Общая характеристика щелочноземельных накипей
Как известно, щелочно-земельные отложения состоят из соединений кальция и магния. Возможности химводоочистки в настоящее время в части удаления катионов жесткости достаточно велики. В схемах подготовки добавочной воды для котлов барабанного типа, предусмотрено не менее двух ступеней умягчения воды (для котлов давлением 3, 9 МПа - две ступени Na-катионирования; для более высокого рабочего давления и АЭС с реакторами ВВЭР - две ступени Н-ОН-ионирования), с достаточной надежностью организуется и очистка производственных конденсатов, проводятся конструктивные работы по уплотнению трубных систем конденсаторов и подогревателей, организуется автоматический химконтроль за присосами в конденсаторах и теплообменниках, но, к сожалению, исключить полностью поступление катионов кальция и магния в питательную воду котлов не удается. Концентрация этих примесей в котловой воде в силу специфики барабанных котлов неизбежно будет выше. При работе котла в результате парообразования постепенно концентрация ионов-примесей увеличивается и по истечении определенного времени достигает предела их растворимости при данных температурных условиях. Дальнейшее увеличение концентрации этих ионов приводит к выделению из раствора труднорастворимых соединений в виде кристаллов. Центрами кристаллизации служат шероховатости на поверхностях нагрева котла, а также взвешенные и коллоидные частицы, находящиеся в воде. Процесс кристаллизации солей из насыщенных растворов происходит в двух направлениях: - выделение твердой фазы непосредственно на поверхностях нагрева; - выделение твердой фазы в виде взвешенных в воде мельчайших кристалликов, укрупняющихся с течением времени и образующих шлам. В группу щелочноземельных накипей входят кальциевые и магниевые накипи (карбонатные, сульфатные, силикатные, фосфатные), составляющие до 90 % от общего количества отложений в теплоэнергетическом оборудовании. Карбонатная накипь СаСО3 в теплоэнергетическом оборудовании может встречаться в виде плотных кристаллических отложений там, где процесс кипения отсутствует (экономайзеры, конденсаторы, ПВД, ПНД, трубопроводы т.д.). В условиях кипения СаСО3 выпадает в виде неприкипающего шлама. Сульфатная накипь СаSO4 обладает большой плотностью и твердостью. При химических очистках требует особого внимания. Силикатная накипьCaSiO3 образует твердую накипь, крепко пристающую к стенкам поверхностей нагрева. Также вызывает определенные осложнения при проведении химических очисток. Силикатные накипи 5CaO·5SiO2·H2O и другие имеют разнообразный минеральный состав, т.к. кремневая кислота образует накипи не только с катионами Ca2+ и Mg2+, но и с Na+, Fe2+, Al3+, в связи с чем и структура этих отложений разнообразна – от пористых и комковых до твердых плотных образований, ровным слоем покрывающих металлическую поверхность. Питательная вода, несмотря на обработку на ВПУ, всегда содержит некоторое количество растворенных солей, поэтому в котловой воде могут находится одновременно катионы Ca2+, Mg2+ и различные анионы (SO42-, SiO32-, CO32- и др.). В состав котельного шлама могут входить карбонат кальция CaCO3, гидрокарбонат магния Mg(OH)2·MgCO3, оксиды меди CuO, Cu2O, органические вещества т.п. Шламы подразделяют на неприкипающие к поверхности нагрева и поэтому сравнительно легко выводимые из контура котла с продувкой и шламы, способные при определенных условиях прикипать к поверхностям нагрева. Их называют вторичные накипи (гидроокись магния, фосфатно-магнезиальные соединения). Одна из задач воднохимического режима ТЭС и АЭС состоит в создании и поддержании таких условий в воде, при которых шлам не переходил бы во вторичную накипь, а удалялся бы с продувкой.
|