Водно химический режим паровых котлов

Что такое водно-химический режим котлов? Для чего нужна наладка ВХР и каковы последствия нарушения ВХР?

Водно-химический режим котлов (ВХР)

Водно-химический режим (ВХР) котлов представляет собой совокупность  мероприятий, направленных на обеспечение надёжной и безопасной работы котлов, энергетического оборудования и трубопроводов в течение расчётного срока службы без повреждений их элементов вследствие отложения накипи, шлама и коррозии металла.

Правильное ведение водно-химического режима позволяет предотвратить процессы образования накипи и коррозии в котле и трубопроводах, и обеспечить необходимую чистоту питательной воды, подпиточной воды,  насыщенного и перегретого пара.

Создание и поддержка оптимальных режимов эксплуатации оборудования с помощью правильно организованного водно-химического режима обеспечивает максимально длительное время сохранение всех эксплуатационных качеств этого оборудования, уменьшает расходы на его техническое обслуживание, сохраняет КПД на должном уровне и улучшает его технические характеристики.

Наладка водно-химического режима котлов (ВХР)

Обратите вниманиеВажно

Наладка системы ВХР котлов осуществляется в соответствии с Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».

[/su_box]

Соответствующие мероприятия проводятся с периодичностью не реже одного раза в три  года.

Контролю подлежат все паровые и водогрейные котлы.

Основным назначением водно-химического режима (ВХР) котлов, является обеспечение надёжной работы парового котла и оборудования пароконденсатного и питательного тракта котельной, а также водогрейного котла и тепловых сетей, без повреждений их элементов и снижения экономичности, вызванных коррозией.

Целью проведения работ по наладке водно-химического режима является:

• Определение допустимых значений нормируемых показателей качества котловой воды, обеспечивающих работу котлов и тепло потребляющего оборудования без повреждения их элементов вследствие отложения накипи и шлама;
• Получение на выходе установки воды требуемого качества, что позволит вести безнакипный режим эксплуатации оборудования котельной, достигнуть повышения экономичности работы оборудования и системы водоподготовки.

Проведение работ по наладке ВХР котла можно разделить на три основных этапа:

• Ознакомление с техническими характеристиками котла, конструктивными особенностями, требованиями завода-изготовителя, режимом работы котла;
• Ознакомление с проектно-технической документацией, детальное обследование существующей схемы ХВП котельной. Анализ проекта с точки зрения ПТЭ, ПТБ, удобства эксплуатации, удобства проведения ремонтных работ, организации химконтроля и автоматического регулирования работы дозирующих установок, если таковые имеются. Выявление дефектов и составление ведомости дефектов с выдачей ее администрации предприятия с согласованием сроков устранения и ремота.
• При необходимости – внутренний осмотр барабана котла с проверкой внутри барабанных устройств по проекту и состояния их после эксплуатации;
• Проверка состояния водно-химического режима работы котла. Проверка режима продувки, проверка работы КИПиА котлоагрегата. Составление перечня подготовительных работ для проведения теплохимических испытаний.
• Проверка оснащённости котла точками отбора проб котловых вод и пара;
• выдача предложений и рекомендаций для устранения обнаруженных дефектов и недостатков.

Наладочные работы (обработка режимов работы оборудования, определение оптимальных условий работы оборудования, обработка результатов теплохимических испытаний).

Составление технической документации. В технический отчёт входят инструкции, режимные карты, график химического контроля, методики по проведению химических анализов контроля качества воды.

Методики проведения работ по наладке водно-химического режима зависят от типа котлов (паровые, водогрейные, жаротрубные, прямоточные, котлы-утилизаторы и т.д.)  и состава водоподготовительного оборудования.

Последствия нарушения ВХР

Следует помнить, что принарушении водно-химического режима котла  происходит коррозия внутренних стенок труб поверхностей нагрева. Особая опасность этого рода повреждений заключается в том, что коррозионные процессы носят открытый и необратимый характер.

Отложения накипи и шлама на внутренней поверхности котлоагрегата приводят к перегреву металла в местах наиболее интенсивных отложений.

Изменение внутреннего диаметра труб вследствие образования отложений увеличивает гидравлическое сопротивление котла, и его эксплуатация приводит к повышению расхода электроэнергии, а через непродолжительное время котельная установка и вовсе становится непригодной к использованию.

Нарушение водного режима в тепловых сетях приводит к ухудшению условий эксплуатации и к преждевременному выходу трубопроводов из строя.  

Нарушение водного режима может вызвать серьезную аварию котла и нарушению режима работы ТЭЦ. Содержание примесей в паре – может привести к снижению экономичности и мощности турбины.

Нарушения водного режима вызываются, как правило, наличием строительно-монтажных недоделок и дефектов, а также недостаточным вниманием эксплуатационного персонала к вопросам организации надежного водно-химического режима.

Водно химический режим паровых котлов

Водно-химический режим котлов (ВХР)

Водно-химический режим (ВХР) котлов представляет собой совокупность мероприятий, направленных на обеспечение надёжной и безопасной работы котлов, энергетического оборудования и трубопроводов в течение расчётного срока службы без повреждений их элементов вследствие отложения накипи, шлама и коррозии металла.

Правильное ведение водно-химического режима позволяет предотвратить процессы образования накипи и коррозии в котле и трубопроводах, и обеспечить необходимую чистоту питательной воды, подпиточной воды, насыщенного и перегретого пара.

Создание и поддержка оптимальных режимов эксплуатации оборудования с помощью правильно организованного водно-химического режима обеспечивает максимально длительное время сохранение всех эксплуатационных качеств этого оборудования, уменьшает расходы на его техническое обслуживание, сохраняет КПД на должном уровне и улучшает его технические характеристики.

Наладка водно-химического режима котлов (ВХР)

Обратите вниманиеВажно

Наладка системы ВХР котлов осуществляется в соответствии с Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».

[/su_box]

Соответствующие мероприятия проводятся с периодичностью не реже одного раза в три года.

Контролю подлежат все паровые и водогрейные котлы.

Основным назначением водно-химического режима (ВХР) котлов, является обеспечение надёжной работы парового котла и оборудования пароконденсатного и питательного тракта котельной, а также водогрейного котла и тепловых сетей, без повреждений их элементов и снижения экономичности, вызванных коррозией.

Целью проведения работ по наладке водно-химического режима является:

• Определение допустимых значений нормируемых показателей качества котловой воды, обеспечивающих работу котлов и тепло потребляющего оборудования без повреждения их элементов вследствие отложения накипи и шлама;
• Получение на выходе установки воды требуемого качества, что позволит вести безнакипный режим эксплуатации оборудования котельной, достигнуть повышения экономичности работы оборудования и системы водоподготовки.

