Уроки с работающими фрагментами есть в vodno-xim-potoki-tes.xls
Прежде всего, молодые коллеги, обратим наше внимание на пароводяной цикл. Питательная вода поступает в котел, где она преобразуется в пар, пар поступает на турбину, затем конденсируется в конденсаторе турбины, далее поступает в деаэратор 6ата и снова в котел. Питательная вода состоит из турбинного конденсата и добавка обессоленной воды. А из чего состоит турбинный конденсат? Естественно, это конденсат пара. Но в трубках конденсатора есть щели, через которые в конденсат проникают присосы охлаждающей воды. Таким образом, с точки зрения баланса питательная вода состоит из трех потоков: конденсата пара, поступившего на турбину, обессоленной воды и присосов охлаждающей воды.
Ну да, присосы происходят не в трубках, а в трубных досках. Конденсат турбины проходит сначала подогреватели низкого давления ПНД, затем деаэратор, затем подогреватели высокого давления ПВД и лишь затем поступает в котел. Кроме того, конденсат турбины по мере его продвижения смешивается с конденсатами пара ПНД и ПВД. И т.д., и т.п., и прочее. Но опустим до лучших времен эти и прочие "мелкие" детали и продвинемся вперед.
Таким образом, мы имеем следующие виды вод. Обессоленную воду, питательную воду, конденсат пара, охлаждающую (она же циркуляционная) воду, присосы этой охлаждающей воды, турбинный конденсат, представляющий собой смесь конденсата пара и присосов охлаждающей воды. Охлаждающая вода берется из водоема, где она частично упаривается и восполняется сырой или добавочной водой. Добавочная вода - несколько размытый термин. Для цирксистемы добавочной водой является сырая воды, для питательной воды - обессоленная вода. Кроме упомянутых вод, есть еще котловые воды первой и второй ступеней испарения, причем последняя также называется продувочной водой.
Воды состоят из собственно воды - т.е. H2O - и примесей к ней (в науке - ингредиентов). К примесям относятся растворимые соли, газы, а также взвешенные и коллоидные вещества.
Сколько примесей в потоках, столько можно составить и балансовых уравнений. Скажем, в потоке А 5кг примесей, в потоке Б - 10кг, а в потоке АБ (после смешения А и Б) - 15кг.
Питательная вода, как мы договорились, состоит из трех потоков: А - обессоленная вода; Б - конденсат пара; С - присосы охлаждающей воды. Схема для потока АБС (т.е. для питательной воды) простая:
АБС=А+Б+С
А, Б и С - это вклады. Очень важно понять идею аддитивности вкладов. Если мы, скажем, сумели каким-то образом оценить вклад С, то мы сможем упростить исходное соотношение до
АБ=А+Б
Скажем, мы знаем содержание натрия в обессоленной воды, в питательной воде и в конденсате пара (столько же, как и в самом паре). Знаем расходы питательной воды Gpv и конденсата пара Gp. Но не знаем расход обессоленной воды Gov, который мы пытаемся определить. Если бы мы знали вклад присосов по натрию, то мы бы его вычли из содержания натрия в питательной воде и наш бы баланс упростился до
Gpv=Gov+Gp
где Gp - расход конденсата пара, а Gприсосов пренебрегаем, и
Gpv*Cpv'=Gov*Cov+(Gpv-Gov)*Cp
где Cpv'=Cpv-Cpr - содержание натрия в питательной воде за вычетом вклада присосов Cpr, Cp - содержание натрия в паре.
Теперь остановка за малым - проявить изобретательность и определить Cpr.
Что мы знаем о вкладе присосов? Мы знаем (правда, только примерно) жесткость питательной воды, обусловленную практически только присосами охлаждающей воды, так как вкладом жесткости обессоленной воды здесь можно и пренебречь. Но жесткость с присосами поступает не в индивидуальном порядке, а в коллективе с другими примесями охлаждающей воды. Если, скажем, в охлаждающей воде на 1 мкг-экв жесткости приходится 8 мкг натрия, то столько же этого "присосного" натрия будет приходиться и на 1 мкг-экв жесткости в питательной воде. Тогда получим Cpv'=Cpv-8*Жpv. Это очень просто, но к этому надо привыкнуть до уровня дважды два равняется четырем. Далеко не всегда нам приходится учитывать подобные тонкости, но для условий Кременчугской ТЭЦ они представляют существенный момент.
