Определение кислорода в питательной воде с индигокармином методом визуальной колориметрии

                                            Введение.

      

           Теплоэлектроцентраль-паровоздуходувная станция , сокращенно ТЭЦ-ПВС  ОАО«Северсталь» предназначена для обеспечения потребностей  производства и цехов общества , электроэнергией, тепловой энергией в виде горячей воды , снабжения доменных печей дутьем, обогащением кислородом, а так же для теплоснабжения жилого района.

           Химическое отделение производит  очистку и подготовку химически  очищенную воды для котлов, тепловых  сетей и потребностей общества. Химический контроль обеспечивает дневная и экспресс лаборатория.

           В экспресс лаборатории выполняются  анализы по определению  котловой  и питательной воды:

• Щелочности;
• Жесткости;
• Хлоридов;
• Окисляемости;
• Фосфатов;
• Кремниевой кислоты;
• Аммиака;
• Величины pH;
• Удельной теплопроводности;
• Кислорода с индигокармином ;

         Котловая вода предназначена  для испарения в экранных трубах  котлов и подачи перегретого  пара в турбогенераторы .К качеству  котловой воды предъявляются  требования – не должно происходить образование отложений и коррозии на внутренней поверхности  испарительной части котла , которые могут привести к пережогу труб и выходу из строя котла

           Питательная вода предназначена   для восполнения потери котловой  воды и снижению скорости коррозии стали и медных сплавов конденсатно-питательного тракта , сетевых подогревателей трубопроводов пара , возратного конденсата теплообменного оборудования.

  Качество питательной воды котлов должно удовлетворять следующими нормам :

• Общая жесткостью ;
• Общая щелочностью ;
• Содержание кремниевой кислоты;
• Содержание аммиака;
• Содержание натрия;
• Содержание кислорода;
• Значение рН;

            Целью письменной выпускной экзаменационной  работы  является «Определение  кислорода в питательной воде с индигокармином методом визуальной колориметрии ».

            Основными задачами работы являются:

1. Отработа практических навыков при проведении измерений кислорода в питательной воде котлов.
2. Изучение водно-химического режима котлов.
3. Освоение аналитического контроля за технологией котельного цеха и цеха химического обессоливания воды.
4. Освоение и практическое применение метрологических оценок результатов измерений.

 

 

Пояснительная записка.

 

1. Сведения о производстве.

 

         Теплоэлектроцентраль-паравоздуходувная станция , сокращено -  ТЭЦ-ПВС ОАО «Северсталь» предназначена для :

• сжигания отходов металлургического производства: доменного и коксового газов и промпродукта (отходов углеообоготительной фабрики ОАО «Северсталь» после   переработки   углей:   Печорского   бассейна  марок   1   ЖР,   ГЖО,   2ЖР, 
  Кузнецкого бассейна марок КСР, ГЖО, КР, К, ЖР),
• выработки электроэнергии для ОАО «Северсталь»,
• отпуска тепла с паром для металлургического производства,
• отпуска тепла с горячей водой для теплофикации ОАО «Северсталь» и города Череповца,
• дутья для доменных печей от паровоздушной станции
• выработка химочищенной воды для технологических нужд.

        На ТЭЦ-ПВС  установлены 10 энергетических котлов.  В качестве  топлива для энергетических  котлов используется доменный , коксовый, природный газ, промпродукт, образующийся при  производстве кокса, энергетический уголь.  Энергетические котлы приспособлены для раздельного или совместного сжигания доменного, коксового и природного газов, и пыли промпродукта Воркутинского каменного угля.

         Для обеспечения   теплом и горячей водой потребителей  в зимней период установлены  три пиковых водогрейных котла. Водогрейные котлы эксплуатируются только на природном газе. Три водоподготовительные установки: обессоливающая установка для подпитки энергетических котлов производительностью 340 м³/ч; химводоочистка для вторичных энергоресурсов производительностью 450 м³/ч; химводоочистка для подпитки теплосети производительностью 180 м³/ч.

        7 турбогенераторов вырабатывают  электрическую энергию и пар от производственных и теплофикационных отборов.

       6 турбокомпрессоров  и 2 электрокомпрессора обеспечивают  дутьем доменные печи.

    Химводоочитска  производит подготовку химически  очищенной воды для котлов, тепловых  сетей потребителей .

