7.3 Водний режим котла. Якість води і пари

Одною з основних задач експлуатації котла є організація раціонального водного режиму, що забезпечує без накипну роботу поверхонь нагріву, попередження їх корозії і високу якість пари.

Сучасні парогенератори живляться сумішшю конденсату виробленої пари та хімочищеної води або дистиляту.

На конденсаційних районних електростанціях втрати конденсату складають 0,5…1%. На промислових ТЕЦ – 20…40%, а на виробничих котельнях – 70% і більше.

Поповнення втрат конденсату для парогенераторів низького та середнього тиску зазвичай проводять хімочищеною водою, а для прямотокових парогенераторів високого та надвисокого тиску – дистилятом.

Разом з живильною водою в парогенератор надходять різні мінеральні сполуки, в тому числі, солі кальція і магнія, окисли заліза, алюмінія, міді.

Накопичення таких речовин в процесі випаровування води, доходячи до рівноважного стану приводить до випадання їх на стінки поверхонь. В першу чергу насичуються солі жорсткості Са(НСО₃)₂, Мg(НСО₃)₂, СаСО₃, МgСО₃ тощо. Вони випадають із води у вигляді кристалів. Центрами кристалізації є жорсткуватості труби, раковини тощо. Ці речовини утворюють щільні, тверді відкладення – накип. Якщо відкладення відбуваються в об’ємі рідини, то утворюється шлам.

Накип і шлам мають низьку теплопровідність 0,1…0,2 (м·К)/Вт. Тому навіть тонкий шар накипу призводить до суттєвого погіршення теплообміну, відповідного підвищення температури стінки труби. В екранних трубах, кип’ятильних пучках і навіть в пароперегрівнику температура стінки можу перевищувати допустиму температуру. Тоді утворюється видутлина, а потім свищ.

Накип недопустимий і в області хвостових поверхонь, оскільки погіршення теплообміну приводить до збільшення температури відхідних газів і зниження ККД котла.

Солі заліза та амонію можуть утворювати нерозчинні солі і відкладатись на стінках.

Наявність окислів кремнію SiO₂ призводить до утворення кремнієвої кислоти Н₂SіО₃. При тиску більшому 7 МПа ця кислота може розчинятись в парі і попадати з барабана через пароперегрівник в турбіну, де відкладається на лопатках.

Наявність органічних мастил та нафтопродуктів погіршує роботу поверхонь нагріву, утворюючи плівку.

Висока лужність призводить до спінювання води в барабані і виносу вологи в пароперегрівник і навіть на турбіну. Також може виникати лужна корозія.

Низька лужність (кислотність) викликає сильну корозію.

Розчинні гази О₂ і СО₂ викликають активну корозію.

В зв’язку із наведеними ускладненнями в роботі котла кількості домішок в воді нормуються (див. табл. 7.2).