Виды отложений на внутренних поверхностях системы технического водоснабжения

1. Карбонат кальция (накипь).

2. В состав накипи может входить карбонат магния в незначительных количествах (до 1% массы накипи).

3. При рН более 10 в составе отложений может присутствовать гидроксид магния.

4. Если в охлаждающей воде содержится большое количество кремниевой кислоты, в состав накипи входят силикаты кальция и магния.

Наличие в воде охлаждающих систем питательных веществ и благоприятных температурных условий способствует развитию бактерий и водорослей. Трубы и холодильники могут зарастать колониями бактерий, на открытых поверхностях могут развиваться водоросли, в трубопроводах – моллюски => в составе отложений:

5. Биологические обрастания.

Биологические обрастания нарушают теплопередачу, увеличивают потери напора в трубах, вызывают коррозию труб и аппаратов.

При относительно высокой температуре среды в охлаждающих аппаратах их стальные элементы подвергаются процессу коррозии растворенным в воде кислородом => в составе отложений:

6. Продукты коррозии конструкционных материалов.

На стенках труб образуются бугристые отложения, приводящие к ухудшению теплопередачи и потере напора в трубах

Организация корректировки водно-химического режима

Задачи водно-химического режима систем охлаждения:

– минимальное количество отложений на теплопередающих поверхностях оборудования;

– поддержание скоростей коррозии на допустимом уровне, предотвращение коррозионных повреждений оборудования и трубопроводов;

– минимальное биологическое обрастание оборудования;

– минимально достижимый объем сбросов, содержащих вредные для окружающей среды химические примеси.

Методы обеспечения вхр

1. Химическая и механическая очистка добавочной воды системы.

Для заполнения системы и восполнения потерь воды системы на АС предусматривается очистка добавочной воды от солей жесткости, органических и механических примесей по двум схемам:

а) известкование, флокуляция и коагуляция, фильтрация на механических фильтрах;

б) умягчение и осветление добавочной воды на осветлителях, подкисление серной кислотой; стабилизация карбонатной жесткости с помощью ОЭДФК.

Обработка воды подкислением

Обработка воды сильной кислотой приводит к разрушению части бикарбонатной щелочности – потенциального источника карбонат-иона с одновременным выделением диоксида углерода по реакции:

Для подкисления принципиально может быть использована соляная кислота, но в связи с ее высокой коррозионной агрессивностью (Clˉ-ионы) и значительной стоимостью чаще применяется более дешевая и доступная серная кислота.

В этом случае надо учитывать один важный момент: возможность сульфатных отложений в системе охлаждения при сокращении величины продувки и высоком коэффициенте концентрирования примесей φ.

Известно, что сульфат кальция образует твердую фазу, если:

>

(2,4 · 10^-5)

В случае добавления H₂SO₄ концентрация сульфат-ионов будет определяться не только их содержанием в воде, но и количеством добавленной серной кислоты. Кроме того концентрация ионов кальция и сульфат-ионов определяются такими параметрами водного режима, как Д_доб, Д_исп, Д_ун и Д_прод.

Поэтому при использовании подкисления серной кислотой предварительно необходимо провести тщательные расчеты и определить допустимое значение концентрирования примесей, при которых не образуется сульфатных отложений.

Расход серной кислоты G_К (кг/ч) рассчитывают следующим образом:

1) расчет :

2) расчет расхода серной кислоты, м³/ч:

где: Д_доб – расход добавочной воды, м³/ч;

k – доля H₂SO₄ в технической кислоте.

Кислоту можно вводить в воду разведенной до 3-5 % или дозировать концентрированной при расходах более 0,5 т/сут. В этом случае скорость движения воды в трубопроводе должна быть не менее 1,5 м/с., а место ввода кислоты защищается от кислотной коррозии и находится не ближе, чем 30 м от конденсатора.

Результат, аналогичный подкислению, можно получить, использовав Н-катионирование части добавочной воды оборотных систем. При этом наряду с нейтрализацией -ионов ионами Н⁺ из воды удаляются также ионы Са²⁺.