метод повышения чистоты пара, вырабатываемого барабанным паровым котлом, путём искусств, распределения солей и иных примесей в котловой воде. Метод С. и. основан на создании повышенной концентрации примесей в той части котла, откуда ведётся продувка, и пониженной - в той части, где вырабатывается основное количество пара и откуда он уходит в Пароперегреватель. Водяной объём котла при С. и. разделяется перегородками на несколько отсеков. Питательная вода непрерывно подаётся в отсек 1-й ступени; благодаря наличию разности уровней между смежными отсеками котловая вода 1-й ступени перетекает через отверстия в перегородке в отсеки 2-й ступени, являясь для них питательной водой, и т. д. Солесодержание котловой воды увеличивается в каждой последующей ступени испарения; непрерывная Продувка котла ведётся из последней ступени. Обычно применяется двухступенчатое или трёхступенчатое (рис. ) испарение, причём иногда солевые отсеки выполняются в виде выносных циклонов.

Метод С. и. предложен в 1937 в СССР профессором Э. И. Роммом. Длительная эксплуатация котлов, оборудованных устройствами С. и., показала значительное повышение качества пара.

И. Н. Розенгауз.

  • - испаре́ние см. Транспирация....

    Биологический энциклопедический словарь

  • - переход в-ва из жидкого или твёрдого агрегатного состояния в газообразное. Обычно под И. понимают превращение воды в пар. И. возможно при любой темп-ре испаряющей поверхности, но с её повышением ускоряется...

    Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь

  • - Согласно гипотезе, в процессе онтогенеза активизируются не все гены сразу, а определенная их часть, необходимая для реализации данного этапа онтогенеза...
  • - В серии множественных аллелей последовательное доминирование аллеля, по отношению к которому все другие, проявляющиеся промежуточно, относятся как рецессивные...

    Термины и определения, используемые в селекции, генетике и воспроизводстве сельскохозяйственных животных

  • - переход в-ва из конденсированной фазы в газообразную...

    Химическая энциклопедия

  • - переход вещества из жидкого состояния в пар; в отличие от кипения, испарение происходит с поверхности жидкости при любой температуре, пока пар над жидкостью является ненасыщенным...

    Начала современного Естествознания

  • - Описание С к. Фило ном доказывает, что уже в 250 до н. э. оно было известно его современникам. Археологами было найдено С. к., относящееся к раннему периоду Римской империи...

    Словарь античности

  • - Символизирует трансформацию, переход от вод низших к водам высшим. Его символизм связан с символизмом солнца, дождя, огня и воды как силами и противостоящими, и дополняющими друг Друга...

    Словарь символов

  • - переход вещества из жидкого или твердого состояния в газообразное, происходящий при любой температуре в отличие от кипения, имеющего место для данной жидкости при вполне определенной температуре...

    Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

  • - эвапотранспирация - переход влаги в атмосферу биотической среды при транспирации растений, потении животных, дыхании тех и других, а также при испарении с поверхности почвы...

    Экологический словарь

  • - Step aging - .Старение металла при двух или более ступенчато меняющихся температурах, без охлаждения после каждой температуры до комнатной...

    Словарь металлургических терминов

  • - локомотивное депо, состоящее из нескольких прямоугольных стойл, расположенных параллельно друг другу и соединенных так. обр., что каждое последующее стойло несколько сдвинуто в продольном направлении в...
  • - способ торможения, получаемого путем выпуска воздуха из тормозной магистрали наружу через кран машиниста ступенями, т. е. частями, с достаточной выдержкой на каждой ступени...

    Технический железнодорожный словарь

  • - испаре́ние поступление в атмосферу водяного пара; происходит при отрыве молекул с поверхности воды, капель и кристаллов в воздухе, снега, льда, влажной почвы, смоченной растительности...

    Географическая энциклопедия

  • - парообразование, происходящее на свободной поверхности жидкости; фазовый переход первого рода. И. с поверхности тв. тела наз. сублимацией, парообразование в объёме жидкости - кипением...

    Естествознание. Энциклопедический словарь

  • - Последовательное образование формы совершенного вида от первичного несовершенного и вторичной формы несовершенного вида от приставочного глагола совершенного вида. Читать - прочитать - прочитывать...

