Расчетно-теоретическое обоснование определения концентрации углекислоты в паре энергетических котлов и парогенераторов
А.Б. Ларин, Б.М. Ларин, Е.Г. Ухалова, М.П. Савинов, К.В. Зотова, С.В. Киет
Вестник ИГЭУ, 2025 г. выпуск 6, сс. 10—16
Скачать PDF
Состояние вопроса. Присутствие углекислоты в паре энергетических котлов ведет к повышению коррозионной активности конденсата и характеризуется увеличением удельной электропроводности Н-катионированной пробы, не редко сверх нормативных значений. Химический анализ проб конденсата пара на содержание углекислоты затруднен ввиду малых значений ее концентрации. Удаление углекислоты из пробы конденсата путем дегазации позволяет измерить концентрацию солевых примесей, что является важным показателем, нормируется практически для всех энергетических котлов и может быть представлено значением удельной электропроводности дегазированной пробы.
Материалы и методы. Математические модели для расчета удельной электропроводности дегазированной пробы и концентрации угольной кислоты составлены на основе уравнений из теории растворов электролитов. Использованы ранее полученные выражения для расчета концентраций примесей на основе измерения удельной электропроводности прямой и Н-катионированной пробы и рН охлажденных проб.
Результаты. Представлен теоретический метод расчетного определения ряда основных (нормируемых и диагностических) показателей качества пара энергетических котлов, включая концентрацию углекислоты и значение удельной электропроводности дегазированной пробы. Для сравнения расчетных и измеренных концентраций углекислоты выполнены лабораторные исследования предельно разбавленных модельных растворов углекислоты. Показана возможность оценки достоверности расчетных значений концентраций углекислоты в пробе конденсата путем экспериментальных исследований потока углекислотного буферного раствора при использовании промышленного анализатора «Лидер-АПК» «НПП Техноприбор» (г. Москва). Приведен пример определения концентрации углекислоты в потоке буферного раствора по расчетной методике. Проведено сравнение расчетных данных с фактическим содержанием углекислоты в пробе.
Выводы. Представленный метод определения содержания углекислоты, включающий в себя методики расчета концентраций солевых компонентов: хлоридов и гидрокарбонатов натрия и удельной электропроводности дегазированной пробы, может использоваться для оперативных расчетов при измерении в охлажденных пробах удельной электропроводности (c и cН) и рН с учетом методики расчета концентраций примесей, а также для создания на базе «Лидер-АПК» нового анализатора качества питательной воды, пара и конденсата энергетических котлов и парогенераторов.
1. Воронов В.Н., Петрова Т.И. Водно-химические режимы ТЭС и АЭС. – М.: Изд. дом МЭИ, 2009. – 240 с.
2. Богачев А.Ф., Радин Ю.А., Герасименко О.Б. Особенности эксплуатации и повреждаемость котлов–утилизаторов бинарных парогазовых установок. – М.: Энергоатомиздат, 2008. – 232 с.
3. Ларин Б.М., Ларин А.Б., Савинов М.П. Расчетное определение качества пара энергетических котлов по измерению удельной электрической проводимости и рН // Теплоэнергетика. – 2021. – № 5. – С. 63–71.
4. Мостофин А.А. Расчет значений pH и удельной электропроводности водных растворов NH3 и CO2 // Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках. Вып. 2. – М.; Л.: Энергия, 1966. – С. 178–187.
5. Мостофин А.А. Влияние температуры на определения рН и СО2 в питательной воде прямоточных парогенераторов // Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках. Вып. 6. – М.: Энергия, 1978. – С. 195–199.
6. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2021663182 Российская Федерация. Программа для определения показателей качества пара энергетических котлов и парогенераторов по измерению удельной электропроводности и рН конденсированной пробы / Б.М. Ларин, А.Б. Ларин, Е.Н. Бушуев, М.П. Савинов; опубл. 12.08.2021, Бюл. № 8.
7. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022680268 Российская Федерация. Программа расчета удельной электропроводности дегазированной пробы конденсата водяного пара / А.Б. Ларин, Е.Н. Бушуев, С.В. Киет, М.П. Савинов; опубл. 28.10.2022, Бюл. № 11.
8. Пат. РФ на изобретение № 2659333. Способ калибровки рН-метров / Б.М. Ларин, А.Б. Ларин, В.Г. Киет, С.В. Киет, заявка от 14.07.2017; опубл. 29.06.2018, Бюл. №19.