|
Рассмотрим некоторые аспекты
работы охлаждающих систем, связанные с изменениями солевого состава
циркуляционной воды в оборотном цикле.
Соли, поступающие в оборотную воду вместе с добавочной,
подразделяются на хорошо растворимые (например, NaCl, КС1, СаС12) и такие,
которые вследствие недостаточной растворимости или физико-химических превращений
в циркуляционной системе могут выпадать в осадок и образовывать отложения
(например, СаС03, CaS04).
Из анализа уравнений следует, что в общем случае при
неизменном качестве добавочной воды период t, необходимый для достижения
С£§ в системе, является функцией переменных Ри Р2, Рг и а. В частном
случае параметры водного режима Pi и Р2, которые зависят от перепада
температур в охладителе и его конструкции, изменяются в условиях каждой
конкретной системы незначительно, и поэтому, так же как и продолжительность
цикла а, могут рассматриваться как постоянные величины. Следовательно,
воздействовать на величину предельной концентрации солей в оборотной воде
возможно путем вариации продувки системы Р3 ( VIII.34).
Необходимо отметить, что в оборотных схемах с градирнями и
брызгальными бассейнами продолжительность оборотного цикла изменяется в пределах
0,5—2 ч. В водохранилищах-охладителях вместимостью несколько миллионов м3
нарастание концентраций солей происходит чрезвычайно медленно либо вообще не
происходит из-за сезонных обновлений в системе большей части воды. При
а>100ч оборотные системы с прудами-охладителями по водно-химическому
режиму могут быть приравнены к системам прямоточного охлаждения. На VIII.35
приведен график, иллюстрирующий изменение концентраций хорошо растворимых
солей в оборотной воде в зависимости от типа охладителя при фиксированных
параметрах водного режима.
Выбор оптимального коэффициента концентрирования воды в
оборотных системах охлаждающего водоснабжения представляет собой сложную
технико-эконо-
мическую задачу, решение которой зависит от множества
факторов. На определение Ку оказывают влияние состав подпиточной воды, вид и
условия работы охладителей, возможность использования продувочных вод на
технологические нужды, тип теплообменного оборудования, условия сброса
продувочных вод и т. д.
зависимость величины продувки системы и расхода добавочной
воды от коэффициента концентрирования Ку при фиксированных параметрах водного
режима оборотной системы Р\ и Р2. Из анализа графиков следует, что в области
низких значений Ку даже незначительное его повышение приводит к существенной
экономии добавочной воды и снижению количества продувочных вод. При значениях
Ку>2—3 эта зависимость резко затухает.
На практике установлено, что наибольшее влияние на
экономические показатели при выборе оптимального значения Ку, исходя из
качественной характеристики воды, оказывает содержание сульфатов в добавочной
воде.
Повышение концентрации растворенных в охлаждающей воде
солей или значение коэффициента упаривания обычно определяют по содержанию
ионов хлора при условии, что оборотная вода не подвергается хлорированию.
Состояние насыщения воды по карбонату кальция является
главным фактором, свидетельствующим о возможности образования накипи в
оборотных системах, поэтому для подбора оптимального режима работы
циркуляционной системы следует определить расчетным путем
карбонатно-кальциевое равновесие и степень насыщения воды по СаСОз.
По характеру и механизму действия способы предотвращения
образования отложений минеральных солей подразделяются на три группы:
v 1) снижающие концентрацию ионов, которые образуют
отложения солей (подкисление, рекарбонизация, умягчение);
2) ускоряющие процесс кристаллизации (воздействие
магнитным и электрическими полями, ультразвуком);
3) замедляющие процесс кристаллизации (введение
ингибиторов).
В настоящее время в оборотных системах промышленных
предприятий для предотвращения карбонатных отложений применяют следующие
способы: контролируемое накипеобразование, подкисление, рекарбонизацию,
фосфатирование, комбинированную фосфатно-кислотную обработку и умягчение
воды.
Наряду с распространенными карбонатными отложениями в
системах оборотного водоснабжения, в теплообменниках довольно часто
образуются сульфатные отложения. Проблема сульфатных отложений становится все
более острой, так как происходит значительное ухудшение водных режимов работы
оборотных систем в связи с созданием беспродувочных контуров и использованием
в циркуляционных системах очищенных сточных вод. Основным методом
предотвращения отложений CaS04 в охлаждающих системах оборотного
водоснабжения является проведение таких водно-химических режимов
функционирования системы, при которых произведение активных концентраций
ионов кальция и сульфатов не превышает произведение растворимости сульфата
кальция. В тех случаях, когда по технико-экономическим причинам становится
невыгодным поддерживать режим работы, обеспечивающий предотвращение выпадения
CaS04, то переходят на химическую или ионообменную обработку воды.
В последние годы получила распространение магнитная
обработка воды, в результате которой изменяется характер физико-химических
процессов в оборотной системе, что предотвращает выпадение карбоната кальция
и других соединений в теплообменниках и трубопроводах. Магнитная обработка
воды осуществляется в аппаратах с постоянными магнитами или электромагнитами.
При прямоточном охлаждении магнитной обработке подвергают
всю охлаждающую воду, при оборотном — добавочную воду полностью и 25—50 %
всей циркуляционной. В оборотном цикле магнитные аппараты монтируют после
охладительных устройств.
В теплоэнергетике на нескольких станциях применяют
комбинированную магнитную и ультразвуковую обработку воды, однако о
результатах говорить еще рано, так как они нуждаются в обобщении.
Представляет также интерес недавно разработанный метод
стабилизационной обработки охлаждающей воды с применением
оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФ). Этот реагент обладает высокой
комплексооб- разующей способностью; стойкостью к гидролизу и способен
предотвращать накипеобразование при карбонатной жесткости оборотной воды до 8
мг-эвк/л. Сорбируясь на поверхности зародышей кристаллов карбоната кальция,
ОЭДФ препятствует их дальнейшему росту и агломерации, поддерживая раствор в
состоянии пересыщения.
Кроме названных применяются комплексоны с ами-
нометилфосфоновыми группами, а также поликомплек- сон с условным названием
ИОМС (ингибитор отложения минеральных солей), который снижает адгезию
карбоната кальция к металлической поверхности.
В заключение следует отметить, что у нас в стране и за
рубежом разработаны рецептуры различных ингибиторов, которые могут
одновременно предотвращать как карбонатные отложения, так и коррозию
металлов.
|
