Пароводокислородная очистка и пассивация котла
Обновлено: 17.05.2024
Опыт применения парокислородной очистки, пассивации и консервации проточных частей паровых турбин
Для торможения коррозионно-эрозионных процессов, а также с целью пассивации, частичной очистки и консервации проточной части турбины в последние годы применяют парокислородную обработку.
В последние годы в сязи со значительным снижением потребления электрической и тепловой энергии увеличились случаи отдельных остановов на продолжительное время основного и вспомогательного оборудования. В соответствии с ПТЭ электрических станций и сетей Р. Ф. Р.Д. 34.20.501-95 /&4.4.32/ "…при выводе турбины в резерв на срок 7 суток и более должны быть приняты меры к консервации оборудования турбоустановки".
Метод парокислородной очистки, пассивации и консервации (ПКО и ПК), разработанный ВТИ для внутренних поверхностей нагрева котельных агрегатов, зарекомендовал себя как экологически чистый, экономичный, высоконадежный и получил дальнейшее развитие. На основе опыта успешного применения ПКО и ПК на котельных агрегатах в ВТИ была разработана аналогичная технология для турбин.
Выше указанный метод основан на одновременном воздействии на загрязненную поверхность перегретого пара с кислородом, что ведет к окислению продуктов коррозии, уменьшению их сцепления с поверхностью металла в проточной части турбины и их выносу из очищаемого тракта отработанным паром, с образованием защитной ферромагнитной окисной пленки Fe 3 O 4 на элементах проточной части турбоагрегата. Что создает эффективную защиту от стояночной коррозии, а также защищает турбину во время работы. На турбинах, имеющий солевой занос (например, водо-растворимые натриевые соли), в процессе проведения ПКО и ПК происходит эффективная отмывка проточных частей.
Промышленная апробация данного способа консервации осуществлена с участием автора на Орловской ТЭЦ (турбина Т-100/110-130), Липецкой ТЭЦ-2 (ПТ-80), Красноярской ГРЭС-2 (К-160) в 2002 г.
Все турбины обработаны по данной технологии (см. принципиальную схему).
Условия проведения ПКО и ПК.
1. Если перед проведением парокислородной очистки, пассивации и консервации проточной части турбины выполняется парокислородная очистка, пассивация и консервация тракта котла по полной программе, то достаточно одного ввода кислорода - через линию питательной воды на всас ПЭН. Если же планируется провести ПКО и ПК только турбины, то необходим подвод линии подачи кислорода к главному паропроводу (врезка может быть осуществлена в паросборочную камеру - как на Орловской ТЭЦ или перед стопорным клапаном, как на Липецкой ТЭЦ).
2. Для проведения парокислородной очистки пассивации и консервации должно быть в наличии:
· Система дозировки кислорода, включающая в себя источник кислорода, трубопроводную систему подачи кислорода от источника кислорода в линию питательной воды на всас ПЭН, и, или к главному паропроводу с необходимой арматурой и приборами контроля;
· Пробоотборные точки основного конденсата ОП, ХПП и ГПП для химического контроля процесса ПКО и ПК;
· Подготовленная химическая лаборатория для анализов по определению концентрации кислорода, железа, кремниевой кислоты, меди, жесткости, натрия;
· Запас жидкого кислорода для проведения ПКО и ПК для данной турбины (от 2 до 5 тонн). Концентрация кислорода во время обработки находится в пределах 1,5 - 2 г/кг пара.
После проведения ПКО и ПК турбина может быть оставлена в работе или выведена в резерв.
В период простоев турбин 1 раз в квартал нужно проводить контроль шкалы индикаторов коррозии. Необходимо отметить, что место установки индикаторов коррозии при парокислородной обработке является также непростым вопросом. Важно установить их в местах хорошего потока пара и кислорода. По результатам оценки состояния индикаторов коррозии принимается решение о проведении повторной ПКО и ПК турбины.
Законсервированное, таким образом, оборудование не требует никаких дополнительных мероприятий для поддержания режима консервации и подлежит любым профилактическим работам.
Снижение интенсивности коррозионных процессов в период остановов значительно повышает надежность и долговечность оборудования, уменьшаются затраты на ремонт.