    Словарь лингвистических терминов

"Ступенчатое испарение" в книгах

"Испарение чёрных мини-дыр и физика высоких энергий"

Из книги Научные идеи А.Д. Сахарова сегодня автора Альтшулер Борис Львович

"Испарение чёрных мини-дыр и физика высоких энергий" Эта работа, как и предыдущая, была написана в ссылке, но уже после победы Сахарова в его долгосрочных голодовках, т.е. в конце 1985 - начале 1986 гг., когда Елена Георгиевна находилась в США на лечении. Чёрная дыра - объект

Испарение

автора

Испарение Кипение – быстрый процесс, и от кипящей воды за короткий срок не остается и следа, она превращается в пар.Но есть и другое явление превращения воды или другой жидкости в пар – это испарение. Испарение происходит при любой температуре вне зависимости от

Испарение твердых тел

Из книги Движение. Теплота автора Китайгородский Александр Исаакович

Испарение твердых тел Когда говорят «вещество испаряется», то обычно подразумевают, что испаряется жидкость. Но твердые тела тоже могут испаряться. Иногда испарение твердых тел называют возгонкой.Испаряющимся твердым телом является, например, нафталин. Нафталин

Что замедляет испарение

Из книги Плоскорез Фокина! Вскопать, прополоть, прорыхлить и скосить за 20 минут автора Герасимова Наталья

Что замедляет испарение Помните, что такое круговорот воды в природе? Вода выпадает на землю, а затем испаряется. Вода испарятся не только с поверхности земли. Сами растения активно испаряют воду, спасаясь от перегрева.Воды растению нужно очень много, чтобы получить

Совет № 28 Ступенчатое торможение является наиболее эффективным, оно позволяет сократить тормозной путь на 5–6 метров по сравнению с торможением юзом

Из книги автора

Совет № 28 Ступенчатое торможение является наиболее эффективным, оно позволяет сократить тормозной путь на 5–6 метров по сравнению с торможением юзом Длина тормозного пути зависит не только от тормозной системы, но и от техники торможения. Самая эффективная – техника

Ступенчатое испарение

Из книги Большая Советская Энциклопедия (СТ) автора БСЭ

Испарение (у растений)

БСЭ

Испарение (физич.)

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ИС) автора БСЭ

Отклик на ступенчатое воздействие в усилителях

Из книги OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей автора Кеоун Дж.

Отклик на ступенчатое воздействие в усилителях Определим, насколько похожа форма выходного напряжения на форму входного при подаче ступеньки напряжения на усилитель. Будем рассматривать усилитель как низкочастотный фильтр, схема которого показана на рис. 6.15. Рис. 6.15.

§ 1.5 Испускание реонов и распад-испарение электрона

Из книги Баллистическая теория Ритца и картина мироздания автора Семиков Сергей Александрович

§ 1.5 Испускание реонов и распад-испарение электрона Электрон так же неисчерпаем, как и атом, природа бесконечна. В.И. Ленин, "Материализм и эмпириокритицизм", 1908 г. Ритц предложил свою гипотезу об испускании элементарными зарядами реонов лишь как способ дать нашему

РАЗДЕЛ IV. ПЕРВИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

К первичным методам переработки относят процессы разделения нефти на фракции, используя ее потенциальные возможности по ассор­тименту, количеству и качеству получаемых нефтепродуктов. Основным первичным процессом является атмосферная перегонка, в основе кото­рой лежат физические процессы: нагрев и испарение нефти в нагрева­тельных трубчатых печах с последующим фракционированием в ректи­фикационных колоннах на бензиновые, керосиновые, дизельные фрак­ции и остаток - мазут.

Эволюция первичной переработки нефти от периодически дей­ствующих кубов до современных установок была обусловлена рядом факторов: увеличением производительности по сырью, сокращением расхода металла, непроизводственных потерь тепла, площадей, необ­ходимых для размещения аппаратуры, повышением качества получа­емых продуктов за счет четкого погоноразделения и устранением воз­можного разложения их в процессе нагрева, снижением пожароопас­ное™, повышением надежности технологической аппаратуры и обо­рудования и др.

Современные установки AT и АВТ обычно комбинируют с процес­сом обезвоживания и обессоливания.

Перегонку нефти на атмосферных установках AT или в атмосферных секциях комбинированных установок АВТ можно осуществлять несколь­кими способами:

1. Однократным испарением в трубчатой печи и разделением отгона в одной ректификационной колонне.

