<Desc/Clms Page number 1>
On sait que les incrustations causées par des se* provenant de l'eau d'alimentation de chaudières.épurée chimiquem< dana les turbines à vapeur et notamment sur les aubes de ces der- nières empêchent le bon fonctionnement des turbines et sont aouve la cause de grands inconvénients.
Ceci est surtout le cas pour le turbines à vapeur fonctionnant avec des vapeure à haute pression, c'est-à-dire à des pressions allant jusqu'à 500 C. 11-est-toujeur toujours -que-Les Incrustations de sels sur les aubes on pour conséquence diminuer le rendement de la turbine, par exemple en obstruant le passage de la vapeur, et peuvent mime aller jusqu'à détruire la turbine ; le plue souvent elles occasionnent de fréquents arrêts d la turbine aux fins de nettoyage, par exemple par un rinçage à l'eau.
Conformément à l'invention ces incrustations de sels sur les aubes des turbines à vapeur peuvent être évitées ou considérablement atténuées par l'utilisation d'une vapeur ne conte nant que des sels dont la température de cristallisation se trouve complètement ou pour la plus grande partie en dehors de la tempé- rature à laquelle fonctionne la turbine.
Cette température de cris tallisation peut être aussi bien au-dessus qu'au-dessous de la tem pérature de travail de la turbine
<Desc/Clms Page number 2>
Si l'on utilise de la vapeur avec une teneur en sel dont la température de cristallisation est au-dessus de la te pérature à laquelle travaille la turbine, le sel traverse celle-c à l'état solide cristallin, par contre, si la température de crie tallisation est au-dessous de la température de travail de la tur bine, le ael la traverse à l'état fondu. Dane les deux cas il ne se forme pas de dép8t de sole sur les aubes de la turbine. La com position du sel dans la vapeur dépend de la composition du sel co tenu dans l'eau chimiquement épurée, le sel étant entraîné par la vapeur.
Il eet entendu que le traitement de l'eau d'alimentation de la chaudière doit s'effectuer dans des conditions telles que 1@ température de cristallisation du sel se trouve en dehors de la température à laquelle travaille la turbine. La manière d'opérer la plue simple est de neutraliser totalement ou en majeure partie l'alcali libre contenu dans l'eau chimiquement épurée par l'addition d'acides ou de sels acides, de préférence d'acides inorni- ques ou leurs sels. Dans ce but tous les traitements connus sont applicables.
Pour diminuer la teneur en oxygène on peut ajouter à l'eau de l'acide sulfureux ou du bisulfite etc., pour faire dispa- raître la dureté permanente on peut y ajouter de l'acide phosphorique ou de l'acide phosphoreux ou des sels de ces acides et pour limiter l'effet de corrosion ajouter de l'acide chromique ou des
<Desc/Clms Page number 3>
chromates. On doit naturellement ajouter lesdites substances dans des proportions suffisante@ pour que l'intervalle de cristallisation des sels soit porté à des températures se trouvant en dehors de la température à laquelle fonctionne la turbine.
Les exemples qui suivent sont donnés à titre non limitatif, les parties y mentionnées se rapportent aux poids.
Exemple 1.
Par l'utilisation d'une eau d'alimentation de chaudiéres contenant du sulfate de calcium, du chlorure de sodium et du bicarbonate de calcium, qui, après traitement par un échangeur de bases et décomposition du bicarbonate formé par échauf- fement contient du chlorure de sodium, du sulfate de sodium et de l'hydroxyde de sodium en quantités environ égales, il se forme des incrustations sur les aubes d'une turbine à haute pression fonctionnant à des températures comprises entre 500 et 150 c environ, parce que ce mélange de sels cristallise uniformément à environ 300 C.
Cependant, en éliminant de cette eau les sels formateurs de dureté par précipitation des ions SO4 au moyen d'un traitement par de l'hydroxyde de baryum et en éliminant le bicarbonate de calcium par l'addition d'hydroxyde de calcium, et en transformant les sels de calcium résiduels au moyen d'un échangeur de bases en les sels sodiques correspondants, de sorte que
<Desc/Clms Page number 4>
l'eau traitée au préalable ne contient que 4,4 parties d'hydroxy de sodium sur 120 partie* de chlorure de sodium, il ne se forme pas d'incrustations dans la même turbine, attendu que 90% de ce dernier mélange de sois eont cristallisée à 600 C., de aorte que le sel traverse la turbine à l'état solide.
Exemple 2.
----------------
Par l'utilisation d'une eau d'alimentation de cha dières traitée de façon qu'elle contienne 120 parties de NaCl, 10 parties de Na2SO4 10 partie. de 8102 et . la place du carbonate de sodium ou de l'hydroxyde de aodium 6 parties de phosphate trisodique, il ne se forme pas d'incruatations de sels dans la turbine, attendu que 25% de ce mélange de sale sont cristallisée à 620 C. et le rente à 550oC. Dans ce cas également le sel traverse la turbine à l'état solide.
Exemple 3.
-----------------
Une eau d'alimentation de chaudières contenant de l'hydroxyde de sodium ou du bicarbonate est traitée par une quantité chimiquement équivalente d'acide sulfurique Le mélange de sels entraîné par la vapeur traverse la turbine à l'état solide sana former des incrustations dans la turbine, le point de fusion de l'eutectique de NaCl et Na2SO4 étant à 623 C.
<Desc/Clms Page number 5>
On obtient le même résultat en joutant une quanti té d'acide sulfureux correspondant a la teneur en oxygène de l'e, pour éviter la corrosion par l'oxygène et en neutralisant l'hydr, xyde de sodium restant dans la solution ou le NaHCO3 au moyen d' cide sulfurique
Exemple 4.
-------------------
En traitant une eau d'alimentation de chaudières @ manière que, dans le premier cas, il y ait sur 50 partie* de sulfate de sodium et 50 parties de chlorure de sodium 2,94% d'hydroxyde de sodium, et que, dana le deuxième cas, l'hydroxyde de sodium soit converti en phosphate trisodique par l'addition de phos phate biaodique, le mélange de le cristallise aux température. indiquées ci-après:
EMI5.1
<tb>
<tb> Premier <SEP> ces <SEP> Deuxième <SEP> cas. <SEP>
<tb>
2,94% <SEP> de <SEP> NaOH <SEP> Na3PO4
<tb> 550 C. <SEP> environ <SEP> 35% <SEP> 80%
<tb> 500 C <SEP> . <SEP> 43% <SEP> 90%
<tb> 450 C. <SEP> . <SEP> 45% <SEP> 100%
<tb> 440 C. <SEP> . <SEP> 100%
<tb>
Il en résulte que par la neutralisation de la solu tion contenant de l'hydroxyde de sodium au moyen de phosphate bi-
<Desc/Clms Page number 6>
sodique il ne se forme aucune incrustation, tandis que sana la neutralisation les aubes de la turbine sont toujours exposées aw incrustations.
L'addition d'acide phosphorique ou de phosphate à l'eau d'alimentation de chaudières est connue en soi. Ces addi- tions s'effectuaient jusqu'à présent dans des proportion. telles que le calcium encore présent dans l'eau était précipite sous forme de phosphate de calcium. Conformément au procédé de la préaente invention on ajoute l'acide phosphorique ou le phosphate dans des proportions telles que dans les exemples précédente l'ad dition est augmentée dans une mesure que tout l'hydroxyde de sodium est neutralisé, grâce à quoi on peut réaliser l'effet décrit précédemment.
Exemple 5.
---------------
On peut empêcher la formation des incrustation sur les aubes d'une turbine en neutralisant l'hydroxyde de sodium présent dans l'eau d'alimentation de chaudières par du chromate de sodium ou de l'acide chromique
<Desc / Clms Page number 1>
It is known that encrustations caused by se * originating from the chemically purified boiler feed water in steam turbines and in particular on the blades of the latter prevent the turbines from working properly and are also the cause. great drawbacks.
This is especially the case for steam turbines operating with high pressure steam, that is to say at pressures up to 500 C. 11-is-always -that-Salt incrustations on the The blades have the consequence of reducing the efficiency of the turbine, for example by obstructing the passage of steam, and can even go as far as destroying the turbine; more often they cause frequent shutdowns of the turbine for cleaning purposes, for example by rinsing with water.
In accordance with the invention, these salt deposits on the blades of steam turbines can be avoided or considerably reduced by the use of a steam containing only salts, the crystallization temperature of which is completely or for the most part. outside the temperature at which the turbine is operating.
This crystallization temperature can be both above and below the working temperature of the turbine.
<Desc / Clms Page number 2>
If steam is used with a salt content, the crystallization temperature of which is above the temperature at which the turbine operates, the salt passes through it in the crystalline solid state, on the other hand, if the Crystallization temperature is below the working temperature of the turbine, the ael passes through it in the molten state. In both cases, no sole deposit is formed on the turbine blades. The composition of the salt in the steam depends on the composition of the salt contained in the chemically purified water, the salt being entrained by the steam.
It is understood that the treatment of the boiler feed water must be carried out under conditions such that the salt crystallization temperature is outside the temperature at which the turbine operates. The easiest way to operate is to neutralize totally or mainly the free alkali contained in the chemically purified water by the addition of acids or acid salts, preferably of unusual acids or their salts. . For this purpose all known treatments are applicable.
To reduce the oxygen content, sulfurous acid or bisulphite etc. can be added to the water, to remove permanent hardness, phosphoric acid or phosphorous acid or salts can be added. of these acids and to limit the effect of corrosion add chromic acid or
<Desc / Clms Page number 3>
chromates. Said substances must naturally be added in sufficient proportions for the salt crystallization interval to be brought to temperatures outside the temperature at which the turbine operates.
The examples which follow are given without limitation, the parts mentioned therein relate to the weights.
Example 1.
By the use of boiler feed water containing calcium sulphate, sodium chloride and calcium bicarbonate, which, after treatment with a base exchanger and decomposition of the bicarbonate formed by heating, contains chloride of sodium, sodium sulphate and sodium hydroxide in approximately equal amounts, encrustation forms on the blades of a high pressure turbine operating at temperatures between approximately 500 and 150 c, because this mixture of salts crystallizes uniformly at about 300 C.
However, by removing hardness-forming salts from this water by precipitating SO4 ions by means of treatment with barium hydroxide and removing calcium bicarbonate by adding calcium hydroxide, and converting the residual calcium salts by means of a base exchanger into the corresponding sodium salts, so that
<Desc / Clms Page number 4>
the pre-treated water contains only 4.4 parts of sodium hydroxy on 120 part * of sodium chloride, no incrustations form in the same turbine, since 90% of the latter mixture is eont crystallized at 600 C., aorta that the salt passes through the turbine in the solid state.
Example 2.
----------------
By using boiler feed water treated to contain 120 parts NaCl, 10 parts Na2SO4 10 part. of 8102 and. instead of sodium carbonate or sodium hydroxide 6 parts of trisodium phosphate, no salt increments are formed in the turbine, since 25% of this salt mixture is crystallized at 620 C. and the annuity at 550oC. In this case also the salt passes through the turbine in the solid state.
Example 3.
-----------------
Boiler feed water containing sodium hydroxide or bicarbonate is treated with a chemically equivalent amount of sulfuric acid The mixture of salts entrained by the steam passes through the turbine in a solid state without forming encrustations in the turbine, the melting point of the NaCl and Na2SO4 eutectic being at 623 C.
<Desc / Clms Page number 5>
The same result is obtained by adding a quantity of sulfurous acid corresponding to the oxygen content of the e, to avoid corrosion by oxygen and by neutralizing the sodium hydr, xide remaining in the solution or the NaHCO3 with sulfuric acid
Example 4.
-------------------
By treating a boiler feed water @ such that, in the first case, there is in 50 part * of sodium sulphate and 50 parts of sodium chloride 2.94% sodium hydroxide, and that, dana the second case, sodium hydroxide is converted to trisodium phosphate by the addition of biaodium phos phate, the mixture crystallizes it at temperature. indicated below:
EMI5.1
<tb>
<tb> First <SEP> these <SEP> Second <SEP> cases. <SEP>
<tb>
2.94% <SEP> of <SEP> NaOH <SEP> Na3PO4
<tb> 550 C. <SEP> approximately <SEP> 35% <SEP> 80%
<tb> 500 C <SEP>. <SEP> 43% <SEP> 90%
<tb> 450 C. <SEP>. <SEP> 45% <SEP> 100%
<tb> 440 C. <SEP>. <SEP> 100%
<tb>
As a result, by neutralizing the solution containing sodium hydroxide by means of bi- phosphate
<Desc / Clms Page number 6>
sodium, no encrustation is formed, while without neutralization the turbine blades are still exposed to encrustation.
The addition of phosphoric acid or phosphate to boiler feed water is known per se. Up to now, these additions have been made in proportion. such that the calcium still present in the water was precipitated in the form of calcium phosphate. In accordance with the process of the preaente invention, the phosphoric acid or the phosphate is added in proportions such as in the previous examples the addition is increased to an extent that all the sodium hydroxide is neutralized, whereby it is possible to achieve the effect described above.
Example 5.
---------------
The formation of encrustation on the blades of a turbine can be prevented by neutralizing the sodium hydroxide present in the boiler feed water with sodium chromate or chromic acid