Понижение производительности на 20 ... 25 % паспортной является
признаком необходимости чистки внутренней поверхности теплообменных
труб.
Рассмотрим механизм образования накипи и ее виды, поскольку в
зависимости именно от вида накипи выбираются методы очистки поверхностей
испарителей. Накипь образуется за счет трехосновных компонентов:
карбоната кальция, гидроокиси магния и сульфата кальция. Соответственно
различают три вида накипи: карбонатную, магнезиальную и сульфатную.
Карбонатная накипь характерна для вакуумных опреснителей, в которых
температура испарения не превышает 75 ... 85 °С. Она отличается малой
плотностью, рыхлой структурой, низкой прочностью, растворима практически
всеми кислотами, кроме щавелевой. Карбонатная накипь на поверхности
нагрева образуется в результате протекания процессов кристаллизации и
прикипания частиц на поверхности нагрева. Интенсивность образования
этого вида накипи зависит главным образом от температуры и условий
выделения из воды свободной углекислоты. Если в воде создать избыток
растворенной углекислоты, то при нагревании можно избежать отложения
карбонатной накипи. Предварительное осаждение карбоната кальция также
способствует уменьшению накипеобразования. Повышенное значение
коэффициента подачи питательной воды уменьшает вероятность образования
застойных зон и повышения концентрации солей (при нарушениях подачи
питательной воды по разным причинам).
Магнезиальная накипь является основным компонентом эксплуатационных
отложений опреснителей, работающих при давлении, близком к атмосферному.
Магнезиальная накипь образуется в интервале температур 75 ... 85 С,
отличается от карбонатной большей плотностью и теплопроводностью.
Сульфатная накипь появляется при температурах свыше 100... 120°С, т. е.
она свойственна испарителям избыточного давления. Образование этой
накипи является следствием понижения растворимости сульфата кальция с
увеличением температуры. Сульфатная накипь наиболее трудно-растворима, а
предотвратить ее появление очень сложно.
Интенсивность образования накипи зависит от температуры испаряемой воды
и теплопередающей поверхности и от концентрации рассола в испарителе.
Изменение массы накипи в граммах на 1 т дистиллята
с увеличением температуры испарения можно
представить в виде ломаной линии (рис. 6.6), на которой выделяют три
характерных участка: I — образования карбонатной накипи СаСОз, масса
накипи увеличивается по мере роста температуры испарения до 70 ... 75
°С; II — перехода от карбонатной накипи к магнезиальной Mg(OH)2, масса
накипи уменьшается из-за меньшей плотности магнезиальной накипи и потери
С02; III — образования магнезиальной накипи и сульфатной CaS04, масса
накипи увеличивается с ростом теплового движения и степени пересыщения.
Сульфатная накипь встречается трех видов: ангидрит CaSC>4 (наименее
растворим), полугидрит CaS04 • (1/2)Н2О и гипс CaS04 -2Н20 (растворяется
лучше и независимо от температуры). Кратность упаривания 5, при которой
наступает предел растворимости каждого из указанных видов сульфатов в
зависимости от температуры, показана на рис. 6.7.
Уменьшение образования накипи на испарителях достигается следующими
способами: внедрением вакуумных опреснителей; поддержанием концентрации
рассола ниже предела растворимости для полугидрита; выбором режимов ВОУ;
обработкой забортной воды. Концентрацию рассола в условиях эксплуатации
приближенно определяют по формуле
Sp =137(Рр - 1000) • 10,
где Sр — концентрация рассола, мг/л;
Pр — плотность рассола, кг/м3, — измеряется с
помощью ареометра.
При наличии расходомеров для замера количества
дистиллята, продуваемого рассола и питательной воды установленную
концентрацию рассола можно поддерживать по показаниям любого из них.
Методы обработки забортной воды будут изложены в 6.4.2.