Проведение работ по наладке ВХР котла можно разделить на три основных этапа:

• Ознакомление с техническими характеристиками котла, конструктивными особенностями, требованиями завода-изготовителя, режимом работы котла;
• Ознакомление с проектно-технической документацией, детальное обследование существующей схемы ХВП котельной. Анализ проекта с точки зрения ПТЭ, ПТБ, удобства эксплуатации, удобства проведения ремонтных работ, организации химконтроля и автоматического регулирования работы дозирующих установок, если таковые имеются. Выявление дефектов и составление ведомости дефектов с выдачей ее администрации предприятия с согласованием сроков устранения и ремота.
• При необходимости – внутренний осмотр барабана котла с проверкой внутри барабанных устройств по проекту и состояния их после эксплуатации;
• Проверка состояния водно-химического режима работы котла. Проверка режима продувки, проверка работы КИПиА котлоагрегата. Составление перечня подготовительных работ для проведения теплохимических испытаний.
• Проверка оснащённости котла точками отбора проб котловых вод и пара;
• выдача предложений и рекомендаций для устранения обнаруженных дефектов и недостатков.

Наладочные работы (обработка режимов работы оборудования, определение оптимальных условий работы оборудования, обработка результатов теплохимических испытаний).

Составление технической документации. В технический отчёт входят инструкции, режимные карты, график химического контроля, методики по проведению химических анализов контроля качества воды.

Методики проведения работ по наладке водно-химического режима зависят от типа котлов (паровые, водогрейные, жаротрубные, прямоточные, котлы-утилизаторы и т.д.) и состава водоподготовительного оборудования.

Последствия нарушения ВХР

Следует помнить, что при нарушении водно-химического режима котла происходит коррозия внутренних стенок труб поверхностей нагрева. Особая опасность этого рода повреждений заключается в том, что коррозионные процессы носят открытый и необратимый характер.

Отложения накипи и шлама на внутренней поверхности котлоагрегата приводят к перегреву металла в местах наиболее интенсивных отложений.

Изменение внутреннего диаметра труб вследствие образования отложений увеличивает гидравлическое сопротивление котла, и его эксплуатация приводит к повышению расхода электроэнергии, а через непродолжительное время котельная установка и вовсе становится непригодной к использованию.

Нарушение водного режима в тепловых сетях приводит к ухудшению условий эксплуатации и к преждевременному выходу трубопроводов из строя.

Нарушение водного режима может вызвать серьезную аварию котла и нарушению режима работы ТЭЦ. Содержание примесей в паре – может привести к снижению экономичности и мощности турбины.

Нарушения водного режима вызываются, как правило, наличием строительно-монтажных недоделок и дефектов, а также недостаточным вниманием эксплуатационного персонала к вопросам организации надежного водно-химического режима.

Совет

Что такое водно-химический режим котлов? Для чего нужна наладка ВХР и каковы последствия нарушения ВХР?
Водно-химический режим котлов (ВХР) Водно-химический режим (ВХР) котлов представляет собой совокупность мероприятий, направленных на обеспечение надёжной и

Источник: evoliplus.ru

Водно-химический режим (ВХР) котлов представляет собой совокупность химических характеристик воды и пара, требующих соблюдения заданных параметров, которые поддерживаются и соблюдаются путём определённых химических и теплотехнических мероприятий.

Правильное ведение водно-химического режима позволяет предотвратить процессы образования накипи и коррозии в котле и трубопроводах, и обеспечить необходимую чистоту питательной воды и перегретого пара.

Создание и поддержка оптимальных режимов эксплуатации оборудования с помощью правильно организованного водно-химического режима обеспечивает максимально длительное время сохранение всех эксплуатационных качеств этого оборудования, уменьшает расходы на его техническое обслуживание и улучшает его технические характеристики.

Периодичность контроля водно-химического режима котлов определяется специализированной наладочной организацией и зависит от требований завода-изготовителя оборудования, его общего состояния и качества исходной и питательной воды. Контролю подлежат все водогрейные и паровые котлы.

Для обеспечения нормальной работы котлов составляются режимные карты на водно-химический режим и оборудование химводоподготовки. Оценка правильного ведения карты водогрейных и паровых котлов проводится путём внутреннего осмотра самих котлов, а также трубопроводов и оборудования для водоподготовки.

Определение списка мероприятий по водоподготовке и водно-химическому режиму тепловых сетей и их периодичности проводится в соответствии со следующими нормативными документами:

• РД 24.031.120-91. Методические указания. Нормы качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов, организация водно-химического режима и химического контроля.
• Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением».

Эксплуатация установок докотловой обработки воды и нормы качества питательной воды и пара регламентируются следующими руководящими документами:

• РД 10-179-98. Методические указания по разработке инструкций и режимных карт по эксплуатации установок докотловой обработки воды и по ведению водно-химического режима паровых и водогрейных котлов.

Задачи водно-химических режимов и нормы качества пара и питательной воды

КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ПАРОГЕНЕРАТОРЫ

Водно-химический режим паровых котлов надо рассматривать как часть водно-химического режима энергетического блока. В общем виде за­дачей водно-химического режима блока (ВХР) является обеспечение надеж­ности и экономичности работы всего оборудования блока. Эта задача может быть решена при:

— обеспечении необходимой чистоты питательной воды и перегретого

Пара;

— ограничении образования отложений в паровом котле, турбине, трубо­проводах;

— снижении до безопасного уровня интенсивности коррозионных про­цессов в оборудовании и трубопроводах.

Решение этих задач определяется типом оборудования, параметрами водного теплоносителя, материалом оборудования, количеством и составом примесей и т. п. Учитывая это многообразие условий работы блоков, стано­вится ясным, что для каждого случая надо выбирать оптимальные методы решения задач ВХР.

Необходимая чистота пара определяется предотвращением заноса при­месями проточной части турбины.

Обратите внимание

Паровая турбина чувствительна к отло­жениям примеси: достаточно 3-4 кг отложений на лопатках, чтобы турбина 300 МВт снизила свою мощность и экономичность.

С увеличением давле­ния перед турбиной уменьшается проходное сечение лопаточного аппарата и, следовательно, возрастает влияние солевого заноса на ее работу. Поэтому с ростом давления перегретого пара возрастают требования к его чистоте.

В таблице 12.2 представлены нормы качества пара для барабанных котлов и котлов сверхкритического давления (гіо «Правилам технической эксплуатации электрических станций и сетей»).

Нормирование качества пара ведется по натрию, так как соединения натрия составляют значительную долю примесей пара, и кремнекислоте, растворимость которой в паре с ростом давления существенно возрастает, и она в турбине образует трудно смываемые отложения.

В барабанных котлах нормам табл. 12.2 должен соответствовать не только перегретый, но и насыщенный пар, поскольку возможно выпаде­ние примесей в поверхностях пароперегревателя. Концентрация примесей в насыщенном паре С'п определяется уносом влаги и, %, и растворимостью в паре, характеризуемой коэффициентом распределения Кр, %,

С> = (ш + Кр)^

Где концентрация примесей в котловой воде Скв для одноступенчатой схемы испарения определяется по формуле

Скв = (100+р) Спв

Величина С'п может быть уменьшена за счет:

— улучшения сепарции влаги от пара (уменьшается и);

Таблица 12.2. Нормы качества пара паровых котлов

Нормируемая величина
Прямо­точные котлы СКД
Барабанные котлы

Давление пара, МПа
1РЭС и отопи­тельные ТЭЦ
ІЗЦ с про – изводственн. отбором пара

Содержание натрия (в пересчете на Na), мкг/кг, не более
5
3,9 9,8 13,8
60 15 5
100 25 5

Кремниевая кислота (в пересчете на БіОз), мкг/кг, не более
15
7,0 и выше
15
25

Значения рН, не ме­нее
7,5
13,8
7,5
7,5

Удельная электриче­ская проводимость, мкСм/см, не более
0,3

— перевода примесей в соединения с меньшим коэффициентом распре­деления;

— увеличения продувки р, перехода на двух – или трехступенчатую схему испарения;

— снижения концентрации примеси в питательной воде.

Концентрацию примеси в паре Сп, уходящем из барабана, можно су­щественно снизить по сравнению с С'п путем организации промывки пара на специальном устройстве.

Таким образом, в барабанном котле качество пара зависит не толь­ко от качества питательной воды, но и других факторов. Поэтому нормы качества питательной воды для этих котлов устанавливаются менее жест­кие (табл. 12.3), использовать блочные обессоливающие установки в этом случае экономически не выгодно.

В прямоточных котлах примеси питательной воды переходят в пар или образуют внутритрубные отложения, что отрицательно сказывается на ра­боте котла. Качество питательной воды прямоточных котлов должно быть высокое (табл. 12.3).

Добавочная вода проходит химическое обессоливание.

Важно

В блоках СКД организуется 100%-ая конденсатоочистка в БОУ для удаления механических примесей (нерастворенных продуктов коррозии конструкци­онных материалов), коллоидно-дисперсных и растворенных веществ, попа­дающих в конденсат за счет присосов в конденсаторе.

Таблица 12.3. Нормы качества питательной воды

Нормируемая величина
Барабанные котлы р= 13,8 МПа
Прямоточные котлы СКД

Общая жесткость, мкг/кг, не бо­лее
1
0,2

Соединения натрия (Na), мкг/кг, не более
50
5

Соединения железа (Fe), мкг/кг, не более
20
10

Соединения меди (Си), мкг/кг, не более
5
5

Масла и т. п., мкг/кг, не более
300
100

Кремниевая кислота (SiOs), мкг/кг, не более
40
15

Значения рН (при обессоленной добавочной воде)
9,1+-0,1
В зависимости от ВХР

Удельная электрическая прово­димость, мкСм/см, не более
0,3

Растворенный О2 после деаэра­тора, мкг/кг
До 10
В зависимости от ВХР

Вторая задача ВХР — ограничение образования отложений в котле — в барабанном котле решается за счет снижения Скв (продувка, ступенча­тое испарение), а в прямоточном котле докритического давления может быть выделена переходная зона для отложения в ней большинства приме­сей. Во всех случаях устанавливаются предельные концентрации примесей в питательной воде и проводится коррекция химического состава воды для уменьшения количества отложений и увеличения их теплопроводности.

Полностью избежать отложений в поверхностях котла не удается, по­этому для их удаления проводятся периодически химические промывки котла или его отдельных поверхностей.

В барабанных котлах ограничение жесткости питательной воды (со­единения Са и Mg) определяется необходимостью избежать их отложения на стенках труб и образования большого количества шлама, который мо­жет прикипать к поверхности труб.

С увеличением давления в котле (со­ответственно увеличивается и температура котловой воды) растворимость большинства соединений Са и Mg уменьшается, возрастает опасность об­разования отложений. Поэтому с ростом давления допустимая жесткость питательной воды снижается.

Для котлов, сжигающих мазут с высокими тепловыми потоками в топке, содержание Са и Mg должно быть уменьшено.

Нормирование кремнекислоты в питательной воде производится из расчета обеспечения чистоты насыщенного пара с учетом продувки кот­ла и промывки пара.

Свободная угольная кислота (ССЬ) в воде после деаэратора должна от­сутствовать, а величина рН питательной воды должна быть в пределах 9,1+- 0,1. Нормирование угольной кислоты и кислорода обусловлено тем, что они вызывают коррозию пароводяного тракта.

Совет

Для связывания кислорода, присутствующего в питательной воде за счет присосов в вакуумной части конденсатного тракта и неполностью удаленного при деаэрации, произво­дится обработка турбинного конденсата гидразином N2H4.

Поддержание гидразина в пределах 20-60 мкг/кг перед котлом обеспечивает подавление кислородной коррозии.

Связывание остаточной после деаэратора концентрации углекислоты производится аммиачной обработкой питательной воды. Аммиак NH3 свя­зывает угольную кислоту и повышает рН до величин слабощелочной среды, при которой коррозия углеродистых сталей снижается. Чрезмерное количе­ство аммиака (свыше 1 ООО мкг/кг) приводит к аммиачной коррозии латун­ных трубок конденсатора и ПНД.

Примеси железа образуют малотеплопроводные отложения на теплона – пряженных поверхностях нагрева, приводящие к пережогу труб. С ростом давления в котле интенсивность образования железоокисных отложений увеличивается (уменьшается растворимость, увеличиваются тепловые по­токи).

Количество соединений железа в питательной воде зависит, в основ­ном, от интенсивности коррозионных процессов во время работы и при простоях оборудования. Повышенное против норм содержание железа сви­детельствует о нарушениях при проведении коррекционной обработки пи­тательной воды.

Существенное влияние на концентрацию железа в воде имеют предпусковые химические очистки, эффективная консервация обо­рудования при его простоях и т. п.

Содержание меди нормируется из условий предотвращения медных отложений в трубах с максимальными тепловыми потоками.

Содержание масел в питательной воде ограничивается в связи с резким увеличением термического сопротивления экранных труб при образовании маслянистой пленки на поверхности металла.

Обратите внимание

В прямоточных котлах СКД качество питательной воды должно быть равным или близким к качеству пара.

Растворимость соединений меди, натрия и кремнекислоты в водном теплоносителе СКД достаточна велика, и эти соединения проходят котел транзитом. Допустимые концентрации Си, Na и SiCb в питательной воде обусловлены надежной работой турбины.

Снижение допустимых концентраций соединений железа и солей жест­кости в питательной воде направлено на уменьшение скорости роста мало­теплопроводных отложений в радиационных поверхностях нагрева, особен­но в котлах, сжигающих мазут.

Интенсивность образования железоокисных отложений в котле зависит не только от концентрации железа в питательной воде, но и от скорости кор­розионных процессов в самом котле. Поэтому водно-химические режимы прямоточных котлов должны обеспечивать подавление коррозии во всем пароводяном тракте блока.

Как уже отмечалось, на блоках СКД производится очистка конденса­та турбин на БОУ. Особенно важную роль играет конденсатоочистка при пусках и других неустановившихся режимах, когда содержание продуктов коррозии и других загрязнений в теплоносителе резко возрастает.

Третья задача ВХР — снижение интенсивности коррозионных процес­сов — решается путем ввода в конденсат и питательную воду реагентов, снижающих скорость коррозии, создающих на поверхности металла защит­ные пленки с высокой теплопроводностью.

Таким образом, для выполнения своих задач воднохимические режимы энергетических установок должны обеспечить выполнение норм качества пара и питательной воды, а также ряда других условий, обеспечивающих надежную и экономичную работу оборудования.

В частности, в табл. 12.

4 приведены допустимые значения ряда показателей работы блока, обуслов­ленные водно-химическими режимами (эти показатели оцениваются при сжигании мазута через 7 000 часов, а при сжигании газа и твердых топ­лив — через 24000 часов эксплуатации).

Важно

Одной из альтернатив газовым отопительным агрегатам являются твердотопливные котлы. Их популярность среди владельцев частных домов, не имеющих подключения к магистральным сетям, растет с каждым днем.

Сервисное обслуживание котельных наравне с правильной эксплуатацией считается невероятно важным фактором. Наша компания предлагает высококачественные услуги в данном направлении. Полный комплекс услуг позволит привести котельную в полный порядок, обеспечить ее …

Каждый человек мечтает о комфортном жилье, одним из элементов которого является тепло. Если ваш дом отапливается централизовано, то вопрос становится проще. Но не все жилые здания имеют данные блага цивилизации. …

Водно-химический режим котлов

ГлавнаяКотельные установкиВодогрейные котельныеВодно-химический режим котлов

Компания «Альянстепло» оказывает услуги по организации водно-химического режима (ВХР). Мы — профессионалы, располагающие свидетельством СРО и другими нужными разрешительными документами, поэтому вы получаете гарантированное качество услуг!

Организация ВХР от «Альянстепло» состоит из 3 этапов:

Отбираем пробы и анализируем их (исходная и питательная вода, вода из котлового контура, а также вода после деаэратора — если он установлен).

Выполняем пусконаладочные работы всего оборудования: дозаторов реагентов, установок смягчения воды, связывания растворенного кислорода и защиты от коррозии.

Готовим отчёт и разрабатываем режимные карты на оборудование ХВП (срок действия карты — 3 года с момента утверждения), пишем понятные инструкции для ваших сотрудников.

Водно-химический режим котла (ВХР) — это сочетание химических характеристик пара и воды, их поддержание путём соблюдения определённых параметров и соблюдение ряда мероприятий для этого. Почему ВХР настолько важен? Потому что он помогает увеличить срок эксплуатации котельного оборудования, препятствует образованию накипи и коррозии, обеспечивает чистоту воды и пары.

Всё, что касается водно-химического режима, определяет наладочная организация, которая при разработке режима опирается на рекомендации производителя оборудования, на качество питательной воды и общее состояние системы. Соблюдение ВХР обязательно для всех паровых и водогрейных котлов.

Чтобы соблюдать ВХР, составляются специальные режимные карты сроком на 3 года каждая. Пометки в карты вносятся после осмотра котлов, оборудования для водоподготовки и трубопроводов.

При разработке ВХР и мероприятий для его поддержки организации опираются на следующие документы:

Наладка подчиняется п. 12 Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок (ПТЭТЭ). Согласно правилам, мероприятия, связанные с организацией водно-химического режима котельной, нужно проводить не реже, чем раз в 3 года.

Перегретый пар и питательная вода приводятся к необходимым параметрам.

Снижается риск образования на внутренних системах установки шлама и накипи.

Минимизируется образование коррозии.

Комплекс мероприятий ВХР включает в себя смягчение воды, добавление в неё реагентов для стабилизации уровня Ph, связывание растворённого кислорода, проведение ряда мер для защиты поверхностей от коррозии.

• предназначение котельной;
• условия эксплуатации установки и оборудования;
• качество водопроводной воды, поступающей в систему;
• особенности оборудования и рекомендации производителя;
• требования, предъявляемые к пару или воде;
• требования техники безопасности.

После организации ВХР оборудование будет работать надёжно и бесперебойно, а своевременные проверки и проведение необходимых мероприятий предотвратит поломки и потребность в дорогостоящем ремонте.

Если ВХР нарушается, узлы котельной установки выходят из строя, на внутренних поверхностях труб и оборудования появляются коррозия и солевые отложения, а также сквозные повреждения и трещины.

Из-за отложений изменяется диаметр труб, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления котла, как итог — огромное количество энергии расходуется впустую.

В итоге содержание котельной становится дорогим и невыгодным.

Котельные установки и парогенераторы (1)

Сохрани ссылку в одной из сетей:

Водно-химический режим, рекомендованный для котла, должен обеспечить получение необходимой чистоты пара перед турбиной, ограничение допустимой скорости образования отложений на внутренних поверхностях оборудования и снижение интенсивности коррозионных процессов по пароводяному тракту. Решение этих задач определяется типом оборудования, параметрами водного теплоносителя, материалом оборудования, количеством и составом примесей и т.п.

Необходимая чистота пара определяется предотвращением заноса примесями проточной части турбины.

Паровая турбина чувствительна к отложениям примесей: достаточно 3…4 кг отложений на лопатках, чтобы турбина 300 МВт снизила свою мощность и экономичность.

Совет

С увеличением давления перед турбиной уменьшается проходное сечение лопаточного аппарата и, следовательно, возрастает влияние солевого заноса на ее работу. Поэтому с ростом давления перегретого пара возрастают требования к его чистоте.

В (таб.12.1) представлены нормы качества пара для барабанных котлов и котлов сверхкритического давления (по “Правилам технической эксплуатации электрических станций и сетей”).

Нормирование качества пара ведется по натрию, так как соединения натрия составляют значительную долю примесей пара, и кремнекислоте, растворимость которой в паре с ростом давления существенно возрастает, и она в турбине образует трудносмываемые отложения.

В барабанных котлах нормам (таб.12.1) должен соответствовать не только перегретый, но и насыщенный пар, поскольку возможно выпадение примесей в поверхностях пароперегревателя.

Концентрация примесей в насыщенном паре определяется уносом влаги ω, %, и растворимостью в паре, характеризуемой коэффициентом распределения Кp.

Концентрацию примеси в паре Сp, уходящем из барабана котла, можно существенно снизить по сравнению с C`п, если обеспечить промывку влажного пара на специальном устройстве.

Таким образом, в барабанном котле качество пара зависит не только от качества питательной воды, но и других факторов. Поэтому нормы качества питательной воды для этих котлов устанавливаются менее жесткие (таб.12.2), использовать блочные обессоливающие установки (БОУ) экономически невыгодно.

В прямоточных котлах примеси питательной воды переходят в пар или образуют внутритрубные отложения, что отрицательно сказывается на работе котла. Качество питательной воды прямоточных котлов должно быть высокое (таб.12.2).