2. Двухкратным испарением и разделением в двух ректификацион­ных колоннах - в колонне предварительного испарения с отделением легких бензиновых фракций и в основной колонне.

В этом случае используют схему перегонки с двухкратным испарени­ем нефти и двумя ректификационными колоннами. В первой колонне отбирают легкий бензин и газ. При этом понижается общее давление в системе и давление в основной ректификационной колонне, в результате чего происходит более полное отделение светлых нефтепродуктов из не­фти и более четкое разделение их в колонне. Схема с двухкратным испа­рением представлена на рис. 4.2

Сырая нефть забирается насосом I и через теплообменники 2 пода­ется на обезвоживание и обессоливание в электродегидраторы 3. Обезво­женная и обессоленная нефть проходит вторую группу теплообменников 4, нагревается до температуры 210-220°С и поступает в первую ректифи­кационную колонну К-1, где отбирается легкая фракция бензина и газ. Остаток из колонны К-1 забирается горячим насосом 5, нагревается в трубчатой печи до 340-360°С и поступает во вторую ректификационную колонну К-2, где отбираются все остальные требуемые фракции. В случае недостаточного нагрева нефти перед входом в колонну К-1 имеется воз­можность подать в низ колонны К-1 часть отбензиненной нефти, нагре­той в печи 6, в виде горячей струи. При работе по этой схеме требуется более высокая температура нагрева в печи по сравнению со схемой одно­кратного испарения вследствие раздельного испарения легкокипящих и более тяжелых фракций. Все современные установки AT в основном ра­ботают по схеме двухкратного испарения.


рис.4.3

Нефть, предварительно обезвоженная и обессоленная на блоке ЭЛОУ атмосферной трубчатой установки или атмосферно-вакуумной установ­ки, насосом 1 подается в теплообменники 2 для нагрева до 220-230°С и далее - в колонну К-1, в эвапорационном пространстве которой проис­ходит разделение ее на пары и неиспарившийся остаток, стекающий в нижнюю часть колонны по тарелкам.

Для поддержания необходимого теплового режима низа колонны К-1 в нижнюю ее часть поступает поток нагретой в печи 6 полуотбензи- ненной нефти («горячая струя»). Поток паров из эвапорационного про­странства колонны К-1, смешавшись с потоком паров, отпаренных из полуотбензиненной нефти, направляется в верхнюю часть колонны К-1, проходя ряд тарелок. На каждой тарелке за счет контакта стекающей с верха колонны флегмы, образованной за счет подачи холодного ороше­ния, с восходящим потоком паров происходит тепло- и массообмен, и пары, двигаясь вверх, все более облегчаются на каждой вышележащей тарелке и, пройдя все тарелки, достигают заданного качества. Как пра­вило, за счет этого удаляется примерно половина бензиновой фракции с концом кипения 130- 140°С, которая вместе с газом конденсируется и охлаждается до температуры 40-45°С в конденсаторе-холодильнике 3 и, после смешения с более тяжелым бензином из колонны К-2, направ­ляется на стабилизацию от растворенного в ней газа и далее на вторич­ную перегонку. На схеме колонны стабилизации и вторичной перегон­ки не показаны. Горячим насосом 4 полуотбензиненная нефть из ко­лонны К-1 подается в трубчатую печь 6, где нагревается до температуры 340-350°С и поступает в эвапорационное пространство основной рек­тификационной колонны К-2, где вновь происходит процесс разделе­ния на паровую ижидкую фазы, как и в колонне К-1.

Более тяжелая часть паров, конденсируясь на каждой тарелке, обога­щает флегму высококипящими компонентами. Пройдя все тарелки, рас­положенные в нижней части колонны, жидкий остаток достигает задан­ного качественного состава по содержанию легкокипящих фракций, ко­торое не должно превышать 4-6% на мазут. Обычно на практикепринято ориентироваться на содержание фракций, выкипающих до 360°С.

Вводимый вниз колонны перегретый водяной пар снижает парци­альное давление нефтяных паров и способствует более полной отпарке легкокипящих компонентов из мазута.

С верха из колонны К-2 уходят пары бензина (и воды) с температу­рой конца кипения не более 180-190°С. Регулирование качества по концу кипения осуществляют подачей бензинового орошения за счет возврата части охлажденного и сконденсированного в холодильнике-конденсато­ре 3 верхнего продукта колонны К-2. Этим достигается поддержание оп­ределенной температуры паров, уходящих с верхней тарелки, и соответ­ственно качества бензиновой фракции.

