Интенсивность коррозионных

НУССЕЛЬТА ЧИСЛО [по имени нем. физика В. Нуссельта (W. Nuflelt; 1882-1957)] - безразмерная величина, характеризующая интенсивность конвективного теплообмена между поверхностью тела и потоком газа или жидкости; является критерием подобия (см. Подобия теория). Н.ч. Nu=a/A, где a - коэфф. теплоотдачи, К - теплопроводность движущейся среды (жидкости, газа), / -характерный размер (напр., при конвективном теплообмене между стенками трубы и движущейся в ней жидкостью или газом l = d, где d - диам. трубы).

характеризует отношение между инерционной силой и силой внутреннего трения в жидкости (вязкости). Чем меньше значение критерия, тем больше влияние молекулярных сил вязкости и тем устойчивее вязкое, ламинарное течение жидкости. При некотором критическом значении критерия Re лами-наоное течение жидкости переходит в турбулентное. Интенсивность конвективного теплообмена существенным образом зависит от режима течения жидкости, поэтому критерий Re является одним из основных определяющих критериев в теории теплообмена. Критерий Пекле

от неметаллических жидкостей в жидких металлах процессы молекулярной теплопроводности приобретают важную роль не только в пристеночной области, по н и турбулентном ядре потока. В предельном случае, когда /\—+'-Г* а Рг—>-0, молекулярная теплопроводность становится основным способом переноса тепла, гак как интенсивность конвективного теплообмена по сравнению с ней оказывается ничтожно малой.

Исследование теплоотдачи при вибрации и вращении поверхности нагрева. Выше было показано влияние искусственной турбулизации потока на интенсивность конвективного теплообмена. Создание закрученного потока повышает скорость движения потока жидкости, что приводит к увеличению интенсивности теплоотдачи. Такого же увеличения скорости можно достигнуть не за счет движения среды, а за счет движения поверхности теплообмена. Так, при вращении цилиндра в неограниченном объеме частицы жидкости вследствие вязкости вовлекаются в круговое движение. Частицы жидкости, находящиеся на поверхности, движутся с такой же скоростью, с какой вращается контур цилиндра; по мере удаления от поверхности скорость движения жидкости уменьшается, а вдали от нее практически отсутствует. 292

НУССЕЛЬТА ЧИСЛО [по имени нем. физика В. Нуссельта (W. Nufielt; 1882—1957)] — критерий подобия, характеризующий интенсивность конвективного теплообмена (см. Подобия теория). Н. ч. Nu = al/K, где а — коэфф. теплоотдачи, К — коэфф. теплопроводности движущейся среды (жидкости, газа), I — характерный размер (напр., при конвективном теплообмене между стенками трубы и движущейся в ней жидкостью или газом I = d, где d —диаметр трубы).

При пленочном кипении недогретой жидкости теплота, которая проходит через паровую пленку с поверхности кипения, частично передается в объем жидкости путем конвекции. Интенсивность конвективного переноса теплоты в объем жидкости зависит от недогрева и скорости циркуляции жидкости. Оба фактора влияют на теплоотдачу благоприятно.

Интенсивность конвективного теплообмена характеризуется коэффициентом теплоотдачи а, который определяется по формуле Ньютона v

Интенсивность конвективного теплообмена при пленочном кипении определяется термическим сопротивлением паровой пленки. Характер движения пара в пленке и ее толщина зависят от размеров и формы поверхности нагрева и ее расположения в поле тяжести, а также от условий движения жидкости. Так, при пленочном кипении на поверхности горизонтальных труб в условиях свободного движения (в большом объеме) пар движется вдоль периметра трубы к верхней образующей и по мере накопления периодически удаляется в форме отрывающихся пузырей. Паровая пленка имеет толщину, измеряемую долями миллиметра, а движение пара в ней носит ламинарный характер. Средние

Если прослойки заполнены капельной жидкостью, то вторые члены в (6-21) и (6-22), учитывающие влияние теплового излучения, отла-дают; в этом случае ЯЭфф=екА. В воздушных же прослойках относительное влияние теплового из* лучения может быть существенным. Поэтому, если они предназначаются для уменьшения тепловых потерь, необходимо, чтобы тепловое излучение было минимальным. Этого можно добиться снижением излучательной способности стенок. Однако наиболее эффективным средством в этом случае являются экраны из какого-либо тонкого материала (жести или фольги). При этом обычно уменьшается также конвективный перенос тепла, так как экраны снижаюл; интенсивность конвективного движения газа* Такой способ нашел.

Интенсивность конвективного теплообмена характеризуется коэффициентом теплоотдачи а, который определяется по формуле Ньютона — Рихмана

Интенсивность конвективного теплообмена при пленочном кипении определяется термическим сопротивлением паровой пленки. Характер движения пара в пленке и ее толщина зависят от размеров и формы поверхности нагрева и ее расположения в поле тяжести, а также от условий движения жидкости. Так, при пленочном кипении на поверхности горизонтальных труб в условиях свободного движения (в большом объеме) пар движется вдоль перимегра.трубы к верхней образующей и по мере накопления периодически удаляется в форме отрывающихся пузырей. Паровая пленка имеет

Влияние технологических параметров на интенсивность коррозионных процессов должно приниматься во внимание при проектировании конструкций и оборудования. Однако нередко возникает необходимость корректировки режимов эксплуатации уже на действующих объектах. В некоторых случаях бывает легче использовать какой-либо технологический прием, чем применять весьма дорогие средства зашиты от коррозии. Изменением технологических параметров (температуры, давления, состава и т. д.) можно добиться существенного снижения скорости коррозионного процесса.

