Регулирование процесса образования отложений в оборудовании ТЭС и АЭС с целью увеличения эффективности теплообмена

• Автор: Шевейко, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 175 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность исследований.

Цель научной работы.

1 Современное представление о механизме образования отложений и методы борьбы с ними в оборудовании ТЭС и АЭС

1.1 Механизм образования отложений

1.2 Факторы, влияющие на процесс образования отложений.

1.2.1 Влияние качества рабочей среды

1.2.2 Влияние температуры.

1.2.3 Влияние скорости потока.

1.2.4 Влияние формы теплообменной поверхности.

1.2.5 Влияние материала теплообменной поверхности на
образование отложений.
1.3 Влияние полимерных материалов на удельное количество отложений
и методы улучшения их теплофизических свойств
1.4 Методы определения энергии адгезии отложений и полимерных материалов
1.5 Методы борьбы с отложениями
1.5.1 Химические методы.
1.5.2 Физические методы.
1.5.3 Механические методы.
Выводы.
Задачи исследований.
2 Уточнение параметра качества технической воды в методиках
прогнозирования образования отложений.
2.1 Исследование структуры отложений.
2.2 Методики и результаты исследования дисперсного состава взвешенных веществ в технической воде.
2.2.1 Метод фильтрования
2.2.2 Дисперсный анализ взвешенных веществ в воде методом
седиментации в гравитационном поле.
2.3 Определение зависимости параметра качества воды.
3 Исследование влияния материала поверхности на удельное количество отложений
3.1 Определение удельного количества осаждений кристаллов солей на поверхности различных материалов
3.2 Исследование электродного потенциала материалов теплообменной поверхности и его влияния на удельное количество отложений
3.2.1 Теоретический расчет электродного потенциала теплообменной поверхности
3.2.2 Экспериментальное определение электродного потенциала теплообменной поверхности
3.2.3 Определение зависимости электродного потенциала поверхностей от концентрации и температуры раствора солей
3.3 Определение зависимости удельного количества отложений от величины электродного потенциала теплообменной поверхности.
Выводы.
4 Исследование влияния материала поверхности на адгезию отложений
4.1 Установка и методика проведения эксперимента по определению адгезии кристаллов отложений.
4.1.1 Методика и результаты качественного определения адгезии кристаллов солей
4.1.2 Методика и результаты количественного определения адгезии кристаллов солей на теплообменных поверхностях
Выводы.
5 Исследование влияния полимерных покрытий на механизм образования отложений и эффективность теплообмена.
5.1 Расчетная методика обоснования целесообразности применения полимерных покрытий в теплообменных аппаратах
5.2 Обоснование применения фторопластов для покрытия теплообменных трубок конденсаторов турбин
5.3 Исследования теплопроводности полимерных покрытий на основе наполненных фторопластов.
5.3.1 Методика и результаты экспериментального определения теплопроводности фторопластовых покрытий.
5.3.2 Расчетная методика оптимизации толщины и теплопроводности фторопластового покрытия в зависимости от режимов нанесения, состава и концентрации наполнителя
5.4 Экспериментальные исследования адгезии наполненного фторопластового покрытия.
Заключение
Приложение 1.
Приложение 2.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В оборудовании систем технического водоснабжения присутствуют также биологические отложения, когда поверхности покрываются различными водорослями, илом, грибками, колониями микроорганизмов и продуктами их жизнедеятельности. В структуре отложений различают несколько слоев рис. Внутренний пристеночный слой представляет собой плотные сформированные отложения, в сравнении с другими слоями, имеет более высокий коэффициент теплопроводности. Тегшоооменная поверхность Рис. Структура отложений. Средний слой представляет собой фронт кристаллизации, в котором происходит формирование структуры отложений. Верхний поверхностный слой отложений рыхлая структура, которая имеет желеобразный вид, представляет собой механическую смесь доставляемого к стенке материала, связанного между собой периодическими коллоидными структурами. Солевой, который образуется поверх коррозионного. На железных поверхностях в основном образуются оксиды железа от до , оксиды кальция от 2 до , оксид кремния от 2 до , оксид серы 6. Образование слоя отложений приводит к увеличению перепада температур, это вызывает в структуре осадков их рекристаллизацию. В этом случае карбонат кальция в форме кальцита может переходить в форму арагонита. Таким образом, в результате процессов старения, в которых участвует процесс рекристаллизации, отложения уплотняются и упрочняются, за счет этого повышается коэффициент их теплопроводности. Свойства отложений представлены в 6, 7, 4. МГ 1а. К1 5,2 ,6 х 6. Максимальные значения термическое сопротивление отложений приобретает при поверхностном кипении воды 4. Также определена зависимость термического сопротивления и пористости отложений от температуры их формирования. С увеличением температуры теплопроводность отложений возрастает, а пористость уменьшается. Механизм образования отложений представляется в основном пятью процессами 7, , 6, , , 2, и др. Удаление и смыв отложений. Старение отложений процессы, происходящие в отложениях с течением времени. На матрице Эпстейна 7 видно, что процессы доставки материала отложений к стенке трубы, удаление, смыв и старение отложений являются малоизученными. Процесс закрепления и формирования структуры отложений начинается с зародышей на теплообменной поверхности. Ими могут служить неровности поверхности, впадины, шероховатости. В потоке центрами кристаллизации служат, как правило, дисперсные частицы или уплотнения концентрации . Появлению зародышей отложений предшествует некоторый инкубационный период, в течение которого происходят процессы 7, , , , 1,4, 2 и др. Контур технического водоснабжения находится в непосредственном контакте с окружающей средой. Вода в нем содержит оксиды металлов, кристаллы и ионы солей, микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, ил, разного рода водоросли, дисперсные, коллоидные частицы и минералы, которые попадают в водный бассейн в зависимости от климатических условий и сезонных изменений. Как показывает опыт работы станции, процессы образования отложений в значительной степени зависят от качества рабочей среды. Качество воды в системах технического водоснабжения зависит от чистоты и расположения водоема, реки или прудаохладителя. Установлено, что наиболее существенное влияние на процесс образования
отложений оказывают 7, солесодержание, содержание Са и . В зависимости от качества воды и технологических параметров, процесс образования отложений может протекать достаточно интенсивно. Так, например, падение коэффициента теплопередачи и стабилизация его на значении ниже первоначального может происходить от 2 до часов при общем солесодержании до 4 гл 7. Бе составляет эффективных суток 4. ВтмК, КI экспериментальная постоянная, Сс концентрация солей на поверхности раздела гл, Кр коэффициент массопереноса соли в воде, Кд константа химической реакции поглощения соли поверхностью, Кд коэффициент массопереноса на поверхности раздела твердое тело жидкость. Кр, К к, Кд зависят от скорости потока, температуры, геометрии поверхности. Эта зависимость учитывает не все факторы, действующие при формировании отложений.