Выбор реагентов и методов эксплуатационных химических очисток

Из таблицы 2.2. следует, что эксплуатационные отложения, в отличии от отложений, удаляемых предпусковой очисткой, обладают очень большим разнообразием. Кроме того, как правило, в эксплуатационных отложениях одновременно присутствуют различные соединения. Это вызывает большие сложности для подбора реагентов для удаления эксплуатационных отложений.

Таблица 2.2.

Характеристика отложений, образующихся при эксплуатации котельных агрегатов и при их простое

Элемент оборудования	Характеристика отложений
в процессе эксплуатации	в периоды простоя
Барабанные котлы, работающие без фосфатирования	Накипь: , , и различные силикаты, алюмосиликаты и ферросиликаты , , и Шлам: , , органические вещества, окислы железа	Гидратированные окислы железа как двух-, так и трехвалентного
Котлы, работающие с фосфатированием	Накипь: медь металлическая, магнетит, иногда , силикаты железа, алюмосиликаты , и , соединения цинка Шлам: гидроксилапатит, серпентин, окислы железа	То же
Прямоточные котлы	Окислы железа, мель и её окислы, кремнекислые соли , и . Силикаты, алюмосиликаты и ферросиликаты, органические вещества, соединения цинка	То же
Пароперегреватели	Окислы железа, содержащие также окислы легирующих металлов. Соли натрия – фосфорнокислые, кремнекислые, сернокислые. Феррит натрия	То же
Водяные экономайзеры	Окислы железа, металлическая медь, фосфорит, реже карбонат кальция и основной карбонат магния	То же

При наличии сложных отложений для хорошо дренируемого котла можно при проведении эксплуатационной очистки выбрать реагент, растворяющий только основной компонент отложений. Это может привести к разрушению всего слоя отложений и выносу нерастворенной части в виде шлама вместе с удаляемым отмывочным раствором.

Для эксплуатационных отложений часто характерным бывает сосредоточение их в отдельных участках, а не равномерное распределение по всему котлу и даже значительной части блока, как это бывает при предпусковых очистках. Это позволяет ограничиться очисткой только загрязненной части котла.

При выборе метода эксплуатационной химической очистки необходимо иметь в виду следующее:

1) Эксплуатационные очистки за время службы котла должны производиться неоднократно. Поэтому большое значение имеет агрессивность промывочных растворов и их ингибирование.

2) Длительность периода между очистками зависит от условий эксплуатации котла, соблюдения установленных норм водного режима, длительности и степени нарушения норм водного режима, длительности простоев и методов консервации и т.п.

3) Эксплуатационные загрязнения в подавляющем большинстве случаев имеют структуру менее плотную, чем технологическая окалина. Степень сцепления их с основным металлом также обычно меньшая.

4) Состав эксплуатационных отложений обычно бывает смешанным, однако доли отдельных компонентов могут варьироваться весьма широко. Это зависит от ряда факторов: состава питательной воды, типа котла (барабанный или прямоточный), параметров работы (в особенности для прямоточных), величины тепловой нагрузки и т.п.

5) Простои котла, связанные с его химической очисткой, уменьшают выработку электроэнергии и коэффициент использования оборудования.

6) Стоимость очистки может увеличить себестоимость вырабатываемой электроэнергии.

Исходя из этих соображений, выбираемый метод эксплуатационной химической очистки должен быть: высокоэффективным, но не требующим большого количества реагентов – особенно дорогих - и потому относительно дешевым; не требующим длительного простоя котла; коррозионно не опасным для металла; простым в осуществлении с максимальным использованием рабочей схемы котла.

Эксплуатационная химическая очистка котла или отдельных его участков и поверхностей нагрева производится в следующих случаях:

1) если появились пережоги труб, вызванные наличием на их внутренней поверхности существенного количества нерастворимых в воде отложений

(> 50 г/м²)

2) если производимые периодически вырезки образцов труб выявляют наличие водонерастворимых отложений в количестве, могущем вызвать недопустимые перегрев металла

3) если указанные вырезки образцов труб, хотя и не могут вызвать перегрева металла, но имеют среднее количество отложений, превышающее

300 г/м², которое может привести к серьезным затруднениям в проведении последующих химических очисток.

Виды очисток (промывок)

Для котлов различают два основных вида химических очисток (промывок): предпусковую и эксплуатационную.

Задачей предпусковой химической очистки является удаление из вновь смонтированного оборудования большого количества обычно содержащихся в нем разнообразных загрязнений: ржавчины, сварочного грата, песка, земли, окалины, масла и смазки, набивочного и прокладочного материала и т.п. Эти загрязнения, число видов которых достигает 30, являются результатом неполного удаления окалины, образовавшейся при изготовлении оборудования или неполностью удаленной с внутренней поверхности труб на металлургических заводах, ржавления и загрязнения оборудования в процессе его перевозки и хранения, а также во время и после монтажа и т.д.

Эксплуатационная химическая очистка предназначена для удаления из оборудования отложений самого различного состава, возникших во время его работы вследствие тех или иных нарушений установленного водного режима, недостаточной эффективности или несоблюдения противокоррозионных мероприятий (в частности, для защиты от «стояночной» коррозии неработающего оборудования), нарушений режима обработки добавочной воды, недостаточности или отсутствия очистки конденсата турбин или возвращаемого с производства и т.д.

Оба вида химической очистки котлов имеют много общего, но значительно различаются по составу удаляемых отложений и по условиям проведения очистки. Общей задачей химической очистки оборудования как предпусковой, так и эксплуатационной является обеспечение надежной и экономичной его эксплуатации, требующей чистоты поверхности металла. Предпусковая очистка котлоагрегата обуславливается, кроме того, стремлением как можно скорее обеспечить необходимую чистоту пара, выдаваемого котлом, в отношении содержания кремниевой кислоты и окислов железа, позволяющую турбине работать с полной нагрузкой и с проектными параметрами пара. Опыт показывает, что при осуществлении предпусковой очистки котел высокого давления выдает пар удовлетворительной чистоты уже через 1-2 недели, а при включении его в работу без предварительной очистки – только через 3 месяца, причем при остановах и последующих растопках качество пара вновь резко ухудшается. Кроме того, предпусковая химическая очистка облегчает создание сплошной защитной оксидной пленки на поверхности металла, препятствующей его коррозии во время последующей работы котлоагрегата.

Эксплуатационная химическая очистка котла, помимо предотвращения пережога и подшламовой коррозии металла труб, способствует восстановлению нормальной защитной оксидной пленки на поверхности котельного металла, уменьшает количество взвеси в котловой воде, что уменьшает унос котловой воды паром во время работы котлоагрегата.

Эксплуатационную химическую очистку оборудования, особенно энергоблоков с прямоточными котлами, можно рассматривать как один из способов вывода из цикла котел-турбина водонерастворимых соединений (окислы железа, соли кальция и магния), накапливающихся в этом замкнутом цикле в результате присоса охлаждающей воды в конденсаторе турбин, внесения с добавочной водой и вследствие коррозии металла оборудования.

Эксплуатационная очистка котла должна проводиться за время его службы многократно, но продолжительность периода между этими очистками зависит от условий эксплуатации котлоагрегата (тщательность соблюдения установленного водного режима; частота, продолжительность и размеры нарушений этого режима; частота и продолжительность простоев; эффективность применения способов консервации и т.д.).

Отложения, удаляемые при эксплуатационных очистках, сравнительно разнообразны по своему составу, тогда как загрязнения котлов, удаляемые предпусковыми очистками, имеют более или менее одинаковый состав. Отсюда следует возможность применения более или менее «универсальных» способов предпусковой очистки и необходимость дифференцированного выбора методов эксплуатационной очистки в зависимости от индивидуального состава и количества удаляемых отложений.