Понятие о накипи в тепловых установках

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

накипь водоочистка обеззараживание

• Что такое накипь
• Вредное влияние накипи
• Способы избавления от накипи
• Пути решения проблем водоочистки на ТЭЦ
• Механическая
• Обезжелезивание воды
• Сорбционные фильтры
• Умягчение воды
• Аэрационные фильтра
• Установка обратного осмоса
• Обеззараживание воды
• Список используемой литературы

Что такое накипь

При нагреве воды, содержащиеся в ней, соли распадаются на нерастворимый осадок и углекислый газ. Откладываются эти соли не только на ТЭНе, но и всей внутренней поверхности устройств, тем самым приводя их в негодность. Причина образования накипи на элементах нагревательных -- это чересчур высокое количество растворенных в воде солей магния и кальция. Причем, чем большее их количество, тем более жесткая получается вода. Говоря обобщённым языком накипь - это твёрдые отложения, которые состоят из химических соединений определённых веществ. Но интересен тот факт, что образуется накипь и в определённых условиях, а именно - в процессе нагрева (кипячения) воды. Накипь начинает образовываться при температуре 40-50 °С (слабая). Когда температура нагрева достигает 60 градусов, то возникает существенная накипь. Главной же причиной всё-таки является водопроводная вода, которая «богата» большим содержанием солей магния и кальция. Часть из них превращается в углекислый газ, и соответственно испаряется. А другая часть превращается в нерастворимый осадок.

Накипь, может быть, нескольких видов (в зависимости от состава солей): карбонатная (самая распространённая), сульфатная, а также силикатная (наиболее насыщенная различными соединениями: магний, железо, алюминий, кремнекислые соединения).

Исходя из всего вышесказанного, можно сделать заключение, что под накипью понимается процесс образования твёрдых отложений в результате нагрева жёсткой воды при температуре от 40°С и более.

Накипь -- твёрдые отложения, образующиеся на внутренних стенках труб паровых и водогрейных котлов, водяных экономайзеров, пароперегревателей, испарителей и других теплообменных аппаратов, в которых происходит испарение или нагревание воды, содержащей те или иные соли.

Накипь под микроскопом.

Вредное влияние накипи

Вредное влияние накипи проявляется в трех направлениях: слой накипи, покрывающий поверхность нагрева, уменьшает коэффициент теплопередачи между водой и газами, что в итоге вызывает перерасход топлива. На рисунке 1 показано влияние толщины слоя накипи на перерасход топлива. Известно, что 5 мм накипи приводят к перерасходу до 30% тепловой энергии, а 10 мм - повышают её расход в два раза.

Рисунок 1 - Зависимость перерасхода топлива от толщины слоя накипи.

Загрязнение поверхности нагрева котла со стороны воды повышает температуру стенки водогрейной или дымогарной или жаровой трубы, причем повышение температуры стенки будет тем больше, чем толще слой накипи и чем меньше её коэффициент теплопроводности (лнак). На рис. 2, в качестве примера, показано изменение температуры стенки водогрейной экранной трубы, расположенной в топочном пространстве (1100°С) в зависимости от теплопроводности накипи и её толщины (s).

Рисунок 2 - Влияние толщины слоя накипи и её теплопроводности на температуру стенки трубы.

Повышение температуры стенки трубы вызывает снижение как предела прочности металла, так и предела текучести. Вследствие этого происходит разрыв труб или образование свищей и отдулин, т.е. таких явлений, которые вызывают выход котла из строя. В оборотных и пролетных котлах при перегреве металла жаровой трубы из-за отложения на ней твердой накипи (в особенности в верхней её части) может произойти посадка трубы (выпучена в сторону топки).

Некоторые виды твердых отложений способствуют процессу коррозии. Коварство накипи состоит в том, что даже микронные слои водного камня ускоряют точечную коррозию и уменьшают производительность котла.

Накипь возникает в результате реакции кальция, магния и кремния с металлом труб и образует твердый слой на их внутренней поверхности, препятствуя теплопередаче. Чтобы преодолеть тепловое сопротивление накипи, приходится повышать температуру труб. Это приводит к их перегреву и образованию трещин. Слой накипи толщиной 3 мм вызывает потерю 2-3% тепла. В общем, накипь понижает КПД котла на 10-12%. Накипь, также, образуется в экономайзерах, насосах питательной воды и в связанных с ними трубопроводах. Обычно, накипь не образуется в системах, где применяется деминерализованная вода.

Способы избавления от накипи

Работа в котельных напрямую связана с водой. Любого вида котельные работают с водой весь срок эксплуатации. Поэтому теплогрейная промышленность, первая из всех отраслей страдает от накипи. Тут жесткая вода наносит больше всего вреда, в сравнении с другими сферами применения жесткой воды. Подобную воду отличают две соли - кальция и магния, которые в ней содержаться в излишке. Вот эти соли под воздействием температуры выпадают в осадок и образуют накипь.

Из-за своих негативных особенностей, накипь не дает котлу работать в полную силу. В результате для защиты от накипи котла изобрели умягчение воды. Только оно может в полной мере гарантировать избавление от солей жесткости. Но преимущества умягчения не только в избавлении от повышенной жесткости. Некоторые фильтры от накипи в состоянии гарантировать устранение старой накипи. К такому виду умягчителей относятся электромагнитные преобразователи накипи, ультразвуковые и магнитные фильтры. Рассмотри их:

· Электромагнитные преобразователи накипи -- то устройство предназначено для создания переменного магнитного поля определенной конфигурации на входном участке водопроводной трубы.

· Ультразвуковые преобразователи накипи -- При воздействии на воду слабых ультразвуковых колебаний образуется множество постоянно смещающихся центров кристаллизации, что затрудняет рост и осаждение кристаллов накипи на теплообменных поверхностях оборудования. Ультразвуковые колебания способствуют интенсивному образованию новых центров кристаллизации в объеме воды и происходит образование шлама в массе жидкости. В результате воздействия ультразвуковых колебаний наблюдается либо прекращение образования отложений, за счет нарушения условий кристаллизации, либо разрыхление образующейся накипи.

· Магнитные преобразователи накипи -- воздействие на воду постоянным магнитным полем, при котором растворенные в воде ионы кальция, кремния и магния теряют свою способность к образованию накипи.

Пути решения проблем водоочистки на ТЭЦ

Для решения этих проблем прибегают к водоподготовке котельных и ТЭЦ. Устанавливают большое количество фильтров для очистки воды на ТЭЦ. Главная цель - установить необходимое количество фильтров, чтобы вода на выходе была смягченной и без солей. Рассмотрим основные методы водоподготовки на ТЭЦ:

Механическая

Обезжелезивание воды

Сорбционные фильтры

Умягчение воды

Аэрационные фильтра

Аэрационные фильтры окисляют железо, которое растворилось в воде. Вода, поступая в фильтр, насыщается воздухом. После чего происходит окисление, она поступает в фильтр обезжелезивания, очищается от хлопьевидного осадка. Кстати, эти фильтры также очищают от токсических веществ с неприятным запахом.

Установка обратного осмоса

Обеззараживание воды

Обеззараживание воды проводят с целью избавления от бактерий и вирусов. Выполняют при помощи хлорирования или ультразвуком. Хлорирование подразумевает добавление реагентов (хлор или озон). На выходе получается вода с хлором, что не очень приятно. Наиболее безопасно все же проводить очистку ультразвуком или ультрафиолетом.

Список используемой литературы

накипь водоочистка обеззараживание

1. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ//Том2

2. ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОВЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК//Госгортехнадзором России № БК-03-35/288 от 30.09.02

3. Учебное пособие «Водоподготовка»

4. Химия 9 класс - Павел Оржековский, Людмила Мещерякова, Марина Шалашова

5. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВОДЫ - Ким А., Графова Е.

Размещено на Allbest.ru