Пароводокислородная очистка и пассивация котла
РД 34.37.407-85*
__________________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ПРЕДПУСКОВОЙ ПАРОКИСЛОРОДНОЙ ОЧИСТКЕ И ПАССИВАЦИИ ПАРОВОДЯНОГО ТРАКТА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Срок действия с 01.01.87
до 01.01.97*
________________
* См. ярлык "Примечания"
РАЗРАБОТАНО Всесоюзным дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом им. Ф.Э.Дзержинского (ВТИ им. Ф.Э.Дзержинского);
Государственным союзным московским трестом по монтажу теплоэнергетического оборудования (Мосэнергомонтаж);
ИСПОЛНИТЕЛИ Н.Н.Маныкина (ВТИ им. Ф.Э.Дзержинского); В.Я. . * (ТЭЦ-25 Мосэнерго); Ю.Е.Мишенин; Ю.В.Ухов; Ю.И.Донков (Мосэнергомонтаж); И.А.Говорухин (ТЭЦ-25 Мосэнерго); Б.И.Шмуклер; Н.И.Груздев; Т.А.Славина (ВТИ им. Ф.Э.Дзержинского)
* Брак оригинала. - Примечание изготовителя базы данных.
ОДОБРЕНО Научно-техническим советом Минэнерго СССР 25.09.85
УТВЕРЖДЕНО Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем 29.12.85 г.
Заместитель начальника Д.Я.Шамараков
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное Заместителем начальника департамента науки и техники РАО "ЕЭС России" А.П.Берсеневым 28.12.93
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных
Настоящие Методические указания распространяются на пароводяной тракт энергетических блоков и котлов и устанавливают единые правила проведения ПКО и пассивации энергетического оборудования. Метод ПКО может применяться для любых типов котлов, вводимых в эксплуатацию.
Методические указания предназначены для эксплуатационного персонала ТЭС, персонала наладочных предприятий, заводов-изготовителей энергетического оборудования, проектных и научно-исследовательских организаций.
Основные обозначения, принятые в тексте и на графиках:
БС - байпас сброса.
ВРЧ - верхняя радиационная часть.
ВС - встроенный сепаратор.
ГПЗ - главная паровая задвижка.
ГПП - горячий промперегрев.
КПП - конвективный пароперегреватель.
НРЧ - нижняя радиационная часть.
ПВД - подогреватель высокого давления.
ПЗ - переходная зона.
ПКО - парокислородная очистка.
ПНД - подогреватели низкого давления.
ППП - промежуточный пароперегреватель.
ППТО - паропаровой теплообменник.
ПТН - питательный турбонасос.
ПЭ - подовый экран.
ПЭН - питательный электронасос.
РОУ - редукционная обессоливающая установка.
РПК - редукционный паровой клапан.
СКД - сверхкритическое давление.
СРЧ - средняя радиационная часть.
ТЭС - тепловая электростанция.
ХПП - холодный промперегрев.
ЦВД - цилиндр высокого давления.
ЦНД - цилиндр низкого давления.
ШПП - ширмовый пароперегреватель.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Метод предпусковой ПКО и пассивации применяется при загрязненности труб пароводяного тракта продуктами атмосферной коррозии интенсивностью до 200 г/м; при загрязненности более 200 г/м выполняется химическая очистка с последующей парокислородной пассивацией. Учитывая, что на стадии проектирования исходное состояние оборудования неизвестно, для всех ТЭС должно применяться оборудование, позволяющее проводить химическую очистку на каждом котле (энергоблоке).
В проекте тепловой схемы ТЭС для предпусковой очистки оборудования предусматривают установку для проведения предпусковой ПКО (разд.5).
Рабочие чертежи установки парокислородной очистки выполняют проектные организации в соответствии с положениями разд.3-6 и заданием на рабочее проектирование, выдаваемым специализированной наладочной организацией.
1.2. В схему парокислородной очистки включают: питательные магистрали, пароводяной тракт котла, в том числе систему промперегрева, ПВД с водяной стороны, главные паропроводы, трубопроводы впрысков котлов (приложения 1 и 2).
Конденсаторы, деаэраторы, баки, расширители, трубопроводы основного конденсата, отборов турбин, вспомогательные трубопроводы, для которых схема подвода пара сложна, очищают механическим способом и водяными промывками.