Добавочная вода проходит химическое обессоливание.

Обратите внимание

В блоках СКД организуется 100%-ная конденсатоочистка в БОУ для удаления механических примесей (нерастворенных продуктов коррозии конструкционных материалов), коллоидно-дисперсных и растворенных веществ, попадающих в конденсат за счет присосов в конденсаторе.

Ограничение образования отложений в барабанном котле происходит за счет снижения Ск.

в (продувка, ступенчатое испарение), а в прямоточном котле докритического давления может быть выделена переходная зона для отложения в ней большинства примесей.

Во всех случаях устанавливаются предельные концентрации примесей в питательной воде и проводится коррекция химического состава воды для уменьшения количества отложений и увеличения их теплопроводности.

Полностью избежать отложений в поверхностях котла не удается, поэтому для их удаления проводятся периодически химические промывки котла или его отдельных поверхностей.

Снижение интенсивности коррозионных процессов обеспечивается путем ввода в конденсат и питательную воду реагентов, влияющих на скорость коррозии, создающих на поверхности металла защитные пленки с высокой теплопроводностью.

В барабанных котлах нормирование жесткости питательной воды (соединений Са и Mg) вызвано тем, что соли жесткости приводят к образованию на стенках труб отложений, большого количества шлама в объеме воды и малотеплопроводных отложений, которые могут прикипать к поверхности труб. Ограничение концентрации угольной кислоты и кислорода определяется их влиянием на коррозию пароводяного тракта.

Для связывания кислорода, присутствующего в питательной воде за счет присосов в вакуумной части конденсатного тракта и неполностью удаленного при деаэрации, производится обработка турбинного конденсата гидразином N2H4. Поддержание гидразина в пределах 20…60 мкг/кг перед котлом обеспечивает подавление кислородной коррозии.

Важно

Связывание остаточных после деаэратора концентраций углекислоты производится аммиачной обработкой питательной воды. Аммиак NH3 нейтрализует угольную кислоту и повышает рН до значений слабощелочной среды.

Чрезмерное количество аммиака (свыше 1000 мкг/кг) приводит к аммиачной коррозии латунных трубок конденсатора и ПНД.

Примеси железа и меди образуют малотеплопроводные отложения на теплонапряженных поверхностях нагрева, приводящие к пережогу труб. С ростом давления в котле интенсивность образования железооксидных отложений увеличивается (уменьшается растворимость, увеличиваются тепловые потоки).

Содержание масел в питательной воде ограничивается в связи с резким увеличением термического сопротивления экранных труб при образовании маслянистой пленки на поверхности металла.

Обратите внимание

В прямоточных котлах СКД качество питательной воды должно быть равным или близким к качеству пара.

Растворимость соединений меди, натрия и кремнекислоты в водном теплоносителе СКД достаточно велика, и эти соединения проходят котел транзитом. Допустимые концентрации Сu, Na и SiO2 в питательной воде вызваны надежной работой турбины.

Снижение допустимых концентраций соединений железа и солей жесткости в питательной воде направлено на уменьшение скорости роста малотеплопроводных отложений в радиационных поверхностях нагрева, особенно в котлах, сжигающих мазут.

В (таб.12.3) приведены допустимые значения ряда показателей работы блока СКД, определяемые применением водно-химических режимов. Показатели оцениваются при сжигании мазута через 7000 ч, а при сжигании газа и твердых топлив – через 24 000 ч эксплуатации.

12.2.Водно-химические режимы прямоточных котлов

Гидразинно-аммиачный водный режим (ГАВР) рекомендуется на энергетических блоках, в которых трубки конденсатора и ПНД выполнены из медьсодержащих сплавов (латуни).

В воде конденсатного тракта за счет присосов воздуха в конденсаторе и на всасе конденсатного насоса растворены кислород и углекислота. Термическая деаэрация не обеспечивает полного удаления кислорода и углекислоты, поэтому ее дополняют химической обработкой питательной воды.

В конденсат (после БОУ) или в питательную воду (после деаэратора) подают (рис.12.1) гидразин-гидрат (N2H4∙H2O), который вступает в реакцию с кислородом с образованием в результате азота и воды.

Для обеспечения полного связывания кислорода гидразин вводят в количестве, превышающем стехиометрическое значение.

Совет

Оставшийся в воде избыточный гидразин (20…60 мкг/кг перед котлом) практически полностью разлагается в котле с образованием аммиака, азота и воды.

Углекислота находится в воде в виде молекул СО2 (растворенный газ) и раствора углекислоты Н2СО3. Углекислота нейтрализуется дозируемым в питательную воду аммиаком, который вводится в количестве, обеспечивающем как нейтрализацию СО2 так и создание избытка гидроксида аммония, повышающего рН среды до 9,1 ± 0,1.

Значение показателя рН = 9,1 ± 0,1 рекомендуется при наличии в конденсатном тракте латунных трубок, но при этом не подавляется полностью ни коррозия стали, ни коррозия латуни. В результате в котел поступают оксиды железа и меди, где происходит их отложение в НРЧ.

При ГАВР в котле не образуется защитных пленок, и металл корродирует. Недостатки ГАВР заметно проявились при переходе на сжигание в котлах мазута с высокими тепловыми потоками.

Рост температуры стенки в НРЧ достигает 10…15°С за 1000 ч работы; внутренние отложения увеличиваются за 1000 ч на 20…30 г/м2 в газомазутных котлах или на 15…20 г/м2 в пылеугольных котлах; при отложениях 250…400 г/м2 приходится выполнять химические очистки поверхностей нагрева.

На газомазутных котлах межпромывочный период составляет 7000…10000 тыс. ч, а в некоторых случаях и меньше (4…6 месяцев, т.е. через 3000…4500 ч).

Гидразинный водный режим (ГВР) (нейтрально-восстановительный ВХР) применяется при наличии медьсодержащих сплавов в конденсатном тракте (рис.12.1). Гидразин вводится после БОУ (перед ПНД), в питательной воде поддерживается рН = 7,7…0,2 (за счет гидразина и работы ионитовых фильтров БОУ).

При этом обеспечивается: снижение концентрации соединений меди более чем в 2 раза (до 2 мкг/кг); содержание железа в питательной воде не более 10 мкг/кг; восстановление оксидов железа и перевод их в магнетит; удлинение межпромывочного периода в газомазутных котлах до 15 000 ч; уменьшение заноса проточной части турбины.

Высокощелочной режим применяется на блоках, где отсутствуют трубки из латуни. Это разновидность гидразинно-аммиачного режима. За счет ввода аммиака поддерживается рН = 9,5…9,6, при этом скорость коррозии железа мала.

Для реализации этого режима в фильтрах смешанного действия БОУ требуются специальные катиониты (в NH4-фоpмe).

Обратите внимание

Высокие концентрации аммиака в воде способствуют переходу в пар и выносу в турбину хлоридов и сульфатов, которые вызывают коррозионное растрескивание под напряжением элементов турбины.

