Влияние водно-химических факторов на образование коррозионно-агрессивной влаги в проточной части паровых турбин

• Автор: Зайцев, Николай Алексеевич
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 222 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ВЛИЯНИЕ ВОДНОХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ПАРОВЫХ ТУРБИН.

1.1. Источники попадания химических соединений

в пароводяной тракт

1.2. Виды примесей пара и их влияние на показатели

работы турбин

1.3. Коррозионные повреждения элементов проточной

части паровых турбин

1.4. Поведение гидроокиси и хлорида натрия в паре

ЦСД и ЦНД турбин

1.5. Поведение нелетучих примесей в области
конденсации водяного пара.
1.6. Возможные механизмы концентрирования примесей
в начальной влаге турбин .
1.7. Показатели и нормирование качества пара.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД ДВЭТ
2.1. Двухвальная экспериментальная турбина
2.2. Контроль режима работы турбины и параметров пара
2.3. Погрешность определения параметров пара исследуемой ступени
2.4. Оценка погрешности результатов химических анализов проб теплоносителя из проточной части турбины
3. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ ПАРА МЕЖДУ
ФАЗАМИ ПРИ ЕГО КОНДЕНСАЦИИ В ТУРБИНЕ.
3.1. Методика исследования химического состава и измене
ния концентраций примесей в паре по проточной
части турбины
3.2. Результаты экспериментальных исследований .
3.3. Гетерогенная конденсация насыщенного пара, как возможный механизм образования коррозионноагрессивной влаги в турбине.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕЛЕТУЧИХ ПРИМЕСЕЙ МЕЖДУ ПАРОВОЙ И
ЖИДКОЙ ФАЗАМИ ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА.
4.1. Физическая модель объекта исследования .
4.2. Схема экспериментальной установки
4.3. Конструктивное оформление узлов установки
4.4. Анализ инструментальных погрешностей установки
и погрешности экспериментальных данных .
5. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРООКИСИ НАТРИЯ МЕЖДУ ПАРОВОЙ И ЖИДКОЙ ФАЗАМИ ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА
5.1. Методика проведения экспериментов
5.2. Обработка экспериментальных данных .
5.3. Кинетика концентрирования гидроокиси натрия во
влаге проточной части ЦНД паровых турбин
6. ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Использование первых прямых экспериментальных данных по растворимости хлористого и едкого натра в паре для параметров, ЦСД и ЦНД турбин (от около бар,0°С до минус I бара, 0°С), а также данные полученные для более высоких параметров показали, что коррозионно-активные т. Механизм конденсации для хлористого и едкого натра различаются весьма существенно. Образование жидкой фазы едкого натра при высоких концентрациях путем конденсации из пара термодинамически возможно в широкой области температуры:0°С и выше; выпадение гомогенной концентрированной жидкой фазы может происходить при степенях пересыщения, вполне достижимых ещё в зоне перегрева по мере расширения пара. Процессы образования концентрированных растворов щелочи наблюдались в турбинах при одновременном возникновении специфических процессов коррозии; коэффициенты распределения едкого натра при этих параметрах приводят к сильному обогащению жидкой и обеднению паровой фазы /7? ЧСД и 4НД. Более того, время прохождения пара через узкую зону стабильности концентрированных растворов хлористого натрия очень мало, меньше I миллисекунды, поскольку скорости пара в предпоследних ступенях ЧНД турбины достигают очень больших значении. Столь короткое время, в сочетании со сравнительно низкими температурами в этой области, делает гомогенное образование зародышей жидкого раствора соли критического размера маловероятным, несмотря на их более низкую поверхностную энергию. Следовательно, выпадение соли в ядре паровой фазы задерживается до начала массового образования влаги, когда содержащаяся в паре соль начнет переходить в жидкую фазу с образованием уже разбавленного раствора хлористого натрия. Его концентрация может, однако, быть вполне достаточной для инициирования, в сочетании с указанными выше факторами, межкристал-литного коррозионного растрескивания под напряжением. Наряду с этим, необходимо отметить, что основное количество солей с умеренной растворимостью, загрязняющих пар, может и не образовывать отложений в турбине, а будет в основном переходить в конденсат. Вместе с тем, даже малой доли общего, накопленного за длительный период, количества солей,загрязняющих пар, может быть достаточно для образования тонком жидком пленки концентрированного раствора на поверхности определенных участков проточной части турбин. Выпадение соли в этой зоне может протекать по механизму гетерогенной кристаллизации на микроскопических шероховатостях, например, окисной пленке, покрывающей поверхность; кинетика этого процесса будет контролироваться диффузией через пограничный слой потока пара. Чем тоньше пограничный слой потока, тем больше скорость диффузии соли, а следовательно, это приводит к интенсивному образованию отложений или эрозионно-коррозионному воздействию на металл. Механизм концентрирования как загрязняющих примесей пара так и кондиционирующих реагентов, т. Загрязнения пара, при достаточно высоких их концентрациях в определенных зонах, могут оказывать не только прямое влияние, т. Они могут, в частности, влиять на кинетику испарения воды, конденсацию пара, их теплопроводность и другие свойства. Термодинамический анализ свойств жидких растворов уже упомянутых выше двух коррозионно-агрессивных соединений хлористого и едкого натра для условий расширения пара в турбине 0* I показывает, что жидкие концентраты хлористого натрия могут быть стабильными в турбинах лишь в очень узком диапазоне давлений, непосредственно перед самым началом увлажнения пара. Следовательно, коррозионное воздействие хлористого натрия или других солей с аналогичной растворимостью, наиболее выражено в зоне вблизи точки самого начала образования капель. В противоположность этому, жидкие растворы едкого натра достигают столь высоких концентраций, вызывающих повышение точки их кипения, что могут стабильно существовать в любой точке области перегрева в процессе расширения пара. Более полный количественный анализ термодинамики и кинетики поведения примесей пара,приводящих к образованию коррози-онно активных растворов в турбине, требует получения еще ряда дополнительных данных.