Các Tạp Chất Trong Nước Cấp Nồi Hơi
Nguồn nước chứa các tạp chất mà ở mức độ nhất định có thể rất có hại. Ở nhiệt độ cao, ngay cả một lượng nhỏ của một số chất trong nước cấp cũng có thể gây thiệt hại nghiêm trọng cho thiết bị và đường ống trong thời gian ngắn. Các chất rắn hòa tan hoặc lơ lửng có vấn đề, oxy, carbon dioxide và chất hữu cơ có thể gây ra cặn bám, bám bẩn và ăn mòn. Ví dụ:
- Sắt có thể lắng đọng trên các bộ phận bên trong nồi hơi và ống dẫn, làm hỏng thiết bị hạ lưu và ảnh hưởng đến chất lượng của một số quy trình sản xuất.
- Đồng có thể gây ra cặn lắng trong các tua-bin áp suất cao, làm giảm hiệu suất của chúng và đòi hỏi việc vệ sinh tốn kém hoặc thay thế thiết bị.
- Silica có thể gây ra cặn rất cứng, đặc biệt trong các nồi hơi áp suất cao.
- Canxi có thể gây ra cặn dưới nhiều dạng khác nhau tùy thuộc vào hóa học của nước cấp nồi hơi.
- Magie có thể bám vào bên trong nồi hơi và các ống phủ, thu hút thêm chất rắn và góp phần tạo cặn, đặc biệt nếu kết hợp với phosphate.
- Nhôm có thể lắng đọng dưới dạng cặn trong nồi hơi và phản ứng với silica để tăng khả năng tạo cặn.
- Khí hòa tan như oxy và carbon dioxide có thể gây ăn mòn nghiêm trọng trên đường ống và các bộ phận của nồi hơi.
Loại ăn mòn phổ biến nhất là tấn công dạng rỗ do oxy hòa tan. Điều này được đặc trưng bởi các lỗ nhỏ nhưng sâu xuyên qua thành ống và cuối cùng gây hỏng hóc. Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng bao gồm nồng độ oxy hòa tan, pH và nhiệt độ.
Để ngăn ngừa ăn mòn, nước nồi hơi cần có tính kiềm nhẹ và không được mang tính axit. Độ axit không phù hợp và nước hơi kiềm có thể làm tan kim loại và lớp màng bảo vệ trên bề mặt kim loại.
- Tấn công axit xảy ra nếu pH giảm xuống dưới 8,5. Trong điều kiện này, vật liệu dễ bị mỏng bề mặt do axit. Bất kỳ khu vực nào chịu áp lực sẽ dễ bị tổn thương nhất trong loại tấn công này.
- Tấn công kiềm xảy ra nếu pH vượt quá 12,9, và thường gặp ở nhiệt độ cao liên quan đến nồi hơi xử lý phosphate. Cặn bám ở các khu vực truyền nhiệt cao có thể làm bong tróc lớp màng magnetite khỏi vật liệu nền.
Hiện Tượng Tạo Bọt và Mang Theo
Hiện tượng tạo bọt và mang theo xảy ra khi các tạp chất thông thường trong nồi hơi trở nên quá đậm đặc, xử lý quá mức bằng hóa chất hoặc do sự xâm nhập ngẫu nhiên của chất hữu cơ (mỡ hoặc dầu) vào nước cấp nồi hơi hoặc nước ngưng tụ trở lại. Bọt bên trong nồi hơi dễ bị đẩy ra khỏi cửa thoát hơi của nồi hơi và có thể gây thiệt hại lớn. Ví dụ bao gồm hiện tượng búa nước trong đường ống hơi, xói mòn trong đường ống hơi, và sự cố nước thấp trong nồi hơi.
Hệ Thống Xử Lý Nước Cấp Nồi Hơi
Hệ thống xử lý nước cấp nồi hơi bao gồm nhiều công nghệ riêng lẻ nhằm đáp ứng điều kiện của nước cấp theo yêu cầu của nồi hơi cụ thể. Hệ thống xử lý bao gồm các thành phần cần thiết để loại bỏ các tạp chất luôn tồn tại bất kể nguồn nước. Một hệ thống xử lý nước cấp nồi hơi cơ bản thường bao gồm quá trình đông tụ, lọc, trao đổi ion, khử kiềm, khử khí và các quá trình màng như thẩm thấu ngược. Các thành phần này được mô tả trong các phần sau.
Đông tụ và kết tủa hóa học
Sau khi loại bỏ tất cả các vật thể lớn từ nguồn nước ban đầu, nhiều hóa chất khác nhau được thêm vào bể phản ứng để loại bỏ phần lớn chất rắn lơ lửng và các chất ô nhiễm khác nhau. Quá trình này bắt đầu với một loạt lò phản ứng trộn, thường là một hoặc hai lò thêm các hóa chất cụ thể để loại bỏ tất cả các hạt mịn trong nước bằng cách kết hợp chúng thành các hạt nặng hơn thông qua quá trình đông tụ, cuối cùng lắng xuống và tách ra.
