Б) Предпусковая химическая очистка парогенераторов и тракта питательной воды

На энергоблоках с парогенераторами 140 и240кгс/см² предпусковой химической очистке подвергаются водя­ная сторона п. в. д., экономайзерная, испарительная и пароперегревательная поверхности парогенератора, а также деаэраторы и трубопроводы питательной воды и перегретого пара. На ТЭС с парогенераторами 100 кгс/см² барабанного типа пароперегреватель не подвергается химической очистке, он лишь интенсивно про­мывается водой и продувается паром во время пробного пуска агрегата.

Предпусковая химическая очистка обычно состоит из ряда операций, в том числе: предварительная ско­ростная промывка водой, предварительное щелочение (обезжиривание), обработка отложений основными моющими реагентами, удаление отработанного промы­вочного раствора, нейтрализация остатков реагента, пассивация поверхности металла для защиты очищен­ной металлической поверхности от коррозии. Общая продолжительность предпусковой очистки парогенера­тора и тракта питательной воды составляет от 10 до 30 дней.

С целью удаления из контура омыляемых жиров и масел, а также для разрыхления отложений перед кис­лотной промывкой парогенератор подвергается предва­рительному щелочению 1%-ным раствором NaOH или Na₃РО₄ с присадкой эмульгаторов (ОП-7, ОП-10) при температуре 80—90С в течение б—8 ч. При наличии в контуре элементов из аустенитных сталей щелочение производится аммиачным раствором, вводимым в коли­честве, обеспечивающем значение рН = 10. В качестве основного моющего раствора при проведении предпу­сковой очистки поверхности паросилового оборудования от окалины и ржавчины применяется главным образом 3—5%-ный раствор соляной кислоты с присадкой смеси ингибиторов (уротропин, хинолин, катапин, ПБ-5 и др.) в количестве 0,1—0,5%-ного веса моющего раствора.

Для ослабления коррозии под действием хлорного железа в промывочный раствор, помимо ингибиторов, добавляется гидразин-гидрат из расчета примерно 100 мг/кг N₂H₄. Интенсивность коррозионных поврежде­ний под действием ингибированной кислоты при темпе­ратуре, равной 60—70 °С, не должна превышать 15— 20г/(м².ч).

Продолжительность воздействия кислоты и весь ход процесса контролируются анализами. Если кислотность рабочего раствора снизилась практически до нуля, то производится добавление новой порции кислоты. Если темп снижения кислотности рабочего раствора замедля­ется и концентрация кислоты имеет тенденцию стабили­зироваться на некотором уровне, то это свидетельствует об окончании процесса кислотной очистки.

После вытеснения кислоты проводится тщательная водная отмывка с целью полного удаления из всех эле­ментов контура отработавшего кислотного раствора вместе с ржавчиной и окалиной, находящихся во взве­шенном состоянии в вытесняемом растворе и выпавших из него. Для нейтрализации возможных остатков кислых реагентов контур в течение 4—6 ч подвергается после­дующему щелочению 0,2%-ным раствором едкого натра или 0,5%-ным раствором аммиака при температуре 80— 90 °С с принудительной или естественной циркуляцией при огневом подогреве. Далее производятся вытеснение и отмывка щелочного раствора.

Промытый парогенератор опоражнивается, далее вскрываются барабаны и коллекторы водяного эконо­майзера и экранов с целью их осмотра и очистки от шлама, а также производятся вырезки образцов труб для оценки результатов очистки.

Для обеспечения безопасной предпусковой кислотной промывки пароводяного тракта энергоблоков, имеющих элементы пароперегре­вателя и паропроводы, изготовленные из аустенитной стали в ка­честве моющих растворов применяются слабый раствор серной кислоты с гидразином, ингибированные органические кислоты (ли­монная, адипиновая), а также композиции на основе комплексонов (моноцитрат аммония, трилон Б и др.) в сочетании с эффективны­ми ингибиторами (катапин, каптакс и др.). Все растворы этих моющих веществ должны обязательно приготовляться на обессолен­ной воде или конденсате. Для предпусковых химических очисток недренируемых змеевиков испарительной части парогенератора» а также пароперегревателей, изготовленных из аустенитных сталей, широко применяются 2—3%-ный раствор лимонной кислоты и 1— 3%-ный раствор моноцитрата аммония, которые образуют при тем­пературе 92—105 °С с двух- и трехвалентным железом растворимые в воде прочные комплексные соединения, не разрушающиеся при повышении значения рН раствора до 8,0—8,5. Благодаря переходу всех окислов железа в раствор можно при скорости потока 0,5— 1,2 м/сек вывести их из промывочного контура и тем самым пред­отвратить опасность образования в нем местных завалов из отмытых окалин и ржавчины.

