Виды накипи, накапливающейся в испарителях. Меры по снижению накипеобразования.

При испарении морской воды на греющих элементах испарителя образуется накипь, снижающая коэффициент теплопередачи и производительность испарителя. Разделяют следующие виды накипи.
Карбонатная накипь характерна для вакуумных испарителей, в которых температура испарения не превышает 75-78°С. При более высоких температурах эта накипь практически не обнаруживается. Из известных кристаллических модификаций карбоната кальция в испарителях образуется лишь кальцит, решетка которого наиболее проста. Карбонатная накипь характеризуется относительно малой плотностью, рыхлой структурой и низкой прочностью. Она легко растворяется почти всеми кислотами, кроме щавелевой. Все эти качества являются следствием одного свойства карбоната кальция – способности образовывать кристаллы в толще воды. СаСО3 – продукт диссоциации бикарбонатных ионов при нагревании и упаривании и последующего соединения с ионами кальция.
Магнезиальная накипь — основной компонент накипи в испарителях, работающих при давлении, близком к атмосферному. Эта накипь отличается от карбонатной большей плотностью и теплопроводностью. Кристаллическая гидроокись магния известна под названием бруцит. Существует и гидратная аморфная гидроокись, отлагающаяся при высокой форсировке. Со временем она также превращается в бруцит. Гидроокись магния значительно хуже растворяется кислотами, чем карбонатная накипь. Меньше и ее растворимость в воде.

Образование гидроокиси магния в испарителях обусловлено гидролизом карбонатных ионов, который интенсивно протекает при температурах более 75°С, и весьма малой растворимостью гидроокиси магния.

Сульфатная накипь — наиболее труднорастворима и трудноудалима.
Сульфат кальция является связующим веществом накипи, цементирующим другие соли. Сульфатная накипь составляет основную помеху в работе испарителей. Ее осаждение – прямое следствие понижения растворимости сульфата кальция с увеличением температуры. Сульфат кальция зачастую отлагается в испарителях с давлением вторичного пара, близким к атмосферному. Чем выше температура испарения или напряженность поверхности нагрева, тем меньше кратность упаривания, при которой начинается отложение сульфатной накипи.
Известны три модификации сульфата:
— ангидрит CaSO4;
— полугидрат CaSO4 *1/2 Н2О;
— дигидрат (гипс) CaSO4 *2 Н2О;
Две последние модификации при нагревании постепенно теряют кристаллическую воду и превращаются в ангидрит. Наименее растворимая модификации – ангидрит, но скорость ее кристаллизации столь мала, что в испарителях она встречается редко. Значительно лучше растворяется гипс, причем независимо от температуры. В испарителях, где температура стенки не превышает 850С, гипс встречается лишь при кратности упаривания более 4,25. В испарителях сульфатная накипь наиболее часто представлена полугидратом, который появляется при температурах более 850С.
Сульфатная накипь наиболее труднорастворима, а ее предотвращение наиболее сложно. Если отложения карбонатной и магнезиальной накипи удается предотвратить более или менее доступными средствами, то для сульфатной накипи требуются более сложные методы.
Применяют следующие меры по предотвращению накипеобразования:
1) Снижение концентрации рассола путем усиленного продувания испарителя. Недостаток этого способа состоит в увеличении тепловых потерь, в результате чего снижаются экономичность и производительность установки;
2) Применение так называемого «холодного душа». Из испарителя продувают весь рассол и тем самым оголяют змеевики батареи. По змеевикам продолжают пропускать греющий агент. Затем в паровое пространство испарителя по специальным трубам с многочисленными отверстиями подают холодную воду, которая орошает поверхность нагревательной батареи. В результате резкого изменения температуры змеевики деформируются, накипь дает трещины и отваливается от поверхности. Этот процесс повторяют несколько раз, после чего накипь удаляют из испарителя продуванием. Способ холодного душа позволяет очистить от накипи до 60-80 % поверхности батареи;
3) Использование специальных химикалий, которые добавляют к морской питательной воде. Они предотвращают образование накипи, вследствие чего установка может работать продолжительное время без чистки. Научно-исследовательский институт английского адмиралтейства выпустил новое вещество, называемое «адмиралтейским препаратом для испарителей», которое предотвращает образование накипи, переводя соли в шлам. Кроме того, препарат препятствует образованию пены. Применение нового препарата позволяет в течение длительного времени сохранить номинальную производительность судовых испарительных установок и увеличить время их эксплуатации;
4) Снижение давления ниже атмосферного в вакуумных испарителях, где парообразование и кипение рассола происходят при более низких температурах, вследствие чего накипь образуется менее интенсивно. В результате производительность испарителя не снижается, и он может продолжительное время работать без чистки нагревательных элементов;
5) Использование принципа самоиспарения в адиабатных многоступенчатых опреснительных установках, в которых вследствие вынесения теплообменных поверхностей из зоны кипения и снижения температур кипения уменьшается интенсивность образования накипи.
Во время эксплуатации опреснительных установок для полного удаления накипи периодически производят механическую или кислотную очистку поверхности нагревательной батареи. Недостаток этого способа состоит в продолжительном выводе из строя испарителя.
Плотность рассола определяют путем взятия пробы ареометром, не реже одного раза за вахту. В опреснителе должен поддерживаться постоянный уровень рассола, что достигается хорошей работой регулятора питания. Для этого необходимо, чтобы обеспечивались свободное перемещение питательного клапана, поплавка и штоков в местах прохода через сальники; хорошая плотность поплавка; чистота патрубков, соединяющих паровое и водяное пространство опреснителя с регулятором.
Через каждые 2000-3000 ч работы следует вскрывать секции испарителя и подогревателя и производить внутренний осмотр с целью проверки состояния антикоррозионного покрытия поверхностей и наличия накипи на трубках. При необходимости накипь удаляют проволочным ершом с предварительным размягчением ее 5%-ным раствором соляной кислоты и последующей тщательной промывкой.
Согласно опытным данным до 90% общего количества накипи в поверхностных испарителях образуется на греющих элементах. Этим, объясняется преимущество бесповерхностных испарителей с камерами испарения без греющих батарей.

Рассказать друзьям

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Добавить комментарий

Найти готовую работу