Tratarea apei de alimentare
Pentru asigurarea standardelor de calitate necesare, apa de alimentare este supusă unor tratamente diverse: filtrare, dezaerare, distilare, desalinizare electrochimică și chimică etc.
Filtrarea apei și curățarea condensului din ulei sunt deosebit de importante pentru navele cu mecanisme cu piston de aburi și pentru cazanele cu cisternă pentru motorină, în care încărcătura este încălzită. Pentru purificarea condensului din filtrele de ulei folosite instalate în cutii calde sau liniile apei de alimentare și care constau din cocs, luffa, Terry pânză, material sintetic (spuma de cauciuc), etc. Materialul filtrant este ales în primul rând pentru capacitatea sa de purificare a apei din produsele petroliere. În același scop, pe unele nave, o cutie caldă are în interiorul unei serii de pereți despărțitori care formează o mișcare în cascadă de apă (Figura 1).
Fig. 1. Diagrama schematică a unei cutii calde de vase de tip "Vytegrales".
De evacuare a condensului de vapori prin conducta 3 în partea superioară a cald-box și înainte de căderea în filtru 1 trece separator cascadă 2. condensatului țeavă de derivație 7 este ghidat în partea inferioară a rezervorului de bine la cald, și de acolo prin conducta 5 la pompe de alimentare cu apă. Partea inferioară a cutiei calde este echipată cu o bobină 6 pentru răcirea apei de alimentare. Un dezavantaj semnificativ al acestei configurare este de a furniza make-up de apă în partea de jos a cutiei cald 4. Aceasta conduce la faptul că, în cazul în care apa din stocul rezervoare conține impurități mecanice, acestea sunt liberi să intre în conducta de alimentare a cazanului. În special poluarea intensivă cutie caldă și trunchi apar în vreme rea, atunci când nava este pitching nămol în rezervoare de tranziție la o stare suspendată.
Condensatul este alimentat în sertarul de la cald încălzitoare cu combustibil și ulei, în mod obișnuit printr-un rezervor special de control având un vizor pentru observarea vizuală a calității condensului. Dacă este necesar, condensul contaminat poate fi transferat în rezervorul de gunoi. Aburul din sistemul de încălzire și alți consumatori, în cazul în care nu există pericol de contaminare, intră în condensator, iar de acolo condensul intră într-o cutie caldă.
Fig. 2. Sistem de condensare-nutrienți al vaselor de tip Ilovaysk.
Abordarea condensului din rezervorul de încălzire 2 (Fig. 2) și alți consumatori 4 prin 3 posibil mai rece de condens, în cazul în care nu există nici un risc de poluare, ocolind rezervorul de control 12. în acele cazuri în care condensul este trimis prin rezervorul de control, acesta este răcit printr-o bobină specială montată în acesta , de-a lungul căreia apa de mare din aceeași linie principală 1 trece ca și în cazul răcitorului de condens. În plus, rezervorul 12 este amplasat într-o cutie caldă 5 și, parțial, căldura din acesta este drenată prin spălare cu apă din exterior. Rezervorul este echipat cu un geam de vizitare, conducte de scurgere a apei 11 și drenaj 10.
Alimentarea cazanelor pe aceste nave pot fi efectuate automat prin regulatoarele de putere (7 linii) sau manual de către sistemul de ocolire pompe 9. Alimentare 8 poate lua apa de la ambele cald-box și direct din rezervor. Pentru a introduce tratamentul chimic al apei în boiler, sistemul oferă un rezervor de dozare 6 cu o capacitate de 10 litri.
Fig. 3. Sistem de răcire a condensului pe nave de tip Igor Grabar.
La navele separa serie (predominant construite finlandez) îi lipsește o condensare mai rece și efectuează bobina rolul sau montat într-o cutie de cald (fig. 3). Amestecul de condensat de abur de la consumatori prin conducta 9 intră în bobină și abia apoi intră în cutie. Condensarea reziduurilor de aburi și răcirea condensului are loc în bobină. Pentru a răci apa într-o cutie caldă, există două bobine suplimentare pompate de apa de mare. intrare Seawater (linia 1) este realizată din sistemul principal și auxiliar de răcire al motorului, temperatura la orificiul de intrare a cutiei cald este de aproximativ 20 ° C, chiar și în timpul iernii. Acest lucru duce la faptul că apa într-o cutie caldă se încălzește până la 90 ° C, și uneori chiar mai mare. apa de mare atribuită prin conducta 3. Condensatul din păcura și încălzire, prin conducta 6 este alimentată prin rezervorul de referință 5. În cazul poluării încorporează golire 7. Apa suplimentară este furnizată prin tubul 8 și cazul cald-box de by-pass overflow este prevăzută în rezervorul 2. Pentru a preveni presiunea excesivă în cutia caldă și în rezervorul de comandă, acestea sunt echipate cu o conductă de aer 4.