С нижележащих тарелок концентрационной части колонны отбира­ются боковые потоки других нефтепродуктов в виде жидкостей. Верхним боковым потоком отбирают керосиновую фракцию, затем фракцию лег­кую дизельную и еще ниже более тяжелую дизельную. Для осуществле­ния процесса ректификации в колонне требуется создание потока оро­шения или флегмы. Если создавать этот поток только за счет подачи орошения в верхней части колонны (так называемого острого орошения), потребуется большой его расход, что приведет к нерациональным тепло­вым потерям, а также к значительному перерасходу воды и энергии для конденсации и охлаждения орошения. В целях недопущения этого при­меняют, так называемое, циркуляционное орошение.

Для осуществления циркуляционного орошения часть флегмы заби­рается с тарелки, проходит через теплообменник 2, отдает свое гепло потоку нефти, как правило для нагрева перед колонной К-1, и охладив­шись до заданной температуры, поступает на тарелку выше той, с кото­рой забиралась флегма на охлаждение. При этом поддерживается опре­деленный температурный режим на тарелке отбора флегмы и создаются условия, необходимые для поддержания потока флегмы на нижележа­щих тарелках. Циркуляционных орошений может быть несколько, вплоть до трех.

Основная часть флегмы с тарелки отбора орошения идет в качестве целевого продукта в отпарную колонну (стриппинг). Дело в том, что в целевом продукте, в результате недостаточно четкого разделения, могут находиться более легкокипящие фракции, т.е. происходит наложение фракций. Это значит, например, что в отбираемой керосиновой фрак­ции может находиться некоторое количество тяжелой бензиновой фрак­ции. При этом, без дополнительной ректификации качество керосина не будет соответствовать заданному, например, по температуре вспыш­ки. Требуемая температура вспышки керосина по ГОСТу должна быть не ниже 28°С в закрытом тигле. Присутствие тяжелой части бензиновой фракции понизит ее на несколько градусов. С целью доведения целевых продуктов до нужной кондиции применяют отпарные колонны. Отби­раемая из колонны К-2 керосиновая фракция направляется в верхнюю часть отпарной колонны, например К-3/1, оборудованной 9-12 тарелка­ми. Поток керосина, стекая с тарелки на тарелку вниз стриппинга, встре­чается с потоком паров, движущихся вверх. Чтобы создать последний, в нижнюю часть стриппинга подают перегретый водяной пар с температу­рой перегрева выше конца кипения бензиновой фракции, присутствую­щей в керосине.

Из верхней части стриппинга в колонну К-2 отпаренные пары бензи­на вместе с водяным паром направляются в пространство между тарел­кой отбора и вышележащей тарелкой колонны К-2, а керосин приобре­тает необходимое качество. Для каждой боковой фракции, отбираемой из колонны К-2, имеется свой стриппинг. Их бывает, как правило, 2-3.

Cтраница 2


В настоящее время высокосернистые нефти перегоняют на установках АВТ, запроектированных для переработки сернистых нефтей. Атмосферная перегонка их производится по схеме двухкратного испарения. Ниже дается краткая характеристика перегонки высокосернистой нефти типа арланской.  

Схема атмосферной части комбинированной установки ГК-3.  

Наряду с числом тарелок и их конструкцией существенное влияние на фракционирующую способность колонны оказывает кратность орошения в отдельных ее секциях, а также схема перегонки. Опыт эксплуатации показал, что применение схемы двухкратного испарения целесообразно при наличии в перерабатываемой нефти больших количеств растворенных газов (порядка 1 - 3 вес.  

Атмосферная часть установки на заводе АВТ в Уайтинге (США.  

Большой интерес представляет крупнейшая установка АВТ в Делавэре (США), на которой перерабатывают около 20000 т / сутки высокосернистой нефти и получают легкий бензин, лигроин, легкий и тяжелый газойль и остаток вакуумной колонны - гудрон. Атмосферная часть этой установки работает по схеме двухкратного испарения. В первой колонне выделяются наиболее легкие фракции, вторая колонна является основной для получения остальных компонентов светлых нефтепродуктов.  

На установках АВТ, работающих по схеме двухкратного испарения, количество тарелок в колоннах [ в первой 14 тарелок, во второй (основной) 23 ] не обеспечивало удовлетворительного фракционирования.  

Процесс осуществляют в первой ректификационной колонне. Как на всех установках АВТ, работающих по схеме двухкратного испарения, с верха первой ректификационной колонны отбирают фракции, выкипающие до 85 С.  

Отмечено, что композиционные конденсаты, полученные по схемам одновременного испарения нескольких разноименных катодов и испарения как одно -, так и многокомпонентных катодов, дают слоистые многокомпонентные системы. Конденсаты, полученные при испарении в вакуумное пространство только катодов с жесткой регламентацией элементов, входящих в их состав, обеспечивают монолитные покрытия с ярко выраженным столбчатым строением. Установлена качественная корреляционная связь между составами многокомпонентных сплавленных катодов и композиционных покрытий.  

С разделяется на узкие фракции в блоке вторичной перегонки широкой бензиновой фракции 14, работающем по схеме, аналогичной схеме предыдущей установки. Принципиально новым (в отличие от установки, работающей по схеме двухкратного испарения) является работа электродегидраторов при абсолютном давлении 16 кгс / см2 и 150 - 155 С.  

Топочная камера призматическая полностью экранирована трубами с наружным диаметром 60 мм, шаг которых 64 мм. Нижняя часть экранной поверхности образует так называемую холодную воронку, по откосам которой частички шлака в твердом виде скатываются вниз, в шлаковый комод. Схема испарения двухступенчатая, с промывкой пара питательной водой. Первая ступень испарения включена непосредственно в барабан котла, второй ступенью служат выносные паросепарационные циклоны, включенные в схему циркуляции средних боковых блоков экрана.  

В июне 1976 г. по этой причине на ТЭЦ целлюлозно-бумажного комбината произошла авария на паровом котле типа Б КЗ-220-100 ф паропроизводительно-стью 220 т / ч с параметрами пара 100 кгс / сма и 540 С, изготовленном на Барнаульском котлостроительном заводе в 1964 г. Котел однобарабанный с естественной циркуляцией, выполнен по П - образной схеме. Топочная камера призматическая полностью экранирована трубами с наружным диаметром 60 мм, шаг которых 64 мм. Нижняя часть экранной поверхности образует так называемую холодную воронку, по откосам которой частички шлака в твердом виде скатываются вниз, в шлаковый комод. Схема испарения двухступенчатая, с промывкой пара питательной водой. Первая ступень испарения включена непосредственно в барабан котла, второй ступепью служат выносные паросепарационные циклоны, включенные в схему циркуляции средних боковых блоков экрана.  

Вся серия котлоагрегатов ДКВр на давление пара 14 и 24 кгс / см2 имеет общую конструктивную схему - экранированную топочную камеру, продольное размещение барабанов и раз-зитый котельный пучок с коридорным рас-лоложением кипятильных труб. Котлоагрегаты разной производительности отличаются по длине и ширине. Движение газов в котлоагрегатах - горизонтальное поперечное с несколькими поворотами, за исключением котлоагрегатов ДКВр-20, в которых применена пролетная схема движения газов. Схема испарения одноступенчатая с внутрибарабанными сепарационными устройствами; у ДКВр-10-39 и ДКВр-20 - двухступенчатая (первая ступень испарения - внутрибарабанные сепарационные устройства, вторая - выносные циклоны) с питанием контуров испарения второй ступени из нижнего барабана. Котлоагрегаты ДКВр могут работать на всех видах твердого топлива, включая фрезерный торф и древесные отходы, а также на жидком и газообразном топливе.  

Первоначальная проектная мощность этой установки была определена в 1 млн. т / год малосернистой нефти. Однако в начале строительства было принято решение об увеличении ее мощности до 1 5 млн. т / год без существенного изменения размеров основной аппаратуры. Установка работает по схеме двухкратного испарения - с предварительным выделением легких бензиновых компонентов. Перепад температур в колонне регулируется снятием избыточного тепла тремя циркулирующими потоками. Схема атмосферной перегонки на данной установке аналогична схеме типовой установки АВТ производительностью 2 млн. т / год.  

