woda_zasilajaca.pdf

(145 KB) Pobierz

Slajd 1

2007-10-20

Pochodzenie i skład osadów kotłowych

Eksploatacja Maszyn i

Urządzeń Energetycznych

Wpływ jakości wody zasilającej i kotłowej na

trwałość powierzchni ogrzewalnych

Pochodzenie i skład osadów kotłowych

Skład chemiczny osadów

Osady kotłowe pochodzą z kilku źródeł:

• związki chemiczne – korygenty

• produkty korozji obiegu zasilającego i powierzchni ogrzewalnych

• zanieczyszczenia wody zasilającej

Zazwyczaj w skład osadów wchodzą:

• tlenki i węglany metali ciężkich

• wolna miedź

• fosforany

• węglany

• krzemiany

• siarczany i chlorki

• różne nieorganiczne i organiczne związki chemiczne

Związki chemiczne wykrywane w osadach można podzielić na:

• korzystne - dodawane celowo (alkalizatory stałe)

• zanieczyszczenia niekorzystne (węglany tlenki metali ciężkich)

• zanieczyszczenia obojętne

Źródłem związków chemicznych w osadach są:

• chemikalia do uzdatniania wody

• zanieczyszczenia (własne wody)

• produkty korozji

• produkty erozji

• produkty reakcji chemicznych.

Skład chemiczny osadów

Związki chemiczne występujące w osadach

Cu 4 SO 4 (OH) 6

Na 2 Cu(SO 4 ) 2

CaFe(OH) 2 SO 4

CuCO,Cu(OH) 2 - zasadowy węglan

FePO 4

Fe(PO 4 ) 3

NaFe 3 (PO 4 ) 2 (OH) 4 * 2H 2 O

FeO

Fe 2 O 3

Fe 3 O 4

1

50205391.049.png

50205391.050.png

50205391.051.png

50205391.052.png

50205391.001.png

50205391.002.png

50205391.003.png

50205391.004.png

50205391.005.png

50205391.006.png

50205391.007.png

50205391.008.png

50205391.009.png

50205391.010.png

2007-10-20

Związki chemiczne występujące w osadach

Związki chemiczne występujące w osadach

Miedź osadza się z roztworów bezpośrednio w reakcji wymiany z

żelazem tlenków lub przez redukcję wodorem wydzielającym się w czasie

korozji żelaza Często występuje w postaci inkrustracji hematytu

szczególnie w przypadku korozji alkalicznej - tlenki miedzi pozostające w

kotle, to Cu 2 O koloru czarnego

Korozja galwaniczna wywołana miedzią lub jej związkami jest

raczej zjawiskiem rzadkim w dobrze spasywowanym kotle w środowisku

alkalicznym nie powinna zachodzić Tlenki żelaza czarne drobne dobrze

przylegające powstają wskutek utleniania żelaza zachodzącego na

powierzchni w reakcji bezpośredniej między żelazem a wodą

Miejsca gromadzenia się osadów

Miejsca gromadzenia się osadów

• Największa ilość osadów wydziela się na powierzchni wewnętrznej

powierzchni ogrzewalnych

• Osady powstają również w walczakach a dzięki łatwemu dostępowi do

obserwacji mogą posłużyć do określenia procesów zachodzących w

parowniku

• Komory lub kolana przegrzewaczy.

• Powierzchnie wewnętrzne wężownic schładzaczy

Przyczyny powstawania osadów

Warstwy ochronne

Proces osadzania się zanieczyszczeń polega na wzroście

stężenia związków rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych w warstwie

rozdzielającej metal od czynnika w której następuje odparowanie części

rozpuszczalnych lub wydzielenie się osadów z wody wskutek obniżenia

rozpuszczalności (np fosforany)

W czasie normalnej pracy temperatura wewnętrznej ścianki rury

jest nieznacznie wyższa od temperatury czynnika Jeżeli woda kotłowa

odparowuje rozpuszczone lub zawieszone zanieczyszczenia ulegają

zagęszczeniu w warstwie przejściowej między metalem a czynnikiem

nawet gdy ścianka rury jest czysta W tym przypadku wytrącające się osady

są zmywane Jeżeli natomiast na powierzchni rury znajdują się porowate

osady szczególnie w strefie maksymalnego obciążenia cieplnego istnieje

możliwość znacznego wzrostu zanieczyszczeń gdyż osady ograniczają

dyfuzję czynnika To tłumaczy zjawisko wytrącania się osadów na

powierzchni wewnętrznej od strony ogrzewanej

Jak wiadomo odporność na korozję metali stykających się z parą

lub wodą zapewnia warstwa ochronna - pasywna, utworzona z

odpowiednich tlenków wskutek różnych reakcji oksydacyjno-redukcyjnych

na powierzchni rur Należy podkreślić że redukcyjne środki organiczne

mają ujemny wpływ na warstwę ochronną albowiem redukują F 2 0 3

niszczące magnetyt

2

50205391.011.png

50205391.012.png

50205391.013.png

50205391.014.png

50205391.015.png

50205391.016.png

50205391.017.png

50205391.018.png

50205391.019.png

50205391.020.png

50205391.021.png

50205391.022.png

50205391.023.png

50205391.024.png

50205391.025.png

2007-10-20

Warstwy ochronne

Transport zanieczyszczeń wody i pary

Niektóre tlenki są wnoszone z wodą zasilającą jako części

rozpuszczalne do których należą również rozpuszczalne związki

chefatynowe dające trwałe kompleksy rozkładające się w temp powyżej

300°C Wskutek odparowania związki te w wybranych miejscach

powierzchni ogrzewalnych osadzają się jako tlenki

Nierozpuszczalne zawiesiny wnoszone do kotła lub nawet w nim

powstające również osadzają się w miejscach o danym natężeniu cieplnym

powodując przegrzanie metalu lub koncentrację elektrolitów co prowadzi

do niszczenia warstwy ochronnej, a tym samym korozji metalu.