Аналогично и с котловой водой. Пусть мы знаем содержание натрия в продувочной воде. Но чтобы составить баланс по продувке надо от натрия, внесенного с питательной водой, отделить натрий, введенный в котел с тринатрий фосфатом. В тринатрий фосфате Na3PO4 натрий "весит" 23*3=69, а PO4 - 32+16*4=96. Следовательно вклад фосфатов по натрию будет составлять 69/96 мг/кг натрия на каждый мг/кг фосфатов. Однако жесткость питательной воды тоже вносит свой вклад в содержание натрия в котловой воде, так как катионы жесткости при осаждении их в котле в результате взаимодействия с фосфатами замещаются на натрий. То есть, 1 мкг-экв/кг жесткости в питательной воде это 1 мкг-экв/кг потенциального натрия или 23 мкг/кг потенциального натрия в этой воде.
Надо понимать не только то, что вклады аддитивны, но и уметь их условно перемещать. Например, присосы можно условно смешать с обессоленной водой и рассматривать баланс
Gpv*Cpv=Gdv*Cdv+(Gpv-Gov)*Cp
где Gdv и Cdv - расход добавочной (обессоленной) воды и содержание примеси в этой воде. Можно и дозирование фосфатов условно переместить в обессоленную воду, если это окажется удобным с точки зрения составления баланса. Вариантов может быть много. Нужно только привыкнуть, что баланс - это всего лишь баланс. Нечто такое же предметное, как 2грн+3грн=5грн.
Что еще надо знать на уровне 2х2=4? Примеси могут осаждаться, титроваться, переходить в пар или в атмосферный воздух и наоборот. Растворимые примеси могут образовывать ионные и молекулярные формы. Например, NaCl обычно считают полностью диссоциированным в воде, но при очень больших давлениях это уже существенно не так. Ионная форма переходит в пар по механизму капельного уноса, а молекулярная - по механизму молекулярного распределения между двумя фазами (между паром и водой). Коэффициент молекулярного перехода примеси из котловой воды в пар весьма существенно возрастает с повышением давления в барабане котла.
Титруются анионы слабых кислот, в основном угольной и фосфорной кислот, что обусловливает щелочность воды. Эти же анионы могут осаждаться при взаимодействии с катионами жесткости. Этот процесс приводит к уменьшению как жесткости, так и щелочности воды.
В циркуляционной воде в результате ее нагрева происходит повышение ее рН и связанной с ним гидратной щелочности по схеме
H2CO3=H2O+CO2
с переходом углекислого газа в атмосферный воздух. Дело в том, что углекислый газ и углекислота, и анионы HCO3 и CO3 все связаны между собой константами равновесия. Уменьшение содержания CO2 приводит к уменьшению содержания углекислоты, которое частично компенсируется по схеме
NaHCO3+H2O=H2CO3+NaOH
что и приводит к повышению гидратной щелочности и рН. А процесс уменьшения щелочности и жесткости в цирксистеме может происходить по схеме:
Ca+++CO3--=CaCO3
с осаждением карбоната кальция из воды.
Чем обусловливается щелочность котловых вод? Изрядную долю этой щелочности обусловливает дозирование фосфатов. Немного может добавлять сюда слабощелочная обессоленная вода. А вот охлаждающая вода согласно таблицам эксплуатационных данных является весьма даже щелочной.
Эти положения желательно освоить как дважды два - четыре. Тогда вам легко будет дополнить их более обстоятельными выкладками в технической литературе и в статьях сайта.
Многие вещи вам кажутся сложными лишь потому, что вам не хватает каких-то базовых понятий. Этот барьер надо преодолеть. И тогда ваша мысль станет раскованной, способной что-то комбинировать и изобретать, - самое обычное из занятий наладчика ДонОРГРЭС! "Многие вещи нам не понятны не потому, что наши понятия слабы, а потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий" – Козьма Прутков.