Обезвоженная и обессоленная нефть из емкости двумя потоками прокачивается в тешюобменные аппараты, где она нагревается за счет горячих потоков атмосферной и вакуумной части и крекинга соответственно до 134 и 172 С. Затем оба потока соединяются и при 150 С поступают в теплообменники котельного топлива. Выходя из них при 210 С, нефть подается в первую ректификационную колонну. Блок атмосферно-ва-куумной перегонки нефти и мазута работает по схеме двухкратного испарения. Балансовый избыток верхнего продукта первой ректификационной колонны направляется в блок стабилизации, работающий при абсолютном давлении 5 кгс / см2 и температуре низа 124 и верха 60 С. В основной ректификационной колонне с верха отбирается фракция 85 - 140 С; в виде боковых погонов выводятся фракции 140 - 180, 180 - 240, 240 - 300 и 300 - 350 С. Для получения четырех боковых фракций колонна оборудована 51 тарелкой и оснащена четырьмя отпарными колоннами.  

Беляков И. И., Новиков И. И., Тарасов Б. А.

Ступенчатое испарение было предложено в 30-е годы как метод получения чистого пара путем организации в барабане котла отсеков с различным солесодержанием котловой воды. При этом в “чистом” отсеке генерируется основное количество пара, содержание примесей в котором значительно меньше, чем в паре, полученном из солевого отсека, а после смешения обоих потоков обеспечивается качество пара, допустимое по условиям надежной работы пароперегревателей и турбин.
Данный способ достаточно эффективен в котлах низкого давления при наличии простейшей химводоподготовки и невысоких требований к качеству пара.
Имеется большое число литературных источников, где рассматриваются преимущества внут- рикотловых схем барабанных котлов со ступенчатым испарением только с точки зрения обеспечения требуемого качества пара.
В показано, что при наличии промывки пара, которая стала широко применяться в 50-е годы, влияние ступенчатого испарения на качестве пара практически не отражается. В связи с неизбежным повышением требований к качеству питательной воды с ростом давления вследствие увеличения примесей, особенно кремнекислоты в паре, в ряде работ рассматривался вопрос о целесообразности применения ступенчатого испарения в котлах высокого давления.
В настоящее время, даже при применении неполного обессоливания питательной воды, на ТЭС с котлами высокого давления (ВД) нет проблем по качеству пара как при ступенчатом, так и при одноступенчатом испарении (ТП-100, ВПГ-250, ТПЕ-214 и все зарубежные котлы, в том числе работающие в России котлы среднего давления).
Известно, что надежность испарительных поверхностей нагрева в значительной мере определяется интенсивностью формирования внутренних отложений. В связи с этим следует рассмотреть особенности организации водно-химического режима (ВХР) котловой воды барабанных котлов при наличии ступенчатого испарения.
Ежегодно отмечается значительное число повреждений экранных труб барабанных котлов (отдулины, коррозия) и в то же время нет таковых на прямоточных котлах высокого и сверхкритического давления (СКД). Это связано с тем, что при одинаковом качестве питательной воды в котловой воде барабанных котлов, охлаждающей экраны, содержится значительно большее количество растворимых примесей (при 1% продувки в 100 раз больше, чем в питательной воде), чем в прямоточных, что создает более благоприятные условия для образования отложений и коррозии.
Растворимые примеси солей Са, Mg, Na, S1O2 и других выводятся из барабанного котла с непрерывной продувкой. Поэтому требования к качеству котловой воды, а, следовательно, и питательной, по содержанию растворимых примесей для барабанных котлов могут быть значительно ниже,
чем для прямоточных, в которых все примеси остаются в тракте.
По содержанию оксидов железа закономерность иная, так как основная их часть осаждается на внутренней поверхности экранных труб, а не выводится с продувкой. С ростом давления ужесточаются требования к качеству котловой воды, а следовательно, и питательной, по условиям предотвращения коррозии металла и образования внутренних отложений в экранных трубах.
Тем не менее, при трехступенчатом обессоливании подпиточной или даже при установке блочных обессоливающих установок (БОУ), как на ТЭС с прямоточными котлами, в барабан котла вводится специальный реагент Na3РО4 для связывания солей жесткости и NaOH для поддержания pH = 9,5 -:- 11,0.