Transport zanieczyszczeń wody i pary

Transport zanieczyszczeń wody i pary

Zanieczyszczenia pary powodują korozję oraz wytrącanie się

osadów w przegrzewaczach i dalej w układzie przepływowym turbiny

Zawarte w parze (rozpad amin) kwasy nieorganiczne i organiczne również

powodują korozję metalu w układzie wodno-parowym.

Szczególnie niebezpieczne w tym przypadku jest nadmiernie

dozowane amin z których po rozkładzie w wyższych temperaturach

powstaje amoniak powodujący korozję elementów wykonanych ze stopów

miedzi.

Części stałe przedostają się do pary z kropel wody porywanych z

walczaka w wyniku niewłaściwie pracującej separacji szczególnie w

przypadku nagłego obniżenia ciśnienia np w czasie pracy kotła na niskiej

wydajności a następnie nagłego jego wzrostu

Korekcja wody zasilającej i kotłowej

Korekcja wody zasilającej i kotłowej

Korozję metalu stykającego się z wodą i parą w obiegu wodno-

parowym można ograniczyć przez dozowanie odpowiednich związków

chemicznych o własnościach alkalicznych lub redukcyjnych w celu

otrzymania właściwego pH oraz związania tlenu

Alkalizacja

• aminy - podobnie jak amoniak przyczyniają się do wzrostu pH wody mają

jednak tę wadę że rozkładają się w wodzie kotłowej na amoniak oraz

kwasy organiczne co może mieć wpływ nie tylko na przewodność wody

lecz również na rozwój korozji; w wodzie zasilającej i kondensacie - lepiej

od amoniaku - spełniają funkcję alkalizatora oraz odtleniacza (własności

redukcyjne)

• alkalizatory lotne - służą jedynie do alkalizacji wody zasilającej i

kondensatu

• amoniak - lotny alkalizator najczęściej używany do obniżenia korozji

elementów stalowych obiegu wody zasilającej (podgrzewacze rurociągi);

nie ma wpływu na pH w samym kotle gdyż w tych warunkach nie

hydrolizuje występuje jedynie pod postacią NH3

• odtlenianie - dozowanie odtleniaczy odbywa się zazwyczaj przed pompą

kondensatu; do odtleniaczy zalicza się aminy takie jak hydrazyna

carbohydrazyd diethylohydroxyloamina hydrohinina; właściwości

redukcyjne tych związków obniżają jednak trwałość warstwy ochronnej

potęgując natężenie erozjokorozji elementów obiegu zasilającego;

wszystkie odtleniacze z wyjątkiem hydrazyny zawierają węgiel i mogą

rozpadać się na kwasy organiczne

3

50205391.026.png

50205391.027.png

50205391.028.png

50205391.029.png

50205391.030.png

50205391.031.png

50205391.032.png

50205391.033.png

50205391.034.png

50205391.035.png

50205391.036.png

50205391.037.png

50205391.038.png

50205391.039.png

50205391.040.png

2007-10-20

Dozowanie fosforanów

Zanikanie fosforanów (hide out)

W kotłach walczakowych w celu utrzymania właściwej warstwy

ochronnej istotny jest odpowiedni poziom pH wody kotłowej Aby go

utrzymać dozuje się fosforany które ponadto reagują z zanieczyszczeniami

zapobiegając wytrącaniu się kwaśnych lub alkalicznych osadów i nie są

agresywne nawet w dużych stężeniach Wzrost stężenia zanieczyszczeń

powoduje korozję oraz ich osadzanie się

Wnioski

• Osady na powierzchniach ogrzewalnych są niepożądane a ich

obecność spowodowana jest własnościami chemicznymi czynnika i

sposobem eksploatacji

• W czasie eksploatacji urządzeń własności wody i warunki pracy nie

powinny ulegać nagłym zmianom

• Skład chemiczny osadów jest różny części rozpuszczalne mogą być

wymywane z osadów w czasie odstawiania i uruchamiania kotła

• Ilość osadów oraz ich skład są często zmienione w okolicy

nieszczelności

• Produkty korozji bardzo często są pomieszane z osadami szczególnie

w przypadku przegrzewaczy które uległy korozji postojowej

• Należy sprawdzać jakość wody pary i kondensatów w stanach

nieustalonych

• Kocioł jest pułapką dla osadów istnieją pewne czynniki które te

skłonności potęgują np pole magnetyczne namagnesowanych rur

4

50205391.041.png

50205391.042.png

50205391.043.png

50205391.044.png

50205391.045.png

50205391.046.png

50205391.047.png

50205391.048.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Water for the World by Elizabeth S Helfman (1960).pdf (12861 KB)
Studnia artezyjska.pdf (103 KB)
Studnia.pdf (122 KB)
Reservoir_Warsaw.jpg (2783 KB)
Pompa.pdf (104 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin