1598005528-5a29f77d2a9bb899a883b13e75ca9e01 (811229), страница 47
Текст из файла (страница 47)
После извлечения образца накипи рабочий контур был снова замкнут и пущен на воде. После полутора часов работы, потребонавшихся 15 Зьк. Масс 242 Гпввв 4 Три внспериментвпьных исспедова~ип 243 % В 16 "а 4 ф М ц' Е ц г И У .г г 4 У 6 У В Я а УУ Уг УУ дрвдая, у Фи г. 4.4. Теппоперадача моаапируемого геотермвпьного раствора (11. Температуре перв нв входе 134~С; температура раствора нв входе 134 С; температура растворена выхода у43~С; расход раствора ууэ,в игуч; раствор нв содержит ни Са, ни Мю для нагревания воды до рабочей температуры 154'С на входе и 143'С на выходе, суммарный коэффициент теплопередачи восстановился до значения 5,15 кВт/(ма ° град) по сравнению с эквивалентным значением коэффициента теплопередачи, равным ° 2,84 кВт/(мл .
Град) во время отключения установки. В течение следующих 5 ч работы коэффициент теплопередачи изменялся в пределах от 5,41 до 5,61 кВт/(мл град). После работы в течение ночи на воде коэффициент теплопередачи увеличился до 6,91 кВт/(ма ° град), что сравнимо с его значениями 7,38 — 7,72 кВт/(ма ° град), полученными во время предварительных опытов на воде.
Кремнезем, очевидно, также оказался растворенным на выходе из системы сброса, поскольку не наблюдалось никаких трудностей с поддержанием уровня. В фазе 3 был проведен один короткий опыт при температуре пара на входе 182'С и Ь Т = 11' для 'соленой воды при вскипании. Планировалось провести этот опыт при температуре пара на входе 154 С, но из-за потери устойчивости потока пара на входе в нагреватель раствора после проведения опыта без подачи кислоты в систему пришлось провести данный эксперимент при температуре на входе 177сС для достижения лучшей регулируемости потока пара. В опыте без подачи кислоты в систему получено значение коэффициента теплопередачи, равное 11,9 кВт/(мт оград).
После полутора часов работы с подачей кислоты, содержащей присадки солей М6С13 и СаС1, значение коэффициента теплопередачи упало до 3,95 кВт/(ма . град). В течение этого опыта производительность кислотного насоса падала быстрее, чем обычно, и потребовалась промывка, так что вместо непрерывной работы на соленой воде установка была переключена на воду и промывалась в течение двух часов, а затем была отключена. В течение этих двух часов работы на воде были получены две группы данных, которым соответствовали значения коэффициента теплопередачи, равные 7,27 и 7,16 кВт/(мя ° град) (для чистой трубы коэффициент теплопередачи равен 8,48 кВт/(мл ° град)).
После этого установка снова была пущена и работала дополнительно 24 ч для исследования проблемы удаления накипи. Были получены еще две группы данных при температуре на входе 182'С и А Т= = 11' со значениями коэффициентов теплопередачи, равными соответственно 7,7 и 7,37 кВт/(ма оград). Затем установка была отключена и охлаждена для получения образца оставшейся накипи.
При визуальном исследовании трубопровод внутри оказался чистым, за исключением темно-фиолетовой окисной пленки. Однако были обнаружены следы утечки за верхней частью трубы, до уплотнительного кольца и красный плотный осадок на внешней поверхности трубопровода, свидетельствующий о том„что неполное восстановление коэффициента теплопередачи, возможно, связано с загрязнением внешней поверхности, или, возможно, окислением как внутренней, так и внешней поверхностей трубопровода.
ОБРАЗЦЫ Во время этой серии опытов было взято только несколько образцов. Для первой части опытов фазы 2 (эксперименты с осаждением кремнезема) качественный анализ взятых образцов показал присутствие значительного количества железа, которое вначале приписыва- 244 Главе 4 Три зкспвоиыеитвльиык исспвловачии 24б лось влиянию коррозии всей установки. После выхода из строя линии подачи кислоты было установлено, что растворенное железо поступало именно из этого участка.
Анализ образцов соленой воды, содержащих взвешенные твердые частицы, проведенный Отделением аналитической химИи Окриджской национальной лаборатории, подтвердил наличие кремнезема в питательной соленой воде и показал, что по своему характеру осадок является аморфным (с помощью рентгенографического анализа не обнаружено кристаллической структуры).
Отфильтрованные образцы отложений, извлеченные из бомбы для образцов, установленной на выходе из испарителя, и образцы накипи, взятые из сливного конца трубы испарителя после эксперимента продолжительностью 13 ч, были проанализированы с помощью методов полукачественного спектрографического анализа и дифракции рентгеновского излучения. Наиболее важные анионы, обнаруженные с помощью спектрографического анализа, приведены в табл. 4.1. На рентгенограмме в области наиболее сильной линии 810 виден ореол, свидетельствующий, что 810 является аморфным образованием. В образце, взятом с фильтра были обнаружены Ха С1 и Гс О, в то время как единственным, кроме 8102, соединением, обнаруженным при анализе образца накипи, были следы СозО.
Таблица *1 Результаты спвктрогрвфичвского анализа (1) Образец Осадок иа фильтре, вес. % Накипь в трубопроводе, вес.% Ге Са О~ К иа З1 Т1 1 О,З 0,02 ав б Большая часть О,З 4 0,2 О,З 2 10 Большая часть 0,2 ПАДЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ Измерения падения давления проводились во всех опытах. Выла разработана усовершенствованная программа для расчета падения давления на вычислительной машине, основанная на модели, предложенной Стэндифордом, в которой учтены чаены, связанные с по- терями на трение, гидростатическим напором и потерями на ускорение (2). Однако настоящая работа охватывает только весьма узкий интервал расходов (102 — 118 кг/ч).
Расхождения, отмеченные между измеренными значениями в одинаковых рабочих условиях, могут быть обусловлены колебаниями расхода, тем что приемники давления (в гофрированном трубопроводе) не измеряли действительное статическое давление или существованием дрейфа элемента Ы/Р. В большинстве экспериментов, проводившихся на воде, измеренные значения надеина давления составляли ° 1409,' расчетного значения, но в опытах с соленой водой измеренные значения падения давления составляли только 44 — 80~~с расчетного значения.
Поскольку на гидростатический напор приходится более 90~ расчетного значения падения давления, то, очевидно, во время работы с соленой водой существовал другой тип течения, при котором уменьшается роль гидрортатического напора. Например, это может быть связано с ростом пенообразования в потоке. Расчеты числа Рейнольдса свидетельствуют, что в экспериментах и с пресной, и с соленой водой реализуется режим двухфазного течения, имеющего в обеих фазах турбулентный характер. РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ При использовании моделируемой соленой воды, содержащей 800 мг/л 8(Ою в высокотемпературном вертикально-трубном испарителе с восходящим потоком получены следующие основные результаты. 1) Образование накипи в испарителе происходит в пределах нескольких часов после пуска. В экспериментах, проведенных при температурах раствора на выходе (143 — 179 С) коэффициент теплопередачи падает до 1/3 первоначального значения.
2) Образование накипи происходит при падении температуры смеси водяного пара и паров раствора на выходе от б Т = 3' до б Т = 11; причем скорость образования накипи растет с увеличением /лТ. 3) Дальнейшее охлаждение сбрасываемого из испарителя раствора после его смешения с конденсатом приводит к образованию накипи в охлаждающем змеевике системы сброса.
Зксперимент продолжительностью 13 ч был прерван из-за потери контроля за уровнем вследствие ограничения расхода через холодильник системы сброса 4) Отложения накипи образуются как при наличии в них кальция и магния, так и в их отсутствие. 246 Глава 4 6) Кремнезем в образующихся отложениях имеет аморфное строение; слой накипи в те юние нескольких часов приобретает постоянную толпшну. 6» Накипь снова растворяется при работе на деминерализованной воде в течение ночи. На основе этих результатов сделан вывод, что при использовании растворов, аналогичных по своим характеристикам исследуемому, на нагретых поверхностях испарителей геотермального раствора будут образовываться отложения кремнезема.
2. Анализ воды из скважин в районе Уайракей П иве р веденные ниже результаты анализа воды из скважины %20 геотермального поля в районе Уайракей в Новой Зеландии заимствованы из работы 31. Жидкость в водоносном пласте движется к скважине в направлении падения давления, обусловленного более низкой плотностью двухфазной пароводяной смеси в скважине. Уменьшение давления вызывает сепарацию пара и понижение температуры. Зти процессы продолжаются в скважине и в сепараторе, который работает при абсолютном давлении 1,63 МПа и температуре 202 С. При таком уменьшении давления и температуры рабочая жидкость содержит 10,1/ пара. Газы, первоначально растворенные в воде, переходят в значительной степени в газовую фазу (экспериментальные значения коэффициентов распредел~~~ СО, и Нзб подтверждают существование газовой фазы, особенно в окрестности температуры 200'С).
При этой температуре пар сепарируется и отбирается для определения солар~~~ СО и Н 6. Пар и вода выходят из сепаратора через отдельные трубопроводы и вода затем направляется в успокоитель, который является по существу вторым сепаратором, работающим при атмосферном давлении и температуре (в районе Уайракей» 99'С. Здесь дополнительно вскипает, превращаясь в пар, 204 начального количества воды, а остальная вода вытекает из водосливной камеры, где проводятся отборы проб. Пробы в закрытом полиэтиле. новом сосуде охлаждаются и направляются в лабораторию, где проводится их анализ и измеряется значение рН. Растворенные в воде после сена ации СО и р Н Б не анализируются, поскольку их соде жанне предполагается пренебрежимо малым по сравнению с количеством газа, находящемся в газовой фазе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