Нейтрально-окислительный водно-химический режим (НОВР) широко распространен на блоках СКД, в ПНД которых применяются трубки из нержавеющей аустенитной стали (вместо латунных). После БОУ турбинный конденсат приближается к теоретически чистой нейтральной воде, электропроводность которой 0,04…0,06 мкСм/см.

Такая вода почти не содержит ионогенных примесей, и электрохимические процессы в ней заторможены.

Содержащийся в обессоленной воде кислород играет неоднозначную роль: при малой концентрации (менее 30 мкг/кг) кислорода обессоленная вода является корро-зионно-агрессивной средой; при увеличении концентрации кислорода скорость коррозии резко снижается, а при концентрации свыше 200 мкг/кг на поверхности металла образуется сплошная защитная оксидная пленка из магнетита Fe3O4 и гематита Fe2O3. Оксидные пленки обеспечивают длительное, устойчивое состояние стали, защищают от дальнейшей коррозии. При останове оборудования консервация его не требуется. Ухудшение качества воды (электропроводность свыше 0,2…0,3 мкСм/см) вызывает значительный рост скорости коррозии.

Нейтрально-кислородный водный режим (НКВР) применяется, когда питательная вода имеет высокую чистоту (электропроводность меньше 0,3 мкСм/см). В конденсат дозируется кислород с концентрацией 200…800 мкг/кг. Выпар из деаэратора открыт для удаления углекислоты, при этом удаляется и часть кислорода.

В этом случае в питательную воду добавляется кислород в количестве 100…400 мкг/кг. Концентрация O2 должна быть такой, чтобы кислород израсходовался до участков пароперегревателя из аустенитной стали. Для поддержания нейтрального значения рН = 7 в питательную воду дозируется аммиак в небольших количествах (30…60 мкг/кг).

Возможен режим с подщелачиванием воды (аммиаком) до рН = 8. Подачу газообразного кислорода в воду трудно автоматизировать.

Режим НКВР обеспечивает содержание железа в питательной воде ниже нормативного значения (в среднем 5…7 мкг/кг, на некоторых электростанциях 1…2 мкг/кг), при этом масса отложений снижается в 3…5 раз (90…150 г/м2 за 10 000 ч работы), а скорость роста температуры стенки трубы в НРЧ не превышает 3…5 °С за 1000 ч, температура металла уменьшается. Химическую очистку поверхностей нагрева выполняют в капитальный или расширенный текущий ремонт. Отказ от дозирования гидразингидрата и больших количеств аммиака удешевляет и упрощает эксплуатацию блока, увеличивает межрегенерационный период фильтров БОУ.

Вместо газообразного кислорода для дозирования в воду применяются и другие окислители. В частности, на ряде электростанций используется раствор переоксида водорода Н2О2, подачу которого можно автоматически регулировать в зависимости от расхода питательной воды. Концентрация Н2О2 составляет 220…280 мкг/кг.

При этом на поверхности металла (стали) образуется оксидная пленка из малых кристаллов округлой формы, без трещин, обладающая хорошими защитными свойствами.

Важно

Рост отложений в НРЧ составляет 60…90 мкг/м2 за 10 000 ч, термическое сопротивление их примерно в 8 раз меньше, чем при режиме ГАВР, поэтому температура стенки растет медленно (до 1…2°С за 1000 ч).

Особенности водного режима паровых жаротрубных котлов

ОСОБЕННОСТИ ВОДНОГО РЕЖИМА ПАРОВЫХ ЖАРОТРУБНЫХ КОТЛОВ

В. Потапова, Р. Ширяев

Традиционные подходы к проектированию, наладке и эксплуатации котельных с жаротрубными котлами приводят к снижению сроков их эксплуатации и авариям.

Во-первых, проектировщики традиционно применяют деаэрацию без дозировки фосфатов и кислородосвязывающих средств.

Также для обработки исходной воды обычно используют только натрий-катионирование, вне зависимости от состава исходной воды и процента возврата конденсата.

Требования к водно-химическим режимам паровых жаро- и водотрубных котлов давлением до 20 бар имеют существенные различия. В качестве примера приведём требования к питательной воде для паровых жаротрубных котлов, разработанные компанией Loos International (Германия):

рН – более 9,2;

проводимость при 25°С – не более 300 мкСм/см (5% предельного значения для котловой воды);

жёсткость – не более 0,01 ммоль/л;

щёлочность (по фенолфталеину) – 0,1–0,7 мг-экв/л;

окисляемость – менее 10 мг/л;

содержание кислорода (О2) – менее 0,05 мг/л,

железа (Fe) – менее 0,3 мг/л,

меди (Cu, общее) – не более 0,05 мг/л,

масла – менее 1 мг/л,

кремниевой кислоты (SiO2) – не более 7,5 мг/л (5% предельного значения для котловой воды).

Для сравнения: содержание меди и кремниевой кислоты в питательной воде отечественных паровых водотрубных котлов нормируется только для рабочего давления от 40 и 70 бар соответственно.

Совет

Относительно котловой воды нормативы Loos International устанавливают следующие требования:

рН при 25°С – 10,5–12;

щёлочность гидратная – 1–12;

жёсткость – не более 0,01 ммоль/л;

проводимость при 25°С – менее 6000 мкСм/см;

окисляемость – менее 150 мг/л;

содержание фосфата (РО4-3) – 10–30 мг/л,

кислородосвязывающего средства (сульфит натрия Na2SO3) – 10–30 мг/л,

кремниевой кислоты – менее 150 мг/л.

Из приведённых выше показателей видно: нормы качества питательной и котловой воды для паровых жаротрубных котлов жёстче, чем для водотрубных, а контроль водно-химического режима – обширнее и глубже.

Как правило, подготовка питательной воды в котельных с паровыми жаротрубными котлами производится на автоматических установках, реализующих чистое двухступенчатое натрий-катионирование или обратный осмос с одноступенчатым натрий-катионированием. В случае применения второй схемы обязательно подщелачивание питательной воды, поскольку обратный осмос понижает рН.

Согласно рекомендациям Loos International, изложенным в «Требованиях к качеству воды для паровых котельных установок», при режиме работы с малым содержанием соли строго необходимо дозирование фосфата тринатрия (Na3PO4) или фосфата трикалия (K3PO4). Поэтому вместе с деаэратором применяют две установки, дозирующие фосфаты и кислородсвязывающие средства (как правило, сульфит натрия).

Реагенты в жидком виде заливаются в ёмкость и дозирующим насосом подаются в деаэратор или во всасывающую линию питательных насосов. Если после деаэратора содержание кислорода не превышает предельных норм, сульфит натрия не дозируется.

Для увеличения значения рН вырабатываемого пара до 8,5–9,0 установкой производится ввод аминов – мера, способствующая предотвращению коррозии пароконденсатного тракта и снижению содержания железа в конденсате и, соответственно, в питательной воде котлов.