    Назначение  химического отделения – обеспечение  бесперебойного снабжения химочищенной  водой котлов, а так же контроль  водно – химического режима, анализ  топлива, масел, чистоты водорода  в системах охлаждения генераторов  и на водородной установке.

        Контроль  над водно – химическим режимом  оборудования ТЭЦ-ПВС осуществляет  химическая и экспресс лаборатория  , которую возглавляет  М.Г.  Дубовицкая.

           Тепловая схема ТЭЦ-ПВС выполнена  с поперечными связями и по  рабочим параметрам установленного основного оборудования делится на 2 очереди.

           На первой очереди установлено:  пять энергетических котлов (ТП - 170-1 ст. №1,2,3 и ТП-21 ст. № 4,5), работающих с давлением перегретого пара до 100 ата и температурой 510°С, и пять паровых турбин (ВР-6-2 УТМЗ ст. №1; ВПТ-25-4 ЛМЗ ст. №2; ПТ-30-8.8 ЛМЗ ст. №3; ВТ-25-4 БМЗ ст. №4; ВПТ-50-2 ЛМЗ ст. №5).

             На второй очереди ТЭЦ установлено:  пять энергетических котлов типа  БКЗ-210-140 ФД ст. № 6,7,8,9,10, работающих с давлением перегретого пара до 140 ата и температурой  570°С, и две паровые турбины : ВТ-50-1 УТМЗ ст. №6; Т-100-130 УТМЗ ст. №7.

             На ТЭЦ-ПВС установлено пятнадцать деаэрационных установок: семь деаэраторов атмосферного типа (1,2 кгс/см² ) и 8 деаэраторов повышенного давления (6 кгс/см²).

           Деаэраторы атмосферного типа ст. №№ 1, 4, 10, 11 предназначены для деаэрации конденсата турбин доменных компрессоров, возвратного конденсата производственного пара, обессоленной воды, идущей на питание котлов.

     Вторая группа деаэраторов атмосферного типа ст. №№ 12, 13 обеспечивает деаэрацию химически очищенной воды для вторичных энергоресурсов, и в деаэраторе ст. №7 деаэрируется химически очищенная вода для подпитки тепловых сетей. Подача греющего пара в деаэраторы ст. № 7,12,13 приводит к его потерям для цикла высокого давления и требует соответствующей выработки добавочной обессоленной воды.

        Деаэраторы повышенного давления ст. №№ 2, 3, 5, 6, 8, 9, 16, 17 используются для деаэрации питательной воды паровых котлов.

 

 

 

1.2 Деаэрационные установки.

 

 

       Растворенный  в воде кислород является одним  из основных веществ коррозионных  процессов . При действии воды  на сталь, содержащею растворенный  кислород, в зависимости от условий  , могут проявляться коррозионный процессы.

      Кислородная  коррозия является наиболее опасной  . Она проявляется в виде язв  на поверхности металла и быстро  углубляется вплоть до сквозных  свищей . Поэтому присутствие кислорода  в воде может быть причиной  нарушения нормальной работы  отдельных агрегатов котла. В первую очередь подвержены такой коррозии экономайзеры. Глубокое удаление растворенного кислорода происходит в специальных аппаратах деаэраторах. Деаэратор состоит из колонки и бака для сбора питательной воды - водный экономайзер. В деаэрационной колонке  распределены  дырчатые тарелки, из которых вниз струйками стекает вода, а на встречу ей подается горячий пар. Выделившиеся при этом растворенные газы и часть паров воды поступают в охладитель, где пары воды конденсируются , а газы удаляются в атмосферу.

 

 

 

1.3 Схема деаэратора.

 

 

 

 

 

 

 

1.4.Технологическая  схема ТЭЦ – ПВС.

 

 

 

 

рис.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5. Качество  питательной воды.

 

 

Качество питательной  воды котлов должно удовлетворять следующими нормами :

• Общая жесткость (котлы ТП-170 до 3мгк/дм³; котлы БКЗ 210 до 1 мгк/дм³);
• Общая щелочностью (не нормируется);
• Содержание кремниевой кислоты (котлы ТП-170 до 100 мгк/дм³; котлы БКЗ 210 до 60 мгк/дм³);
• Содержание аммиака(не более 1000 мгк/дм³ );
• Содержание натрия (котлы ТП-170 и БКЗ 210 до 50 мгк/дм³);
• Содержание нитритов нитратов (котлы ТП-170 и БКЗ 210 до 20  мгк/дм³);
• Содержание кислорода (котлы ТП-170 и БКЗ 210 до 10 мгк/дм³);
• Значение рН (котлы ТП-170 и БКЗ – 210  от 9.0 до 9.2);

 

 

 

Сведения о  лаборатории.