Для снижения скорости коррозии основного металла при исполь­зовании лимонной кислоты или моноцитрата аммония необходимо добавлять к моющему раствору смесь ингибиторов (0,02% каптакса и 0,1% ОП-10). Скорость коррозии котельных сталей при примене­нии указанных ингибиторов составляет 3—6 г/{м²-ч). Следует иметь в виду, что применяемые органические ингибиторы при температуре 110—120 °С резко уменьшают свою эффективность и даже разру­шаются.

В СССР получает положительный опыт предпусковая очистка парогенераторов ингибированной 2—3%-ной адипиновой кислотой, которая в несколько раз дешевле моноцитрата аммония, не менее эффективна. Более низкая стоимость и меньшая дефицитность явля­ются основными преимуществами адипиновой кислоты.

Монорастворы комплексонов (ЭДТА, трилон Б) недостаточно эффективно отмывают железоокисные отложения, так как для ком­плексования трехвалентного железа необходимо поддерживать оптимальную величину рН. Успешные результаты были получены при предпусковых промывках с применением композиций комплексо-образующих реагентов, в состав которых входят трилон Б (от 3 до 5 г/кг), лимонная кислота (от 2 до 5 г/кг), а также восстановители (гидроксиламин, гидразин — от 0,2 до 0,5 г/кг), которые переводят трехвалентное железо в двухвалентное.

в) Эксплуатационная очистка парогенераторов и тракта питательной воды

К эксплуатационной очистке парогенераторов бара­банного типа обычно приходится прибегать в том слу­чае, когда на вырезанных образцах труб толщина слоя водонесмываемых отложений достигает 1,0—1,5 мм в конвективных и 0,2—0,3 мм в радиационных поверх­ностях.

Для поддержания должной чистоты внутренней по­верхности парообразующих труб прямоточных пароге­нераторов требуется периодически проводить эксплуата­ционные химические промывки. Продолжительность межпромывочного периода работы прямоточного паро­генератора зависит от допустимой величины образовав­шихся в нем отложений, которая характеризуется поня­тием «солевая емкость» (солеемкость) агрегата.

Для ориентировочных прикидок допустимой продол­жительности работы прямоточного парогенератора меж­ду очередными кислотными промывками можно при­нять солевую емкость в размере 20—30 кг на 100 т/ч номинальной паропроизводительности для котлов с вы­несенной переходной зоной и соответственно 7—10 кг для парогенераторов без вынесенной зоны.

Количество отложений в парогенераторе можно при­ближенно определять путем систематической регистра­ции его нагрузки, а также химического состава пита­тельной воды и проб выдаваемого перегретого пара. При этом следует учитывать и количество солей, вымы­ваемых с поверхности нагрева при водных отмывках, а также временное ухудшение качества питательной во­ды в первые часы после растопок.

Наиболее надежным способом установления опти­мальной продолжительности межпромывочного периода работы для каждого прямоточного парогенератора яв­ляется систематическое вырезание контрольных отрезков труб при остановках парогенератора из наиболее харак­терных в отношении загрязнений участков поверхности нагрева парогенератора (обычно из экономайзера, пере­ходной зоны, ширм, н. р. ч., промежуточного паропере­гревателя) с последующей количественной оценкой от­ложений на этих контрольных отрезках.

Щелочная «выварка» парогенератора барабанного типа осуществляется горячим раствором едкого натра, соды или тринатрийфосфата:

3CaSO₄ + 2 Na₃РО₄ = Са₃(РО₄) ₂ + 3 Na₂SO₄

CaSiO₃ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + Na₂SiO₃.

Эксплуатационная промывка парогенераторов бара­банного и прямоточного типов 4—6%-ным раствором ингибированной соляной кислоты позволяет успешно удалять карбонатные, фосфатные и железоокисные от­ложения:

СаСО₃ + 2НС1 = СаС1₂ + Н₂О + СО₂;

FеО + 2НС1 = FеС1₂ + Н₂О;

2Са₃(РО₄)₂ + 6НС1 = ЗСаС1₂ + 2Н₃РО₄;

2Mg₃(PO₄)₂ + 6HCI = 3MgCl₂ + 2H₃PO₄.

Образующиеся в результате воздействия соляной кислоты хлориды кальция, магния и железа хорошо растворимы в воде, вследствие чего они удаляются из очищаемого агрегата вместе с промывочным раствором. При наличии накипи смешанного характера большое значение приобретает растворение кислотой того под­слоя из закиси железа, который является своеобразным цементом, скрепляющим накипь с поверхностью стенки парогенератора. Разрыхление и удаление соляной или серной кислотой этого подслоя приводит к тому, что связь между накипью и металлом или между металлом и слоем окислов ослабляется; накипь взламывается и отваливается. Протекание этого процесса усиливается благодаря выделению пузырьков водорода в результате воздействия кислоты на металл:

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂;

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂. виду того, что силикатные накипи не поддаются воздействию одной соляной кислоты, для их удаления применяется смесь соляной и плавиковой кислот либо к промывочному раствору соляной кислоты добавляется 15—20 г/кг фторида натрия или бифторида аммония.

SiO₂ + 6HF = H₂SiF₆ + 2Н₂О

CaSiO₃ + 2HCl + 4HF = CaCl₂ + SiF₄ + 3H₂O;

NaFe(SiO₃)₂ + 4HCl + 8HF = NaCI + FeCl₃ + 2SiF₄ + 6H₂O;

NaAl(SiO₃)₂ + 4HCl + 8HF = NaCI + AlCl₃ + 2SiF₄ + 6H₂O.

Так как фториды ядовиты, то для слива отработан­ных растворов требуются специальные колодцы, в ко­торых осуществляется их обезвреживание.

Перспективными реагентами для проведения эксплуатационных химических очисток парогенераторов являются органические ком­плексующие растворители — комплексоны. Из них в первую очередь находят применение этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) и динатриезая соль ЭДТА (известная под названием трилон Б), кото­рые обладают способностью образовывать высокопрочные, хорошо растворимые и малодиссоциированные комплексонаты. Монорастворы комплексонов особенно эффективно отмывают кальциевые и магни­евые накипи. При наличии в составе отложений кремниевой кислоты и маслянистых загрязнений целесообразно вводить в композиции на основе комплексонов фторид или бифторид аммония и моющие препараты (ОП-7 ОП-10).

Применение в качестве моющих ингибированных растворов ЭДТА и трилона Б не требует проведения специальной дополни­тельной операции по пассивации отмытых поверхностей металла, так как на них остается тонкая защитная пленка магнетита. Воз­можно также использование основного оборудования паросиловой установки без создания специальных промывочных схем. Так, на­пример, для парогенераторов барабанного типа может быть исполь­зована естественная циркуляция при слабом обогреве поверхностей труб, а для прямоточных — рабочая растопочная схема.

Комплексоны применимы при любых конструкционных материа­лах, в том числе и при наличии поверхностей нагрева из аустенитных нержавеющих сталей. Благодаря этому промывка комплексонами или композициями на их основе существенно сокращает дли­тельность химической очистки. В связя с полным разложением комплексонов и комплексонатов при рабочих температурах паро­генераторов не требуется тщательное удаление промывочных раст­воров.

К недостаткам комплексонов (ЭДТА, трилона Б) могут быть отнесены их высокая стоимость и дефицитность, а также значи­тельная зависимость от величины рН их комплексообразующей способности по отношению к отдельным катионам-комплексообразователям. Эксплуатационная очистка парогенератора барабанного типа ТП-170 с применением композиций на основе комплексонов занимает около суток вместо обычных 8—10 суток для очистки минеральными кислотами.

При кислотной очистке парообразующих труб от от­ложений, состоящих в основном из металлической меди, на очищаемой поверхности основного металла остается тонкий слой металлической меди. Для того чтобы избе­жать этого, эксплуатационная химическая очистка па­рогенераторов от отложений меди и магнетита ведется путем заполнения парогенератора и циркуляции в нем 3%-ного раствора лимонной кислоты с добавлением NH₃ до рН=3,5 при 95°С. Затем раствор охлаждается до 60°С, и значение рН повышается до 9—10 дозирова­нием аммиака, а также добавляется окислитель (гипо-хлорит или бромат натрия, персульфат аммония и др.) с последующим растворением полученных окислов меди аммиачным раствором (NH₄OH) и выводом их из котла в форме медноаммиачных комплексов. Далее промы­вочный раствор дренируется, и парогенератор промыва­ется обессоленной водой.

Для удаления водовымывных отложений соединений натрия, кальция и магния прямоточные парогенераторы периодически подвергаются водным промывкам с использованием для этой цели деаэрированного конденсата либо обессоленной воды с температурой 100—250 °С. Скорость движения промывочной воды 0,5-1 м/сек. Сначала водная промывка проводится в течение 2—3 ч по замкнутому контуру: деаэратор — насос — парогене­ратор — растопочный сепаратор — деаэратор, а затем производится вытеснение промывочного раствора из контура, которое продолжается до тех пор, пока жест­кость и щелочность воды на входе в парогенератор и выходе из него будут практически совпадать.

Для периодического удаления отложений, содержащих в основ­ном легкорастворимые соли, могут быть также применены непро­должительные (1—2 ч) пароводяные промывки парогенераторов. С этой целью парогенератор отключается от паровых магистралей, и настолько снижаются давление и нагрузка, чтобы в растопочный сепаратор попеременно поступали влажный и перегретый пар.

Для эксплуатационной очистки конденсаторов при­меняется ряд методов, в том числе непрерывная меха­ническая очистка конденсаторных труб резиновыми шариками и периодическая механическая очистка (ер­шами и водо-воздушными пистолетами) и кислотные промывки.

На рис. 3-9 изображена схема непрерывно действую­щего устройства, с помощью которого рыхлые отложе­ния удаляются из конденса­торных труб. Пористые ре­зиновые шарики диаметром, близким к диаметру труб, рециркулируют в специаль­но созданном контуре. Эти шарики специальным насо­сом или водоструйным эжек­тором 1 через загрузочную камеру 2 подаются в нагне­тательный трубопровод охлаждающей воды и вместе с ней поступают в конденсатор.

Проходя по трубам конденсатора 3, они отдирают рыхлые отложения со стенок конденсаторных труб, по пути омываются в охла­ждающей воде и затем улавливаются конусной стен­кой 4, установленной на сливе охлаждающей воды за конденсатором. Далее резиновые шарики поступают на всас водоструйного эжектора 1, и процесс повторяется.

Рис. 3-9. Схема самоочистки

конденсаторов резиновыми ша­риками.

1— водоструйный эжектор; 2 — за­грузочная камера; 3 — конденсатор; 4— патрубок с конусной сеткой; 5 — сливной бак; 6 — насос охлаж­дающей воды; 7 — оградительная сетка.

Загрузка шариков в систему циркуляции и извлечение их из системы для осмотра и замены производятся во время работы турбоагрегата.

Способ тепловой очистки конденсатора предусматривает про­качку воздуха специальным вентилятором через калорифер, где он подогревается до 60° С и выше и далее поступает в конденсаторные трубы через водяную камеру очищаемого сектора конденсатора. Продувка горячим воздухом производится в течение 6—8 ч до полного высыхания отложений внутри труб, когда происходит рас­трескивание и отслаивание отложений. При включении конденсатора эти диспергированные отложения вымываются потоком воды. Такая очистка может производиться по отдельным секторам конденсатора и не требует остановки турбоагрегата.

Для удаления карбонатной накипи применяется промывка кон­денсаторов 4—5%-ным раствором соляной кислоты с добавкой 0,2% ингибиторов (уротропин, тиомочевина, ПБ-5).

Кислотная промывка загрязненных конденсаторов проводится при температуре 50—60 °С в течение 2—3 ч.

Для удаления медно-железистых отложений может быть при­менена промывка конденсатора раствором композиций на основе комплексонов. Состав такой композиции следует подбирать с учетом характера отложений, требующих для своего перевода в раствор поддержания определенной величины рН.

В теплообменниках, где подогреваются сырые или химически обработанные природные воды с преобла­дающей карбонатной жесткостью, в подавляющем боль­шинстве случаев отлагается преимущественно карбонат­ная накипь, и растворение ее ингибированной соляной кислотой, как правило, удовлетворительно идет при температуре промывочного раствора порядка 30—40 °С, С помощью промывочного насоса создается скорость циркуляции кислотного раствора в промываемом аппа­рате не ниже 0,15—0,2 м/сек. Продолжительность про­мывки теплообменных аппаратов ингибированной соля-, ной кислотой составляет 2—4 ч.

Поиск по сайту: