Лекция 24.

Растворимость примесей в рабочей среде СКД и ее влияние на отложения. Темпера­тура рабочего процесса оказывает существен­ное влияние на растворимость веществ в при СКД, особенно в зоне больших теплоем-костей. Эти данные для давления 25 МПа при­ведены на рис. 14.8. Из сопоставления зави­симостей растворимости с рядом теплофизических параметров водного теплоносителя, например плотностью и диэлектрической проницаемостью при СКД , следует, что характер этих зависимостей один и тот же. Во всем диапазоне температур рас­творимость большинства примесей в водном теплоносителе снижается с ее повышением так же, как и плотность и диэлектрическая проницаемость.

Описанные закономерности свидетельст­вуют о том, что основная масса примесей, находящихся в рабочей среде паровых котлов СКД, должна выпадать в сравнительно узком диапазоне изменения теплофизических пара­метров — зоне больших теплоемкостей. Исключение составляет растворимость продуктов коррозии железа, главным образом магнетита Fe₃0₄, которая мало изменяется с температурой (рис. 14.8). Она мало зависит и от плотности теплоносителя, а следователь­но, и от состояния рабочей среды. Это при­водит к тому, что отложения продуктов кор­розии железа склонны к «размазыванию» по всей поверхности котла и турбины. Вместе с тем толщина железоокисных отложений сильно зависит от тепловой нагрузки. Поэтому на интенсивно обогреваемых поверхностях нагрева (НРЧ прямоточных котлов) железо­окисных отложений существенно больше, чем на других поверхностях с меньшей тепловой нагрузкой.

Растворимость примесей в перегретом паре ДКД и ее влияние на отложения. Раствори­мость веществ в перегретом паре ДКД опре­деляется свойствами растворителя — перегре­того пара и свойствами твердой примеси, с которой соприкасается перегретый пар. Те и другие свойства зависят от параметров ра­бочего процесса: давления и температуры.

Прочность связей между ионами, молеку­лами или атомами твердой примеси сильно зависит от температуры. Повышение темпера­туры ослабляет эти связи, способствует пере­ходу твердой фазы в перегретый пар. Изме­нение давления в том диапазоне, в каком это наблюдается в паровых котлах, мало влияет на поведение твердой фазы.

Температура и давление, определяющие плотность перегретого пара, оказывают силь­ное влияние на его свойства как растворителя. При постоянном давлении с повышением тем­пературы перегрева плотность пара умень­шается. Это приводит к уменьшению диэлек­трической проницаемости и полярности ее молекул. В результате с повышением тем­пературы растворяющая способность перегре­того пара сначала падает из-за уменьшения плотности растворителя—перегретого пара. Однако, несмотря на снижение плотности, дальнейшее повышение температуры при по­стоянном давлении приводит уже к ослабле­нию связей в кристаллах твердого вещества и соответствующему повышению растворимости. На рис. 14.9 показаны изобары растворимости от температуры при постоянном давле­нии. Видно, что в минимуме растворимости одинаково влияние обоих факторов. В левой ветви характеристики преобладает влияние плотности с изменением температуры, в пра­вой ветви — силы связей в кристаллической решетке.

Давление перегретого пара также сильно влияет на его растворяющую способность. Чем выше давление, тем выше плотность пара и больше растворимость веществ, однако влия­ние давления уменьшается с ростом темпера­туры перегрева пара. Качественно подобны изобары растворимости и других соединений, например , . Количественные зависимости различны.

Практическое значение растворимости ве­ществ в перегретом паре состоит в том, что если в паре концентрация примеси меньше ее растворимости по изобаре, то он будет рас­творять эту примесь и уносить с собой, обра­зуя обычно отложения в турбине. Если в пере-

гретом паре концентрация примеси выше, чем растворимость по изобаре, то избыток будет выпадать в тракте пароперегревателя, а после него — в турбине.