Ухудшение теплообмена. Проблема и ее решения

29 марта

Одной из проблем водоподготовки теплоэнергетического комплекса является образование накипи в теплообменниках.

При эксплуатации оборотных систем с градирнями за счет концентрирования солей, в том числе солей жесткости, и удаления углекислоты в градирнях достигается перенасыщение воды карбонатом кальция, что приводит к образованию накипи. Наличие отложений приводит к ухудшению теплообмена, перерасходу топлива, требует проведения периодических химических очисток.

фосфонаты.jpg

Обработка воды оксиэтилидендифосфоновой кислотой (ОЭДФ) позволяет предотвратить образование минеральных отложений при карбонатной жесткости воды до 7,5 мг-экв/кг. В зависимости от значения карбонатной жесткости концентрация ОЭДФ в воде составляет 0,25-2,0 мг/кг.

В растворах, пересыщенных карбонатом кальция, ОЭДФ образует прочный комплекс с ионами кальция (константа устойчивости рК = 15,99). В виде тетракальциевого комплекса ОЭДФ сорбируется поверхностью ранее образовавшихся кристаллов и образующихся зародышей кристаллов карбоната кальция и препятствует их направленному росту и агломерации. Отсутствие активных центров кристаллизации за счет блокирования поверхности кристаллов обеспечивает поддержание раствора в пересыщенном состоянии без выделения накипи.

По сравнению с обработкой воды неорганическими полифосфатами при обработке ОЭДФ расходуется в 5-10 раз меньше, чем неорганические полифосфаты. Стойкость ОЭДФ к гидролизу исключает образование фосфатного шлама. Введение ОЭДФ в рекомендуемом количестве не приводит к изменению рН воды.

По сравнению с подкислением воды серной кислотой при обработке ОЭДФ практически не увеличивается минерализация воды и не усиливаются ее коррозионно-агрессивные свойства. Расход ОЭДФ в 100-200 раз меньше, чем серной кислоты, что упрощает транспортировку, хранение и дозирование реагента.

При температуре, характерной для оборотных систем охлаждения конденсаторов турбин, ОЭДФ не подвергается гидролитическому разложению и сохраняет стабилизирующие свойства.

В условиях оборотных систем охлаждения ОЭДФ находится в виде комплексного соединения с ионами кальция, что снижает реакционную способность этого соединения как комплексообразователя по отношению к конструкционным материалам. Так, при концентрации ОЭДФ до 5 мг/кг коррозионно-агрессивные свойства воды по отношению к цветным металлам и сплавам, нержавеющей и углеродистой стали практически не изменяются.

Оксиэтилидендифосфоновая кислота не проявляет кумулятивных свойств при попадании в водоемы. Это объясняется способностью некоторых микроорганизмов расщеплять молекулу ОЭДФ с помощью выделяемых ферментов и потреблять фосфор. Несмотря на то, что в первую очередь потребляется фосфор из неорганических соединений, наличие процесса разрушения ОЭДФ под действием бактерий исключает ее накопление в водоемах. Это позволяет сбрасывать воду, содержащую ОЭДФ, в природные водоемы при соблюдении требований санитарных органов.

ОЭДФ рекомендуется многими теплогенерирующими компаниями для применения в оборотных системах ТЭС, ТЭЦ и ГРЭС.