 

 

2.Аналитический  контроль.

 

  Химический контроль (далее  - химконтроль)   предназначен  для обеспечения работы электростанции  и тепловых сетей без повреждений  и снижения экономичности, вызванных  коррозией внутренних поверхностей  теплоэнергетического оборудования, а также образованием накипи и отложений на теплопередающих поверхностях.

    Химконтроль  обеспечивает своевременное выявление  нарушений режимов работы водоподогревательного  и теплоэнергетического оборудования  и включает в себя оперативный  и периодический количественный  контроль за качеством воды, пара, конденсата и за состоянием внутренних поверхностей тепломеханического оборудования.

      Оперативный  химконтроль  за ВХР  ведется  по нормируемым правилам технической  эксплуатации электрических   станций и сетей РФ (ПТЭ), параметрами качества воды, пара и конденсатов по специальному графику лаборантами экспресс- лаборатории.

      Периодический химконтроль,  определяемый бригадиром, ведется  лаборантами ЦХЛ для:

• Проверки качества химконтроля, проводимого в экспресс -лаборатории (проверочный химконтроль);
• Измерения нормируемых параметров качества воды и конденсата, оперативное определение которых в условиях экспресс – лабораториях невозможно;
• Оценки ВХР на основании данных контроля состояния внутренних поверхностей тепломеханического оборудования .

 

       При  проведении эпизодических операций (консервации, химической очистки  тепломеханического оборудования) и тепломеханических испытаний  к проведению химконтроля привлекается  персонал экспресс – лаборатории  и ЦХЛ.

 

2.1 Анализы  проводимые в экспресс - лаборатории

 

1.Определение кремниевой  кислоты колориметрическим методом

2.Определение жёсткости   визуальным методом.

3.Определение щёлочности  титриметрическим медом.

4.Определение аммиака колориметрическим  методом.

5.Определение величины pH.

6.Определение растворенного кислорода  в питательной воде колориметрическим  методом.

 

2.2. Оборудование  используемое в экспресс - лаборатории.

 

1.рН-метр для определения  рН среды                           

рис.3

 

 

 

 

2.КФК-,2 для определение  кремневки, аммиака ,фосфатов.

рис.4

3.КФК-3 для определение  кремневки, аммиака ,фосфатов.

 

рис.5

 

 

 

 

 

 

 

4.Кондуктометр для   определения солесодержания.

 

 

 

 

рис.6

 

5.Иономер для определения   УЭП.

 

 

рис.7

 

 

 

 

 

2.3. Посуда используемая  в экспресс - лаборатории.

 

1.Колба коническая  плоскодонная.

2.Колба круглая плоскодонная.

3.Пипетки, бюретки,  цилиндры.

4.Зажимы Мора.

5.Химические стаканы.

6.Кюветы.

 

2.4.Реактивы  используемые в экспресс - лаборатории.

 

 

2.4.1.Индикаторы:

-метилоранж.                     

-мурексид.

-хром чёрный.

-хром тёмно-синий.

-смешанный.

-фенолфталеин.               

2.4.2.Кислоты:

-HCI         0,1N ; 0,01N     

-H2SO4        0,1N ; 0,01N   

2.4.3.Щелочи:

- КОН                             

-Mg(OH)2

2.4.4Другие реактивы:

-Молибдат                          

- SnCl2 (Хлористое олово) 

 

 

 

Отбор и подготовка проб.

 

3.Отбор проб.

 

Оборудование точек  отбора проб.

 

Отбор проб воды, пара и  конденсата организован в соответствии с требованиями РД 24.031.121-91, РТМ ЦКТИ 108.030.08-81, РД 34.37.303-88.

Для проведения анализов каждая точка отбора пробы оборудована  своим трубопроводом с условным диаметром 10 мм, на котором устройства для отбора проб располагаются в  следующей последовательности.