1.3. На первом для ТЭС энергоблоке с прямоточным котлом применяют комбинированную очистку, состоящую из химической очистки тракта СКД и парокислородной очистки пароперегревателя высокого давления и промежуточного пароперегревателя собственным паром. Начиная со второго блока, осуществляют парокислородную очистку и пассивацию поверхностей нагрева сторонним паром за исключением пароперегревателя высокого давления и промежуточного пароперегревателя, которые обрабатываются собственным паром.
1.4. На первом на ТЭС барабанном котле применяют комбинированную очистку, состоящую из химической очистки питательного тракта, экономайзерного и испарительного трактов котла и парокислородной очистки собственным паром пароперегревателя высокого давления и промежуточного пароперегревателя (при наличии в конструкции котла). Начиная со второго барабанные котлы очищают комбинированным способом: экранную систему топки промывают кислотными растворами, а для питательного тракта, экономайзера и пароперегревателей высокого и низкого давления проводят парокислородную очистку. Пассивацию экранной системы выполняют парокислородным методом от стороннего источника пара. Пароперегреватель высокого давления обрабатывают собственным паром.
1.3, 1.4. (Измененная редакция, Изм. N 1).
1.5. После проведения ПКО количество оксидов железа в виде защитных пленок и неудаленных продуктов коррозии не должно превышать нормативных допустимых значений:
для барабанных котлов давлением до 10 МПа и промежуточных пароперегревателей любых типов котлов - 100 г/м;
для барабанных котлов давлением от 10 до 14 МПа - 70 г/м;
для прямоточных котлов - 50 г/м.
На поверхности металла должна образоваться защитная оксидная пленка.
Загрязненность внутренней поверхности труб после предпусковой очистки и пассивации определяют методом катодного травления, а защитные свойства оксидных пленок - капельным методом (приложение 3). По полученным результатам составляется акт о качестве очистки и пассивации оборудования энергоблока.
2. СУЩНОСТЬ МЕТОДА И ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
2.1. Метод основан на одновременном воздействии на загрязненную поверхность перегретого пара и кислорода, что ведет к окислению продуктов коррозии, уменьшению сцепления оксидов железа с поверхностью металла и их выносу из очищаемого тракта перегретым паром, обладающим достаточной кинетической энергией. На внутренних поверхностях под воздействием кислорода и пара образуются защитные пленки.
2.2. Интенсивность выноса загрязнений из тракта зависит от массовой (линейной) скорости пара и концентрации кислорода в тракте, которые должны составлять соответственно 600-800 кг/(м·с) (40-80 м/с) и 0,5-1,0 кг/т перегретого пара (приложение 4). Продолжительность очистки зависит от исходной загрязненности очищаемого тракта продуктами атмосферной коррозии и в среднем составляет 0,5-2,0 ч. Эффективность очистки определяют по формуле
%,
где - эффективность очистки, %;
- исходная загрязненность, г/м;
- нормативная допустимая загрязненность после очистки, г/м.
Зависимость массовой скорости пара и продолжительности очистки от исходной и нормативной загрязненности данного контура очистки представлена на рис.1. По исходной загрязненности тракта и нормативному количеству оксидов железа после ПКО для даннного типа котла определяют массовую скорость пара и продолжительность ПКО. Эти величины являются исходными для дальнейших расчетов схемы ПКО.
Рис.1. Выбор массовой скорости пара и продолжительности ПКО по исходной загрязненности тракта
Согласно рис.1, увеличивая длительность воздействия пара и кислорода, можно получить качество очистки, соответствующее нормативным требованиям при меньшем часовом расходе пара.
2.3. Парокислородную пассивацию обычно совмещают с очисткой, но можно проводить и раздельно. Защитные пленки формируются и после очистки тракта растворами кислот, перегретым паром и кислородом. Температуру перегретого пара при этом поддерживают в пределах 450-250 °С. Полученные оксидные пленки являются более стойкими, чем пленки, образующиеся после пассивации нитритно-аммиачным или гидразинно-аммиачным способом.
