применения правильной водоподготовки. В настоящее время для теплосетей, сооруженных с учетом действующих стандартов, срок службы составляет 30-50 лет.

Размещено на Allbest.ru