Схемы ступенчатого испарения воды в паровом котле. Ступенчатое испарение позволяет получать пар требуемого качества при сниженном количестве продувочной воды, для чего в верхнем барабане 2 котла устанавливают перегородки 4 с отверстиями, которые разделяют водяной объем барабана на ряд уменьшающихся отсеков — ступеней (рис. в,а), а паровое пространство остается общим. Обычно барабан разделяют на три отсека — два торцевых меньших размеров и один средний большего размера. Поверхность нагрева котла, подсоединенная к каждому из отсеков, должна иметь самостоятельный циркуляционный контур. Вся питательная вода подается в первый — средний отсек, над которым размещен штуцер с вентилем для отвода пара из барабана. Через отверстия в перегородках проходит вся продувочная вода, которая в концевых отсеках (циркуляционных контурах) должна превратиться в пар. При этом по направлению к концевым отсекам концентрация солей в котловой воде увеличивается, а количество получаемого пара уменьшается. Основное количество пара получается в среднем чистом отсеке, в котором за счет большой продувки (равной расходу котловой воды в крайних отсеках) образуется пар с более низким солесодержанием.
Рис. 6.Схемы ступенчатого испарения: а - размещение второй ступени испарения с двух торцов барабана, б - двухступенчатое испарение с выносными циклонами; 1 - питательная магистраль, 2 - барабан котла, 3 - паропровод для отбора пара, 4 - перегородки, 5 - труба для продувки, 6 — экраны, 7 — выносные циклоны
На рис. 6, б показана схема испарения с выносными циклонами 7, в которые поступает котловая вода с повышенной концентрацией солей, откуда они удаляются продувкой. Сухой остаток котловой воды в чистом отсеке должен .быть не выше 1500 мг/л. Вода непрерывной продувки подается в расширитель 1 (рис. 7), в котором давление ее падает до атмосферного. В результате часть воды испаряется и образовавшийся пар 5 поступает в деаэратор, где тепло его используется. Оставшаяся вода проходит в сливной колодец через теплообменник 12, где также используется часть тепла продувочной воды. Для соблюдения установленных норм качества пара осуществляют периодическую или непрерывную продувку, т.е. часть воды из паровых котлов выпускают и захменяют ее питательной водой. Периодическая продувка при наличии непрерывной служит для выпуска шлама. Непрерывную продувку в барабанных котлах выполняют из верхних барабанов 9 (см. рис. 7), где концентрируется наибольшее количество солей, а периодическую — из нижних барабанов или коллекторов-грязевиков и нижних коллекторов-экранов. Непрерывная продувка должна обеспечивать при работе котла постоянный вывод избытка солей из котловой воды. Котловая вода непрерывной продувки из барабана 9 отводится в аппарат, называемый сепаратором непрерывной продувки, в котором происходит расширение воды и отделение пара. Из сепаратора пар (выпар) отводится в деаэратор питательной воды, а горячая вода, содержащая соли,—в дренаж 11 или используется для подогрева сырой воды. Образование накипи. Накипь образуется в котле из-за накапливания солей при испарении воды, в результате чего из котловой воды выпадают в осадок те соли, для которых будет достигнут предел их растворимости. Эти соли, вступая в химические реакции, образуют труднорастворимые соединения, дающие плотный осадок. В зависимости от состава солей, находящихся в воде, различают накипь: силикатную — с повышенным содержанием кремния, плотную, трудно удаляемую при очистке котла; сульфатную — с содержанием сернокислого кальция более 50%, рыхлую, сравнительно легко удаляемую; карбонатную — с преимущественным содержанием угле-кислого кальция и магния, легко удаляемую; смешанную, в которой нет ярко выраженного преобладания тех или иных солей. Накипь и шлам плохо проводят тепло (в 20 — 30 раз хуже железа). Особенно вредно масло, так как теплопроводность его в 20 раз меньше теплопроводности накипи и в 200 — 600 раз меньше теплопроводности железа. Поэтому использование воды, содержащей масло свыше допустимых норм, запрещается. Накипь, отлагающаяся на стенках барабана котла и труб, препятствует их охлаждению. Температура труб повышается, в результате чего под давлением пара на них могут образовываться отдулины и даже разрывы. При загрязненной поверхности нагрева работа котла неэкономична, температура уходящих газов увеличивается, что приводит к снижению кпд котла и перерасходу топлива. Внутренняя коррозия металла котельных агрегатов. Коррозия металла всегда начинается с поверхности и постепенно проникает вглубь. Иногда не вся поверхность металла поражается, а лишь отдельные участки в виде пятен, язвин и точек различной величины. Разъедание стенок котла может происходить от воздействия на них растворенных в питательной воде кислорода, двуокиси углерода, водорода, едкого натра и пр. Кислородная коррозия происходит в трубах водяных экономайзеров под действием кислорода и двуокиси углерода, растворенных в воде. Для устранения ее необходима тщательная деаэрация питательной воды. Щелочная коррозия происходит в испарительных поверхностях нагрева под действием едкого натра при высокой концентрации его в котловой воде и высокой температуре. Разновидностью щелочной коррозии является межкристаллитная коррозия — каустическая хруп-кость, возникающая в вальцованных и заклепочных соединениях под влиянием местных механических напряжений при наличии высокой щелочности котловой воды, в результате происходит снижение механической прочности металла и образование в нем трещин. Для уменьшения агрессивных свойств котловой воды необходимо поддерживать в ней определенное соотношение концентрации гид- ратной щелочи и других ионов.