Передозировка фосфатов может привести к образованию в котле отложений фосфатов железа (FePO4–NaFePO4), и эта опасность возрастает при пониженном значении рН котловой воды.

В свою очередь, передозировка сульфитов увеличивает сухой остаток питательной и, соответственно, котловой воды.

Обратите внимание

Отсюда возникает необходимость в регулярном мониторинге содержания в котловой воде сульфитов и фосфатов, а также отслеживании уровня рН.

В этой связи для обеспечения безаварийной работы котла желательно иметь в котельной экспресс-лабораторию, позволяющую определять все нормируемые показатели качества питательной и котловой воды. В противном случае соответствующие анализы нужно делать в центральной лаборатории.

Недопустимо образование накипи и других отложений на жаровой трубе, поскольку она находится в зоне высокого теплового напряжения, и её охлаждение происходит только за счёт котловой воды.

В случае появления отложений на внешней части жаровой трубы её дальнейшая эксплуатация запрещается.

Современные котельные всё чаще работают без обслуживающего персонала в полностью автоматическом режиме, в связи с чем необходим особо тщательный контроль водно-химического режима работы котлов и качества питательной воды.

Так, по инструкции Loos International следует проверять качество питательной и котловой воды для паровых жаротрубных котлов каждые 72 ч. При этом измеряются рН, щёлочность, жёсткость, содержание кислорода или кислородосвязывающего средства, электропроводимость, рабочая температура.

В котловой воде измеряются значения рН, гидратной щёлочности, жёсткости, проводимости, содержание кислородосвязывающих средств, а также проверяется её внешний вид. Результаты измерений заносят в рабочий журнал.

Кроме того, ежемесячно проводятся дополнительные анализы, указанные в рабочей карте котла.

Важно

Обычно поставщики импортных паровых жаротрубных котлов рекомендуют режим работы, определяемый из расчёта непрерывной продувки в объёме 5%. Поскольку скорость циркуляции воды в жаротрубных котлах незначительна, шлам скапливается в нижней части устройств. Поэтому рекомендуется часть непрерывной продувки (от 5 до 100 %) сбрасывать через быстродействующую арматуру удаления шлама.

Расход котловой воды, подлежащей сбросу, подсчитывается по формуле:

A = (Q • S)/(K – S),

где A – сбрасываемое количество котловой воды, кг/ч;

Q – производительность котла по пару, кг/ч;

S – проводимость питательной воды, мкСм/см;

K – допустимая проводимость котловой воды, установленная во время наладочных работ, мкСм/см.

Исходя из этого количества, вычисляется объём воды, сбрасываемой через быстродействующую арматуру удаления шлама, а также рассчитываются длительность импульса и продолжительность паузы.

В некоторых инструкциях рекомендуемое значение импульса составляет около 2 с (благодаря коротким импульсам достигается больший эффект удаления шлама).

Продолжительность паузы при этом может составлять от 0,1 до 10 и более часов.

В отличие от отечественных водотрубных котлов, продувка которых производится с периодичностью один раз в смену, по опыту эксплуатации жаротрубных котлов с чистым натрий-катионированием время паузы обычно составляет от 20 мин до 1 ч (точное значение необходимо устанавливать для каждого конкретного котла при наладке).

Среди дополнительного оборудования, предлагаемого производителями жаротрубных котлов, имеется автоматический клапан шламоудаления (продувки). В первую очередь он необходим котельным, работающим в полностью автоматическом режиме.

В заключение отметим, что жаротрубные паровые котлы безаварийно работают десятки лет, если обеспечен водно-химический режим, рекомендованный заводом-изготовителем и специализированной наладочной организацией.

Словарь терминов

Электропроводимость воды (единица измерения Сименс, обозначение См, S) – численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Она зависит от концентрации растворённых минеральных солей и температуры. По электропроводимости можно судить о минерализации воды.

Совет

По данным ЦКТИ, удельной электропроводности воды в 1 мкСм/см (без Н-катионирования) при t = 298 K соответствует концентрация NaСl, равная 470 мкг/кг.

Большое количество аварий, связанных с эксплуатацией жаротрубных котлов, привело в 1960-х гг. к запрету их производства в СССР специальным решением Госгортехнадзора.

журнал “Промышленные и отопительные котельные и мини-ТЭЦ” №1 2009

ATP_1(1)_2009.pdf
11 МБ

Издательский дом “Аква-Терм” www.aqua-therm.ru

Водный режим котлов

Вода, используемая в котельных установках в качестве рабочего тела, обладает свойствами активного и почти универсального растворителя. Содержащиеся в ней примеси, независимо от источников их появления, при определенных условиях могут образовывать на стенках труб твердые отложения.

Наиболее интенсивное образование отложений происходит в трубах испарительных и перегревательных поверхностей нагрева, расположенных в зоне интенсивного обогрева.

Причем даже небольшой слой этих отложений вследствие низкого коэффициента его теплопроводности может недопустимо повысить температуру металла, а следовательно, привести к разрушению труб.

Поэтому использование природных вод, содержащих большое количество солей, кремневой кислоты, газов, в качестве питательной воды недопустимо. Для приготовления питательной воды требуемого качества на ТЭС природную воду подвергают специальной обработке.

Она заключается в удалении минеральных и органических твердых взвешенных в воде примесей, солей жесткости (Са, Mg) с заменой их легкорастворимыми солями щелочных металлов (К, Na); общем обессоливании в системе выпарных установок с получением обессоленного конденсата; обескремнивании; дегазации. Такая обработка позволяет существенно снизить содержание примесей в питательной воде.

Однако при эксплуатации котла количество примесей в воде постоянно возрастает. Это происходит ввиду присосов природной воды в конденсаторе турбины, добавки воды при восполнении потерь рабочей среды, перехода в воду продуктов коррозии конструкционных материалов. Кислород и углекислота, попадающие в воду, вызывают коррозию металла труб поверхностей нагрева.

Соединения кальция и магния, относящиеся к труднорастворимым, как и продукты коррозии железа, меди, образуют накипь. Отложения образуют и легкорастворимые соединения такие, как Na3PО4; Na2SО4, если концентрация их выше растворимости в рабочем теле (воде или паре). Часть примесей кристаллизуется в водяном объеме, образуя шлам.

Надежная и экономичная работа котла достигается путем вывода части примесей из котла, а также ограничением коррозии конструкционных материалов организацией физико-химических процессов в рабочем теле, называемых водно-химический или водный режим котлов.

Обратите внимание

В парообразующих поверхностях нагрева барабанного котла одновременно с образованием пара ввиду низкой растворимости солей в паре происходит увеличение концентрации их в воде.

Для поддержания концентрации примесей воды в пределах, определяемых качеством получаемого пара и образованием отложений на внутренних поверхностях труб, соли и взвешенные примеси выводят из контура циркуляции вместе с водой, путем организации непрерывной продувки.

Продувочная вода выводится из последней ступени испарения в количестве 0,5-3 % паропроизводительности котла, в зависимости от применяемого метода обработки добавочной воды и схемы ступенчатого испарения.

Кроме непрерывной продувки, производят также периодическую продувку из нижних коллекторов экранов. Таким образом удаляют шлам. Режим продувок регламентируется качеством воды и рабочими параметрами среды. Нарушение режима или полное исключение периодической продувки может привести к прикипанию шлама к поверхностям экранных труб холодной воронки.

В прямоточных котлах в экранах происходит испарение всей воды, поэтому отсутствует возможность организации продувки. Примеси ввиду различия их растворимости в воде и паре в том или ином количестве выпадают в виде отложений на внутренних поверхностях труб, а оставшаяся часть выносится с паром.

Накопление этих отложений периодически удаляют путем проведения химической промывки котла. Процесс промывки трудоемок и выполним только при остановленном оборудовании. Поэтому в энергоблоках с прямоточными котлами после конденсатора турбины на водяном тракте устанавливается блочная обессоливающая установка (БОУ).

Благодаря очистке конденсата в ней удается уменьшить содержание примесей в питательной воде и соответственно темпы роста отложений в трубах котла.

Снижение скорости протекания коррозии металла труб в современных прямоточных котлах на СКД достигается созданием в рабочем теле слабощелочной или нейтральной водной среды.

Важно

Первая используется в том случае, если трубы подогревателей низкого давления выполнены из латуни, а вторая – если трубы ПНД изготовлены из коррозионно-стойкой стали. Слабощелочная среда имеет место при гидразинно-аммиачном комплексонном или гидразинном водном режиме.

Нейтральная среда – при дозировании в конденсат газообразного кислорода или раствора перекиси водорода. Кратко рассмотрим основные из них.

Гидразинно-аммиачный водный режим котлов – традиционный водный режим котлов. До недавнего времени он был практически на всех энергетических блоках СКД.

При его реализации в питательную воду дозируют гидразин и аммиак. Они связывают соответственно кислород и углекислоту, оставшиеся в воде после дегазации.

При отсутствии примесей в воде реакция между гидразином и кислородом протекает следующим образом.

Присутствие в воде оксидов железа и меди способствует ускорению реакции. Гидразин подается в количестве, несколько превышающем стехиометрическое значение, так чтобы избыток N2H4 составлял 0,02+0,03 мг/кг.

Аммиак вводят в питательную воду в количестве, обеспечивающем полную нейтрализацию СО4 с образованием карбонатов аммония и созданием небольшого избытка гидроокиси аммония, повышающего pH среды до pH = 9,1 ±0,1 (pH – показатель концентрации водородных ионов воды, характеризует реакцию воды). Принято различать следующие реакции воды: кислая при pH = 1+3; слабокислая pH = 3 + 6, нейтральная pH =7; слабощелочная pH =7 + 10 и сильнощелочная pH =10 + 14. При гидразинно-аммиачном водном режиме толщину отложений в НРЧ на допустимом уровне поддерживают путем периодических химических промывок. Для газомазутных котлов межпромывочный период составляет 4-6 месяцев.

Комплексонный водный режим котлов отличается тем, что в питательную воду кроме аммиака и гидразина, дозируемых в тех же количествах, что и при гидразинно-аммиачном режиме, после деаэратора непрерывно вводят комплексоны. Их количество эквивалентно содержанию железа и меди в воде.

Совет

Комплексоны – это соединения, способные образовать с катионами (Са+, Mg+, Cu+, Fe+) растворимые в воде соединения. В качестве комплексона чаще всего применяют этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТК). Дозировка комплексонов зависит от нагрузки энергоблока.

Аммонийная соль ЭДТК, получаемая путем добавления в водный раствор ЭДТК водного раствора аммиака, и аммиак подают в рабочее тело после деаэратора, гидразин – после БОУ. Аммонийная соль ЭДТК при взаимодействии с продуктами коррозии железа дает хорошо растворимые в воде комплексонаты железа.

Под действием высокой температуры они разлагаются с образованием на стенке труб плотного слоя магнетита. Последний защищает металл от коррозии.

Наиболее интенсивное разложение комплексонатов железа в котлах СКД происходит в экономайзере (80%) и НРЧ (20%). Отложения в НРЧ плотные, с достаточно высоким коэффициентом теплопроводности, что позволяет увеличить межпромывочный период до полутора лет.

Нейтральный водный режим котлов основан на способности кислорода при повышенном его содержании в нейтральной среде образовывать прочную защитную окисную пленку.

Для организации нейтрального водного режима в питательную воду, которая после очистки турбинного конденсата в БОУ приближается к теоретически чистой нейтральной воде (pH = 7), дозируют газообразный кислород (в ряде случаев раствор перекиси водорода Н2О2).

Количество кислорода должно быть таким, чтобы образовывалась пассивирующая сплошная защитная окисная пленка из магнетита (Fe3О4) и гематита (Fe2О3). Скорость коррозии перлитной стали резко снижается. Нейтральный водный режим требует очень чистой, не содержащей С0.4 питательной воды; отсутствия в питательном тракте элементов, выполненных из меди и медесодержащих сплавов.

Барабанные котлы питают водой, содержащей легкорастворимые соединения. В основном это соли натрия. Соли кальция и магния, попадающие в нее, в результате присоса охлаждающей воды в конденсаторе обладают малой растворимостью и в процессе парообразования могут давать накипь.

Обратите внимание

Для предотвращения ее образования применяют коррекционный метод внутрикотловой обработки воды. Он заключается в том, что в котел вводят коррекционные добавки, способствующие переводу солей жесткости в неприкипающий шлам. В качестве таких добавок обычно применяют натриевые соли фосфатной кислоты (например, тринатрийфосфат Na3PО4).

Водный режим котлов, основанный на вводе фосфатов, называют фосфатным.

Фосфатирование воды с подачей раствора в барабан может осуществляться по щелочно-солевому режиму или режиму чисто фосфатной щелочности. В первом случае для образования неприкипающего легкоподвижного шлама ввод фосфатов осуществляется в щелочную среду, а именно, в барабан. Здесь ввиду многократной циркуляции щелочность воды значительно больше, чем в питательной воде.

Образовавшиеся соединения уходят вместе с продувочной водой. Основная масса шлама, находящегося в воде во взвешенном состоянии, удаляется непрерывной продувкой, а небольшая его часть, скапливающаяся в нижних коллекторах – периодической продувкой.

Для надежного связывания солей кальция в воде поддерживают определенный избыток фосфатов, что однако приводит к существенному повышению щелочности воды (pH >11), вызывающей коррозию металла. Поэтому при питании барабанного котла турбинным конденсатом и маломинерализованной добавочной водой (химически обессоленной) используется режим чисто фосфатной щелочности.

Для поддержания умеренной щелочности воды в ней дозируют не только Na3PО4, но и смесь Na3PО4 с кислой солью фосфорной кислоты Na2HPО4.