Промышленные парогенераторы с прямоточным парообразованием крайне чувствительны к качеству питательной воды. Вместе с ней в котёл попадают различные легко- и труднорастворимые минеральные примеси. Последние представлены солями и гидроксидами Ca и Mg. Они имеют отрицательный коэффициент растворимости, поэтому после достижения своего предела насыщения начинают процесс кристаллизация и выпадения осадка на поверхности нагрева. Их накопление провоцирует снижение КПД и риск выхода из строя системы.
Накипь и шлак
Кристаллизуются минеральные примеси не только на поверхностях нагрева, имеющих шероховатости, но и на находящихся в самой воде коллоидных и взвешенных частицах. В первом случае образуется накипь. Она представляет собой отложения с плотной и прочной структурой. А вот при кристаллизации в объеме воды примеси образуют в ней взвешенные частицы, называемые шламом. Накипь наиболее опасна, так как обладает низкой теплопроводностью, приводящей, даже при небольшом отложении, к ухудшению охлаждения металлических поверхностей нагрева. В итоге их температура возрастает, приводя к снижению прочности и разрушению стенки трубы.
Виды примесей
С питательной водой могут быть привнесены в промышленный парогенератор и другие примеси.
- Соли натрия. Несмотря на то, что их предел насыщения выше температуры воды, они могут оседать на поверхности. Это происходит после полного испарения влаги, что характерно для пароперегревателей.
- Соединения Cu, Fe, Au. Образовывать осадок могут только вещества коллоидных и ультратонких взвесей, заходящихся в растворенном состоянии. Чаще всего, они оседают в трубах экранов и иных местах высоких локальных тепловых нагрузок.
- Минеральные масла и нефтепродукты. Могут быть занесены вместе с конденсатом от потребителей пара. Образование пленки на поверхностях нагрева приводит к идентичному с накипью негативному эффекту.
- Кремниевая кислота. Способна растворятся в паре только парогенераторов, работающих при высоком давлении (более 7 МПа). Попадая в пароперегреватель, кремниевая кислота разлагается на воду и оксид кремния, который оседает на лопатках турбин, постепенно снижая их производительность и повышая расход топлива.
- Кислород и углекислота. Агрессивные газы, приводят к коррозии металла, тем самым снижая их прочность. Процесс может ускоряться, есть показатели щелочности воды на низком уровне. Чтобы уменьшить влияние, в котлоагрегатах низкого давления в питательную воду добавляют соду, а при работе с высоким давлением — фосфаты или аммиак.
Подготовка питательной воды, с целью поддержания допустимого уровня вредных примесей, обязательное условие надлежащей работы промышленного парогенератора.