Lọc và siêu lọc
Bước tiếp theo thường là cho nước qua quá trình lọc để loại bỏ bất kỳ hạt lơ lửng nào như cặn, độ đục và một số loại chất hữu cơ. Việc thực hiện điều này sớm trong quá trình thường hữu ích, vì việc loại bỏ chất rắn lơ lửng ở thượng nguồn có thể giúp bảo vệ màng và nhựa trao đổi ion khỏi bị bám bẩn sau này trong quá trình tiền xử lý.
Làm mềm bằng trao đổi ion
Nhựa làm mềm có thể được sử dụng để xử lý độ cứng cao chứa bicarbonate, sulfate, chloride hoặc nitrate. Quy trình này sử dụng quá trình trao đổi cation axit mạnh, trong đó nhựa được nạp ion natri. Nước cứng đi qua bộ làm mềm, và canxi cùng magie đổi chỗ với các ion natri. Các ion natri được giữ lỏng lẻo và dễ dàng bị thay thế bởi ion canxi và magie. Trong quá trình này, các ion natri “tự do” được giải phóng vào nước.
Khử kiềm
Khử kiềm có thể làm giảm độ kiềm hoặc pH, là tạp chất có thể gây tạo bọt, ăn mòn và giòn gãy. Khử kiềm bằng natri chloride sử dụng nhựa trao đổi anion mạnh để thay thế bicarbonate, sulfate và nitrate bằng anion chloride.
Thẩm thấu ngược và lọc nano
Thẩm thấu ngược (RO) và lọc nano (NF) ép nước áp suất qua màng bán thấm, giữ lại các chất ô nhiễm như vi khuẩn, muối, chất hữu cơ, silica và độ cứng, đồng thời cho phép nước tinh khiết đậm đặc đi qua. Các đơn vị lọc này được sử dụng chủ yếu với nồi hơi áp suất cao nơi nồng độ chất rắn lơ lửng và hòa tan cần được giữ ở mức cực thấp.
Khử khí hoặc tách khí
Nước ngưng tụ được trả lại sẽ trộn với nước cấp đã xử lý và đi vào quá trình khử khí hoặc tách khí. Bất kỳ dấu vết nào của oxy và carbon dioxide đều có thể cực kỳ ăn mòn đối với thiết bị và đường ống nồi hơi. Do đó, việc loại bỏ các khí này xuống mức chấp nhận được là rất quan trọng để tối đa hóa tuổi thọ và an toàn của hệ thống nồi hơi. Có nhiều loại thiết bị khử khí với nhiều cấu hình khác nhau, nhưng khử khí kiểu khay hoặc phun cho việc tách khí hoặc chất tẩy oxy là các loại phổ biến nhất.
Nồi Hơi Áp Suất Cao và Áp Suất Thấp
Yêu cầu chất lượng nước cấp phụ thuộc vào áp suất và lưu lượng. Đối với một số áp suất nhất định, có mức tối đa của các chất ô nhiễm, và khi áp suất tăng, việc xử lý nước kỹ lưỡng để đạt được nước chất lượng cao hơn trở nên quan trọng hơn.
- Nồi hơi áp suất thấp (600 PSI trở xuống) và nước có hàm lượng chất rắn hòa tan tổng (TDS) thấp thường chỉ yêu cầu lọc đơn giản và làm mềm nước. Tùy thuộc vào hóa học của nước hoặc khi áp suất tăng, có thể cần đến thiết bị khử kiềm.
- Nồi hơi áp suất cao (600 PSI trở lên) thường yêu cầu một số dạng khử khoáng, trao đổi ion hoặc thiết bị đánh bóng kiểu sandwich hoặc hỗn hợp nhựa. Thẩm thấu ngược kết hợp với công nghệ đánh bóng là lựa chọn rất phổ biến khi cần nước có độ tinh khiết cực cao.
Kiểm Tra và Kiểm Soát Chất Lượng Nước Cấp
Việc ngăn ngừa và giảm thiểu các quá trình ăn mòn trong nồi hơi rất quan trọng trong ngành công nghiệp nhiệt điện. Chất lượng nước cấp nên được duy trì ở mức tương ứng với tiêu chuẩn thiết kế, sau đó ghi nhận bất kỳ biến động nào trong các thông số đo được. Có các dụng cụ phân tích trực tuyến và ngoại tuyến nhạy cảm có thể được sử dụng để đo các thông số chẩn đoán chính quan trọng đối với an toàn và hiệu suất của nồi hơi.
Việc biết chất lượng nguồn nước cấp đứng ở đâu so với chất lượng nước yêu cầu cho một nồi hơi cụ thể là điều cần thiết, vì việc xử lý nước không đầy đủ có thể dẫn đến cặn bám, ăn mòn và bám bẩn của nồi hơi và thiết bị hạ lưu.
Nhận xét
Đăng nhận xét
Các bạn có câu hỏi gì, cứ mạnh dạn trao đổi nhé, baoduongcokhi sẵn sàng giải đáp trong khả năng của mình.