При применении котлов со ступенчатым испарением единая норма поддержания избытка РО4 в котловой воде в принципе невозможна из-за наличия солевой кратности в 5 - 10 раз и более между чистым и солевым отсеками.
В течение последних 30 лет отмечается тенденция к всемерному снижению избытка фосфатов в чистом отсеке с 20 - 30 до 1 - 2 мг/кг Но даже при таком избытке фосфатов концентрация их в солевом отсеке может составлять более 10 - 15 мг/кг, а это способствует интенсификации образования внутренних железофосфатных отложений и возникновению “хайд-аута” (прятание солей). Переход на пониженное фосфатирование приводит к изменению химсостава отложений, повышается содержание железа в них до 80% и более (обычно 40 - 50%), отсутствуют фосфаты и натрий, что способствует повышению их теплопроводности и уменьшению химической агрессивности.
В отмечается повышенный вынос с паром хлоридов, в зависимости от концентрации фосфатов в котловой воде, что сказывается на повышении агрессивности первичного конденсата в проточной части турбин, а, следовательно, на снижении надежности их лопаточного аппарата и дисков. Данное обстоятельство также подтверждает целесообразность минимального фосфатирования котловой воды.
Существует также точка зрения, что при наличии трехступенчатого обессоливания питательной воды вообще возможен отказ от применения фосфатирования. Однако при отсутствии БОУ весьма проблематично поддерживать требуемую жесткость питательной воды (в основном из-за прососов в конденсаторах турбин), это может привести к образованию низкотеплопроводных кальциевых отложений и резкому возрастанию вероятности перегрева и внутренней коррозии экранных труб при отсутствии фосфатирования котловой воды.
Перевод котлов в порядке эксперимента на бесфосфатный режим приводил к массовым повреждениям экранных труб через 5-7 тыс. ч. Даже в режиме минимального фосфатирования вклад фосфатов в общее солесодержание котловой воды весьма значителен и практически равен количеству всех остальных примесей.
Поддержание избытка фосфатов выше стехиометрического значения может создать условия для образования на внутренней поверхности экранных груб железофосфатных отложений и интенсификации коррозии металла.
Применение ступенчатого испарения при одинаковой продувке котловой воды обеспечивает вывод такого же количества примесей из тракта котла, что и при одноступенчатом испарении, однако количество вводимых в барабан фосфатов в котле со ступенчатым испарением во много раз выше.
Вопрос о целесообразности применения в котлах ступенчатого испарения высокого давления неоднократно обсуждался в печати. Учитывая неоднозначность точек зрения различных организаций по данному вопросу на техническом совещании в РАО “ЕЭС России” было принято решение о проведении на ряде котлов испытаний по проверке эффективности перевода их на одноступенчатое испарение.
В течение 1999 - 2000 гг. НПО ЦКТИ совместно со Свердловэнерго проводил испытания котла ТГМ-96 Среднеуральской ГРЭС. Котел ТГМ-96 изготовления таганрогского завода “Красный котельщик” имеет параметры пара: давление в барабане 15,5 МПа, температура перегретого пара 560°С и проектная паропроизводительность 480 т/ч. Регулирование перегрева пара осуществляется впрыском собственного конденсата. Топочная камера оснащена шестью горелками, установленными в два яруса на фронтовой стене, внутренний диаметр барабана котла 1800 мм и длина цилиндрической части 17 700 мм.
Проектная внутрикотловая схема имеет двухступенчатое испарение и промывку пара, солевые отсеки выполнены путем установки в торцах барабана котла специальных перегородок, что позволяет простейшим способом осуществить перевод его на одноступенчатое испарение, удалив указанные перегородки.
Перевод котлов, имеющих солевые отсеки с выносными циклонами, также возможен, однако выполнить это несколько сложнее, так как для этого требуется произвести переключение водоопускных труб .
В процессе эксплуатации котлы ТГМ-96 неоднократно подвергались реконструкции в части изменения компоновки и конструкции горелок. В настоящее время паропроизводительность котла повышена до 520 т/ч.
За время эксплуатации котлов типа ТГМ-96 СУГРЭС практически не было случаев нарушения нормативных показателей качества пара, однако, в 70-е годы отмечались многочисленные коррозионные повреждения экранных труб чистых отсеков из-за неправильного регламента фосфатирования котловой воды, рекомендованного в то время наладочными организациями (применение кислых фосфатов, низкая щелочность котловой воды, несвоевременное проведение химических промывок).