Dezaerarea apei se efectuează pentru a elimina gazele dizolvate în acesta. Pentru SCS, sarcina principală a acestui tip de tratament este eliminarea oxigenului și a dioxidului de carbon din apă. Cea mai eficientă cale de a îndepărta gazele dizolvate din apă este desorbția. Se bazează pe bine-cunoscutele legi Henry-Dalton, care caracterizează relația dintre concentrația de gaz dizolvat și presiunea parțială. Concentrația gazului dizolvat în apă este exprimată prin ecuație
unde KG este coeficientul de absorbție a gazului în apă (solubilitate); RG și RVP - presiunea parțială a gazului și a vaporilor de apă, MPa; PO - presiunea totală deasupra suprafeței apei, MPa.
Din expresia de mai sus se poate observa că concentrația gazului în apă scade odată cu creșterea presiunii parțiale a vaporilor de apă, ceea ce este facilitată de creșterea temperaturii apei. Coeficientul de absorbție a apei depinde, de asemenea, semnificativ de temperatura apei (solubilitatea în apă). În Fig. 4 prezintă această dependență pentru oxigen și dioxid de carbon, adică cele mai caracteristice gaze pentru apa de alimentare SCU.
Fig. 4. Dependența solubilității dioxidului de carbon (1) și a carbonului (2) în apă la temperatură.
Principalul gaz coroziv pentru cazanele navale este oxigenul. Alegerea și utilizarea unei metode desoxigenare eficientă a apei de alimentare în funcție de scopul și tipul instalației de cazan, parametrii de abur și condițiile de funcționare adoptate și a sistemului de alimentare cu apă, concentrațiile inițiale și finale ale oxigenului dizolvat.
Oxigenul este eliminat din apă prin desorbție (fizică) și prin metode chimice. În ceea ce privește SCS, metoda de desorbție este pusă în aplicare în principal pe vasele cu turbină cu abur (cazanele principale) utilizând dezaeratoare termice. În deaeratoare, apa este încălzită până la punctul de fierbere, în timp ce se pulverizează simultan și se îndepărtează gazele din acesta. Conform Legii și Dalton (legea lui Dalton este un caz special al legii lui Henry) Henry condițiile sunt bune funcționare dezaerator încălzirea apei la temperatura de fierbere la presiunea menținută în aparat, atomizarea fin și distribuția uniformă a apei peste secțiunea dezaerator, îndepărtarea vaporilor din aparat.
Pentru CG-urile auxiliare, metodele de dezaerare chimică bazate pe legarea oxigenului la substanțele inerte de coroziune ca urmare a proceselor de oxidare-reducere sunt utilizate pe scară largă. Ca reductori se utilizează reactivi cum ar fi sulfitul de sodiu, hidrazina.
Tratarea apei cu sulfit de sodiu se bazează pe reacția de oxidare a sulfitului cu oxigen dizolvat în apă.
Intensitatea reacției depinde de temperatura apei și de indicele de hidrogen. Condițiile cele mai favorabile pentru debitul său există la o temperatură a apei de cel puțin 80 ° C și pH≤8.
În practica străină se folosesc reactivi chimici pe bază de hidrazină cu introducerea catalizatorilor. Astfel, în Germania activat hidrazină are levoksina denumirea comercială și firma „Drew ameroid“ (SUA) produce un produs similar cu numele amerzin. Intensitatea hidrazinei desoxigenare semnificativ mai mare decât atunci când sulfitirovanii și crește rapid odată cu creșterea temperaturii apei. In ambele cazuri, medicamentele sunt administrate în apa de alimentare, iar regimul de temperatură este monitorizat peste apă într-o cutie caldă.
Hydrazina, introdusă în apa de alimentare, interacționează cu oxizii de fier și cupru prezenți în apă și pe suprafața metalică.
În apa din cazan și supraîncălzitoare, excesul de hidrazină se descompune pentru a forma amoniac.
Atunci când se utilizează hidrat de hidrazină, trebuie luate în considerare proprietățile sale. Hidratul hidrazină este un lichid incolor care absoarbe ușor oxigenul din aer, dioxidul de carbon și vaporii de apă, este ușor solubil în apă. Hydrazina este toxică și la concentrație mai mare de 40% - combustibil. La manipularea acestuia, trebuie să respectați cu strictețe regulile de siguranță relevante.
Tratamentul cu schimb de ioni al apei de alimentare este realizat pentru a reduce duritatea sa și, astfel, pentru a preveni formarea scării în cazan. În funcție de tipul de materiale utilizate pentru schimbul de ioni, procesul care se produce în filtrul de schimb ionic poate fi cationic și anionic.
În practica navei, cea mai des folosită este metoda de cationizare. a cărui esență este înlocuirea ionilor de formare a scării Ca 2+. Mg 2+ cu ioni de Na + sau H + în filtrarea apei dure prin materiale speciale predispuse schimbului de ioni.
Odată cu epuizarea filtrului schimbător de cationi este regenerat prin trecerea prin el 5-10% soluție NaCl tărie schimbător Na-cation sau o soluție 2% de acid sulfuric pentru schimbător de H-cation cu o viteză de 7-10 m / h. Ca urmare, regenerarea ionilor de Ca 2+ si Mg 2+ cationi din nou înlocuite cu Na sau N. Regenerarea se efectuează, de obicei, durata zilnică de aproximativ 1 oră.
Cele mai comune filtre de schimb de Na-cation. materiale filtrante pot fi naturale (glauconite - mineral, silicat de aluminiu apos și compoziția de fier de potasiu complex chimic având o nuanță verzuie) și artificială (acid sulfonic).
Cu cationizarea Na, duritatea apei scade, însă alcalinitatea crește datorită formării sodei caustice și nu este nevoie să se introducă alcalii suplimentare. Cu toate acestea, dacă apa cu rigiditate ridicată este supusă tratamentului cu Na-cation, poate apărea un exces de caustic în cazan și duce la coroziune alcalină.
Pentru a preveni formarea excesului de alcalii, se recomandă utilizarea cationilor mixt (paralel sau secvențial), trecerea apei prin filtrele Na și H-cation-exchange.
Complexitatea echipamentelor, dimensiunile mari, precum și necesitatea materialelor de regenerare de pe vas sunt motivele pentru aplicarea limitată a acestei metode de tratare a apei pe nave.
În cazul instalațiilor mici, utilizarea schemelor complexe de tratare a apei nu este fezabilă din punct de vedere economic. În aceste cazuri, se poate obține o soluție rațională a problemei tratării apei prin utilizarea unor metode simple și ieftine, inclusiv metode fizice de tratare a apei (cu ultrasunete, electrostatice, magnetice etc.).
Având în vedere simplitatea dispozitivelor utilizate și ușurința utilizării, o metodă de tratare magnetică este de mare folos. Ca parte a flotei autohtone, această metodă este folosită pe navele tipelor Belomorskles, Leninsky Guard, Igor Grabar și Murom, care au filtre magnetice (magneți permanenți) pe rețeaua de alimentare cu apă.
După cum arată practica dispozitivelor magnetice, apa tratată într-un câmp magnetic reduce semnificativ proprietățile de formare a scării. În acest caz, se observă distrugerea intensivă a depunerilor la scară mare formată înainte de aplicarea metodei magnetice de tratare a apei.
Scopul principal al metodei magnetice de tratare a apei este de a schimba condițiile de cristalizare a formatorilor de spumă și de a asigura pierderea lor nu pe suprafața de încălzire, ci sub forma unei suspensii în volumul de apă care intră în boiler. Prin urmare, rezultatele aplicării acestei metode depind în mare măsură de eficacitatea dispozitivelor și a măsurilor care asigură îndepărtarea în timp util a particulelor suspendate din volumul apei. În cazan, se acumulează o masă de nămol, care poate fi ușor îndepărtată prin suflare.
Utilizarea tratării magnetice a apei nu necesită introducerea sistematică a reactivilor chimici în cazan.
Elimină utilizarea regulată a medicamentelor de corectare a apei și a tratamentului cu ultrasunete. Instrumentele de tratare cu ultrasunete sunt, de asemenea, pe navele flotei interne. De exemplu, pe navele de tipul "Krasnograd", "Krasnokamsk", "Ainazi", sistemul Krusteks (Anglia) este instalat pe cazane. Trebuie avut în vedere faptul că aceste instrumente nu acționează asupra apei, ci servesc la slăbirea depozitelor deja formate. Acestea împiedică acumularea de scală pe suprafețele de încălzire, dar nu interferează cu formarea acesteia. Slăbirea scalei ajută la îndepărtarea acesteia în timp ce suflați boilerul.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: