КОНДЕНСАТОПРОВОДОВ

Наиболее эффективным методом борьбы с коррозией элементов пароводяного тракта ТЭС, вызываемой повы­шенной концентрацией свободной угольной кислоты, яв­ляется связывание щелочью остаточного содержания СО₂ в дегазированной питательной воде, а также уголь­ной кислоты, образующейся при подогреве питательной воды (в регенеративных подогревателях и экономайзе­рах) в результате распада бикарбоната натрия.

Для поддержания оптимального значения рН пита­тельной воды, зависящего главным образом от конструк­ционных материалов оборудования тракта питательной воды и параметров среды, обычно в питательную воду дозируется водный раствор аммиака (NH₄OH). Аммиак вступает во взаимодействие со свободной углекислотой по следующим реакциям:

NH₄OH + СО₂ ↔ NH₄НСОз;

NH₄HCO₃ + NH₄OH ↔ (HN₄)₂ СОз + H₂O.

Дозирование аммиака производится из расчета 0,4 мг NH₃ на 1 мг СО₂, если СО₂ нейтрализуются до бикар­боната аммония, и 0,8 мг NH₃ на 1 мг СО₂, если послед­няя нейтрализуется до карбоната аммония.

Установка для аммиачной обработки воды состоит из дозирующих бачков для раствора аммиака и плун­жерного насоса-дозатора. Ввод аммиака целесообразно производить в химически очищенную и обессоленную во­ду непосредственно из водоподготовительних установках, так как это позволяет одновременно защищать от углекислотной коррозии и тракт очищенной или обессо­ленной воды. Вследствие летучих свойств аммиака не­зависимо от места ввода его в систему сравнительно бы­стро наступает распределение его по всему пароводяно­му тракту.

Из конденсата турбин вместе с отсасываемой воз­душной смесью эжекторы частично удаляют углекислый газ и аммиак; при этом отсасывание углекислого газа происходит более полно, чем отсасывание аммиака, в ре­зультате в конденсате создается избыток аммиака, обес­печивающий щелочную реакцию среды.

Присутствие аммиака в конденсате и в питательной воде по-разному отражается на их коррозионной агрес­сивности по отношению к углеродистым сталям и мед­ным сплавам. Аммиак, повышая рН воды, парализует отрицательное действие свободной углекислоты на угле­родистую сталь, подавляет коррозионные процессы с во­дородной деполяризацией и предотвращает обогащение питательной воды продуктами коррозии стали. Агрес­сивность коррозионного воздействия аммиака на медные сплавы зависит от содержания кислорода в питательной воде и в конденсирующемся паре. При обеспечении до­пустимого содержания кислорода по водоконденсатному тракту можно, дозируя аммиак, поддерживать рН питательной воды на уровне 9,0±2,0, чтобы уменьшить обогащение ее окислами железа. При содержании кис­лорода в конденсате по тракту ТЭС более 20 мкг/кг О₂ поддержание постоянного режима аминирования пита­тельной воды следует проводить из расчета отсутствия свободного аммиака по водо-конденсатному тракту, что достижимо при дозировке аммиака в питательную воду не выше 500 мкг/кг NH₃ (pH = 8,8-9,0).

Для нейтрализации свободной угольной кислоты и повышения рН питательной воды в пароводяной тракт электростанции нередко вводятся органические амины, в том числе циклогексиламин C₆H₁₁NН₂, морфолин C₄H₉NO и пиперидин C5H₁₁N. Обладая щелочными свой­ствами и летучестью, эти высокотемпературные ингиби­торы коррозии создают защитные окисные пленки на поверхности оборудования и трубопроводов тракта пи­тательной воды, изготовленных из углеродистой стали и медных сплавов. При дозе 2—3 мг/кг нейтрализую­щие амины способствуют повышению рН питательной воды до 8,5-9,0. Так как эти амины менее летучи, чем аммиак, потери их в пароводяном цикле ТЭС значи­тельно меньше, чем аммиака. В отличие от аммиака они ни при каких условиях не могут вызвать коррозию мед­ных и латунных труб подогревателей и конденсаторов. Однако амины дороги и поэтому получили на отечест­венных ТЭС ограниченное применение,

Аммиак и амины не повышают солесодержания пи­тательной воды, что особенно важно для энергобло­ков с прямоточными парогенераторами, где предъяв­ляются особо строгие требования к качеству питательной воды.

Для предотвращения кислородной коррозии элемен­тов пароводяного тракта ТЭС, а также уменьшения пере­носа медистых отложений с внутренней поверхности па­рообразующих груб в турбину целесообразно непрерыв­но дозировать в питательную воду гидразин-гидрат, обладающий резко выраженными восстановительными свойствами. Реакция между гидразин-гидратом и кисло­родом протекает по уравнению

N₂H₄ • Н₂О + О₂→ N₂+ ЗН₂О

причем конечными ее продуктами являются вода и азот. По этой причине гидразин-гидрат является в настоящее время единственным реагентом, пригодным для удале­ния остаточного кислорода из термически деаэрирован­ной питательной воды прямоточных парогенераторов.

Основными факторами, определяющими скорость этой реакции, являются избыток гидразина, начальная концентрация растворенного кислорода, температура и значение рН среды. Избыток гидразина в питательной воде целесообразно поддерживать на уровне 20— 30 мкг/кг (но не больше 100 мкг/кг N₂H₄). При этом создаются более благоприятные условия для отложения меди в парогенераторе, откуда ее проще удалить, чем из проточной части турбины. В парогенераторе избыток ги­дразина разлагается (при температуре 250—300 °С) с образованием аммиака, уходящего с паром и повы­шающего рН конденсата, а также водорода:

3N₂H₄ → 4 NH₃ + N₂.

3N₂H₄ →2 NH₃ +3Н₂ +2N₂.

Термическое разложение N₂H₄ катализируется окисла­ми железа и соединениями меди. Гидразин в пароводя­ном тракте ТЭС способен вступать во взаимодействие также с окислами железа и меди:

6Fe₂O₃ + N₂H₄ → 4Fe₃O₄ + 2H₂O + N₂

2CuO + N₂H₄ → 2Cu + 2H₂O + N₂

Поддержание заданной величины рН и концентра­ции гидразина и аммиака осуществляется путем авто­матизации коррекционной обработки питательной воды. Непрерывное дозирование раствора аммиака с помощью насосов-дозаторов производится по импульсу электро­проводности воды, а при одновременном дозировании смеси растворов аммиака с гидразин-гидратом задан­ная доза гидразина может быть поддержана путем под­бора такого соотношения гидразина и аммиака в рабо­чем растворе, чтобы при оптимальном значении рН кон­центрация гидразина в питательной воде была в преде­лах эксплуатационной нормы.

Обычно практикуется ввод растворов аммиака, ами­нов и гидразина в напорный коллектор конденсатных насосов с целью защиты всего тракта питательной воды от коррозии. В целях предотвращения аммиачно-кислородной коррозии латунных труб регенеративных подогре­вателей гидразин-гидрат дополнительно вводится в пе­репускной паропровод между цилиндрами турбины (в области температур 150—300 °С).. При таком способе подачи в цикл гидразина последний попадает не только в конденсат, образующийся в конденсаторе, но и в кон­денсат греющего пара п. н. д.

Для предотвращения коррозии обратных конденсатопроводов в паропроводы, подающие греющий пар потребителям, вводятся с помощью несложных дозаторов пленкообразующие амины, к кото­рым может быть отнесен октадециламнн C₁₈H₃₇NH₂. Это практиче­ски нерастворимое в воде соединение может употребляться лишь в виде эмульсий или суспензий. Высокие ингибиторные свойства пленкообразующих аминов основаны на адсорбции их молекул по­верхностью корродируемого металла, в результате чего создается несмачиваемый водой и мономолекулярный гидрофобный слой этих веществ, который экранирует металл от действия на него не только угольной кислоты, но и кислорода.

Пленкообразующие амины эффективны при рН конденсата 4,0-8,6; если рН>8,6, то аминная пленка начинает разрушаться. При дозе пленочных аминов 1-3 г на тонну пара скорость коррозии в конденсатных системах снижается на 92-98%.

Дозирование пленкообразующих аминов должно быть непре­рывным и пропорциональным расходу обрабатываемого пара; оно осуществляется с помощью плунжерных насосов-дозаторов. Ввиду независимости дозы указанных аминов от содержания свободной углекислоты в конденсате затраты на обработку в данном случае составляют 40% стоимости обработки конденсата аминами, нейтра­лизующими углекислоту.

В эксплуатационных условиях при температуре пара 370—400 °С разложение пленкообразующего амина не наблюдается.

Поиск по сайту: