Общие закономерности
Процессы, протекающие в паро-конденсатно-водяном тракте, зависят от состава теплоносителя, его агрегатного состояния (пар или вода), состава металла, контактирующего с теплоносителем оборудования, и от температуры теплоносителя и металла.
Процессы, протекающие в паро-конденсатно-водяном тракте, можно разделить на следующие большие группы:
– процессы коррозии металла, протекающие при контакте теплоносителя с металлом;
– процессы образования на поверхности оборудования защитного слоя отложений;
– процессы разрушения образовавшейся на поверхности оборудования твердой фазы (пленок, накипи, отложений).
Для разных участков оборудования и паро-водо-конденсатного тракта эти процессы имеют разную локализацию, разную интенсивность и разную актуальность.
Формирование защитного поверхностного слоя происходит практически одновременно с началом коррозионного процесса. В результате этого формирования происходит постепенное замедление коррозии металла до некоторого псевдоравновесного уровня взаимодействия металла с кислородом и другими ингредиентами теплоносителя и поступления продуктов коррозии в теплоноситель, отвечающего конкретным гидродинамическим условиям и составу среды. Одним из решающих факторов, определяющих этот уровень, является фактор стационарности (неизменности или постоянства) указанных условий и состава среды. Так, например, гидразин, дозируемый в питательную воду и конденсат, обладает ингибирующими (замедляющими коррозию) свойствами относительно металла конденсатно-питательного тракта. Однако при неналаженном гидразинном режиме с резкими колебаниями доз вводимого в теплоноситель гидразина, происходит не снижение, а повышение содержания железа в питательной воде. Связано это с тем, что резкие или временные эпизодические изменения в составе среды производят локальные изменения в структуре образовавшегося на поверхностях оборудования защитного слоя, делая его менее сплошным и однородным. В еще большей мере воздействуют на этот слой резкие изменения нагрузки блока, давления среды и в особенности температурного режима.
Формирование защитного слоя в стационарных условиях осуществляется до достижения характерной для этих условий его предельной толщины, после чего разрушение слоя начинает происходить самопроизвольно. Этот фактор наиболее актуален для испарительных поверхностей. Нестационарные факторы, как уже отмечалось, способствуют ускоренной деформации образовавшегося защитного слоя. В условиях горизонтального расположения испарительных труб частички разрушенного слоя могут перемещаться внутри их водяного объема или водяного объема контура КУ с образованием неравномерных по толщине и неоднородных по структуре отложений. В последствии это приводит к местным перегревам металла и к интенсивным локальным коррозионным процессам испарительных поверхностей. Отсюда вытекает важность мероприятий по периодической очистке этих поверхностей от накопившихся отложений, а также актуальность мероприятий по предупреждению чрезмерного загрязнения экранных труб: защита оборудования от стояночной коррозии, перевод ингредиентов котловой воды в неприкипающие шламовые формы и снижение в питательной воде содержания продуктов коррозии, а также солей жесткости, поступающих в КУ с питательной водой.
В нестационарных условиях защитный слой испарительных поверхностей подвергается наибольшей деформации в пусковой период КУ. С началом растопки может происходить отделение более крупных частичек слоя с их перемещением и образованием неравномерных отложений.
Трубопроводы и поверхности конденсатно-питательного тракта в период нахождения оборудования под рабочей нагрузкой подвержены в основном так называемой общей (равномерной) коррозии. Эта коррозия может не носить опасного характера для контактирующего с теплоносителем оборудования, однако и в этом случае она остается негативным фактором, так как является поставщиком продуктов коррозии, переходящих в теплоноситель и загрязняющих испарительные поверхности КУ.