Существенное влияние на интенсивность коррозионных процессов в сероводородсодержащих средах оказывает давление. Повышение его увеличивает концентрацию H2S в единице объема. Более того, повышение давления увеличивает растворимость H2S в водной фазе. Поэтому давление может быть принято как ограничительный параметр коррозионно-активной области. Его значение—это рабочее давление рр^1 МПа.

Существенный фактор, влияющий на скорость протекания коррозионных процессов,— рациональный выбор диаметра насосно-компрессорных труб, который определяет скорость движения газожидкостного потока. Увеличение диаметра может снизить интенсивность коррозионных разрушений примерно на 30%.

В большинстве случаев количество водорода, образующегося в результате термической диссоциации пара, существенно ниже, чем образовавшегося вследствие окисления котельной стали водяным паром, но в некоторых воднохимических режимах эти количества сопоставимы. Однако это не мешает контролю коррозии котельного металла по содержанию водорода в паре, так как термическая диссоциация пара при отсутствии резких отклонений .температуры пара от нормальной величины остается .фоном. В этом случае изменение концентрации водорода в паре дает возможность оценить интенсивность коррозионных процессов, протекающих с выделением Н2.

Дистиллят испарительной установки дополнительно подвергается очистке от железа на Н-катионитных фильтрах и химическому обессиливанию. Для обеспечения бессточного режима работы оборотной охлаждающей системы АзИНЕФТЕХИМ совместно с ВНИИВОДГЕО предложили продувочные воды системы оборотного охлаждения ТЭЦ использовать для приготовления добавочной воды в пароводяной цикл. В соответствии с рекомендациями предусмотрено осуществление коагуляции и известкования доочищенных сточных вод перед подачей их в систему оборотного охлаждения. Продувочная вода в количестве 2000 м3/ч после осветления на механических фильтрах и подкисления подается на питание испарительной установки. Предлагаемое решение создаст благоприятные условия работы оборотной охлаждающей системы ТЭЦ. Глубокая очистка добавочной воды в осветлителях от коллоидных и взвешенных примесей, низкие кратности упаривания в системе (^у=1,3) и повышенные значения рН=9,5-^-10 в сочетании с хлорированием предотвратят образование биологических отложений на поверхностях конденсаторов и других теплообменных аппаратов. Низкие кратности упаривания уменьшают также интенсивность коррозионных процессов ,и улучшают температурный режим системы. Предварительное использование сточной воды в оборотной системе уменьшает поступление специфических загрязнений на ВПУ за счет окисления и отдувки части аммонийных и органических соединений.. Остаточное количество этих веществ будет удаляться на стадии сорбционной очистки и обессоливания дистиллята испарителей. Присутствие органических веществ городских сточных вод в концентрате испарителей оказывает стабилизирующее действие на процесс кристаллизации сульфата кальция в последних ступенях испарительной установки.

Кислородосодержание конденсата имеет большое значение для водного режима блока, так как оно определяет интенсивность коррозионных процессов на всем тракте от конденсатора до деаэратора. Тем самым предопределяется переход в воду продуктов коррозии углеродистых сталей (конденсатопроводы) и латуней (трубки ПНД). Переход этих примесей в конденсат приводит к увеличению их содержания в питательной воде блока.

Обработка питательной воды аммиаком или солями аммония, организация индивидуальной вентиляции всех пароиспользующих теплообменных аппаратов от неконденсирующихся газов и внедрение закрытой системы сбора и возврата конденсата в питательную систему .котлов .позволяют понизить интенсивность коррозионных процессов в 5—10 раз. Опытом эксплуатации установлена целесообразность организации аминирования для всех котельных вне зависимости от параметров пара при достаточно разветвленной системе пароконденсатного тракта и допустимости содержания аммиака в паре в пределах 2—4 мг]кг.

По данным анализа проводится режим фосфатирования и амми-нирования воды, а также определяется интенсивность коррозионных процессов в пароводяном тракте котельной установки и тепловой сети.

На состояние барабанов активное влияние оказывают коррозионные процессы. Во время работы на котлах высокого давления при температуре воды и водяного пара выше 230 "С образуется защитная магнетитовая пленка. Если при'работе котла на пленке образуются трещины, то в паровом пространстве благодаря контакту между паром и железом сразу же образуется магнетит. При повреждениях оксидной магнетитовой пленки в водяном пространстве незащищенная стальная поверхность контактирует с водой. В месте контакта происходит непрерывное растворение металла, благодаря чему оксидная пленка не восстанавливается. Большое влияние на интенсивность коррозионных процессов оказывает кислород. Особенно это заметно, когда котлы находятся в ремонте или длительном резерве. В эти периоды содержание кислорода может достигать 8-10 мг/л, что значительно превышает допустимые по НТД значения. Поэтому скорость коррозии и размеры пораженных участков по глубине и площади зависят не только от качества режимов работы, но и от состояния котла при простоях, в том числе и от технологии консервации котла.

Графически эта зависимость показана на рис. 9.4. Водородные ионы повышают интенсивность коррозионных процессов и ослабляют прочность окисной пленки, защищающей металл от контакта с водой и содержащимися в ней коррозионными агентами. Для понижения концентрации

Таким образом, при нагружении металла следует различать номинальные (средние по .сечению) и локальные (дезориентированные) напряжения. Локальные напряжения определяют интенсивность коррозионных процессов, а номинальные - обусловливают прочность образца в целом.