Жесткость, мкг-экв/дм3

О 2, мкг/дм3

χ, мкСм/см

ΝΗ3, мкг/дм3

Си, мкг/дм3

Fe, мкг/дм3

SiО2, мкг/дм3

N2H2, мкг/дм3

На одноступенчатое испарение котел ТГМ-96 был переведен в декабре 1998 г. Показатели качества котловой воды: за 1999 г. приведены далее.
В таблице представлены среднегодовые данные за 1999 г. качества котловой воды и пара для котла ст. № 9, имеющего двухступенчатое испарение и ст. № 10, переведенного на одноступенчатое испарение.
В котле ст. № 10 данные по чистому (ч.о) и солевому отсекам (с.о) соответствуют отборам проб котловой воды из центра барабана (ч.о) и с торцов (с.о).
Как следует из данных таблицы, качество питательной воды по всем показателям соответствует нормам ПТЭ.
Содержание кремнекислоты SiО2 и натрия в паре значительно меньше нормативных значений (для SiО2 = 10 мкг/кг, Na = 10 мкг/кг) и практически одинаково для котлов с двухступенчатым, одноступенчатым испарением.
Таким образом, перевод котлов на одноступенчатое испарение не отражается на качестве пара при одинаковом значении непрерывной продувки. Концентрация фосфатов в продувочной воде котла с одноступенчатым испарением примерно в 8 раз меньше, чем в котле с двухступенчатым испарением при поддержании равных значений pH котловой воды чистого отсека и котловой воды в барабане котла с одноступенчатым испарением.
Так как дозировка смеси фосфатов и едкого натра осуществлялась из общего банка, возникли некоторые затруднения в обеспечении подачи насосом-дозатором щелочнофосфатной смеси в барабан котла с одноступенчатым испарением (ст. № 10).
В котле с одноступенчатым испарением обеспечивается оптимальное соотношение гидратной и общей щелочностей, равное Щфф/Щобщ = 0,5, что соответствует полной нейтрализации потенциально кислых соединений в котловой воде .
Эффект непропорционального соотношения солесодержания продувочной воды в котлах с одно- и двухступенчатым испарением свидетельствует о том, что наибольший вклад в ионный состав котловой воды вносит щелочнофосфатная смесь, вводимая в барабан, концентрация которой в котловой воде котла со ступенчатым испарением значительно больше, чем в котле с одноступенчатым испарением, так как в соответствии с солевым балансом солесодержание продувочной воды определяется только величиной продувки и должно быть одинаковым для котлов с любым числом ступеней испарения.
Таким образом, перевод котлов на одноступенчатое испарение позволяет упростить эксплуатацию, снизить расход фосфатов, что уменьшает потенциальную вероятность образования железо- фосфатных отложений, а, следовательно, и возникновения подшламовой коррозии. Пониженная концентрация фосфатов в котловой воде, по-видимому, способствует снижению агрессивности первичного конденсата , что, вероятно, вызвано уменьшением выноса хлоридов, о чем свидетельствует опыт эксплуатации турбин, работающих в блоке с барабанными котлами, имеющими одноступенчатое испарение.

Список литературы

  1. Ромм Э. И. Химический перекос и ступенчатое испарение в генераторах пара: Автореф. дис. на соиск. учен, степени доктора техн. наук. М., 1938.
  2. Маргулова Т. X. Методы получения чистого пара. - ГЭИ 1955’
  3. Стырикович М. А., Маргулова Т. X. О рациональной воднохимической схеме барабанных котлов 140 атм при конденсатном питании. - Электрические станции, 1965, № 2.
  4. Маргулова Т. X, Прохоров Ф. Т. Анализ ступенчатого испарения при давлении 155 кгс/см2. - Теплоэнергетика, 1973, №6.
  5. Маргулова Т. X, Карасева М. А. Опыт перевода котла ТП-100 на режим одноступенчатого испарения. - Теплоэнергетика, 1973, №6.
  6. Лукин С. В., Зройчикова Т. В., Козлов Ю. В. О целесообразности изменения внутрикотловой схемы барабанных котлов ТЭЦ. - Энергетик, 1966, № 3.
  7. Холщев В. В. Еще раз о ступенчатом испарении. - Энергетик, 1998, № 4.
  8. Мартынова О. И. Влияние водно-химического режима барабанных котлов на некоторые характеристики пара. - Теплоэнергетика, 1998, № 2.
  9. Беляков И. И. О ступенчатом испарении котлов высокого давления. - Энергосбережение и водоподготовка, 2001, №2.
  10. Василенко Г В., Сутоцкий Г. П. О некоторых показателях качества котловой воды барабанных котлов высокого давления. - Электрические станции, 2001, № 2.