Защитные свойства оксидных пленок увеличиваются с повышением температуры среды. Для элементов пароводяного тракта, в которых заводами-изготовителями оборудования запрещается поднимать температуру среды выше допустимой для данного оборудования, защитная пленка создается при температурах в интервале 350-250 °С. Такие пленки вполне обеспечивают защиту очищенного тракта от коррозии до первых пусков оборудования в работу и при последующей эксплуатации энергоблока, а также в период последующих остановов и пусков котла.
Дополнительная консервация оборудования, обработанного парокислородным методом, во время его остановов не требуется. Содержание продуктов коррозии в пароводяном тракте энергоблока в периоды пусков после ПКО сокращается более чем в десять раз по сравнению с аналогичным показателем, полученным при ранее существовавших методах пассивации.
3. ТЕХНОЛОГИЯ ПРЕДПУСКОВЫХ ОЧИСТОК И ПАССИВАЦИИ ПАРОКИСЛОРОДНЫМ МЕТОДОМ
3.1. Парокислородный метод применяют как самостоятельный для очистки и пассивации всего тракта котла или энергоблока, в комбинации с химической очисткой, когда часть тракта очищают парокислородным методом, а часть - химическими растворами, и как самостоятельный для пассивации после химических очисток или при длительном простое оборудования.
Комбинированный метод очистки (химическая очистка и парокислородная доочистка и пассивация) применяют в основном для промывки экранов топки барабанных котлов.
Перед началом предпусковой парокислородной очистки выполняют мероприятия согласно приложению 5.
3.2. Технология предпусковой парокислородной очистки включает следующие этапы:
3.2.1. Прогрев всего пароводяного тракта или его части до температуры, определяющей начало поконтурной очистки. Для прямоточного котла такая температура составляет 180-200 °С, для барабанного котла - 300 °С. В ходе очистки верхним пределом прогрева являются допустимые температуры в условиях эксплуатации в элементах оборудования (экономайзере, ПВД, барабане, экранах топки, пароперегревателе) (приложение 6).
3.2.2. Создание в очищаемом контуре массовой скорости пара, необходимой для очистки тракта (см. рис.1).
3.2.3. Дозирование в тракт кислорода с концентрацией 0,5-1,0 кг/т в течение 25-50 мин в зависимости от первоначальной загрязненности тракта продуктами атмосферной коррозии.
3.2.4. Продувка тракта расчетным количеством пара без дозировки кислорода. Продолжительность этого этапа определяется по уменьшению количества выносимых оксидов железа (по прозрачности) и составляет 20-60 мин. Общая продолжительность очистки зависит от исходной загрязненности тракта продуктами атмосферной коррозии и ориентировочно составляет:
Пароводокислородная очистка и пассивация Версия для печати
Этап-0
Рис. 5. Механическая чистка труб металлической щеткой
Внедряется совместно с заводами-изготовителями на стадии проектирования и изготовления котла, а также при его транспортировке, хранении у заказчика и включает в себя следующие работы:
Этап-1
Рис. 6. Очистка камер водяного экономайзера
В схеме очистки до проведения послемонтажной продувки предусматриваются специальные мероприятия по предотвращению повреждения острых кромок расходомерных шайб, удаляется «начинка» регуляторов, обратных клапанов, дроссельных устройств, устанавливаются специальные продувочные приспособления (фильтры-сита) и вставки в БРОУ , РОУ , ПК и другую арматуру для возможности ограниченного использования её при продувках. Разрабатываются узлы подсоединения временных трубопроводов для подвода и сброса пара и химически очищенной воды, исключающие резку и сварку основных трубопроводов.
Требования к оборудованию до начала этапа:
- питательный тракт с ПВД , пароводяной тракт котла и главные паропроводы с БРОУ и РОУ должны пройти поузловую приёмку и находиться в рабочем положении с возможностью тепловых перемещений при прогреве, выполнена черновая изоляция и обмуровка котла и паропроводов;
- выполнены мероприятия по уменьшению расхолаживания котла за счёт тяги;
- конденсатор и конденсатный тракт должны быть приняты, очищены и промыты, опробованы конденсатные и сливные насосы ПНД ; конденсатор заполнен ХОВ по штатной схеме;
- выполнены мероприятия, исключающие попадание пара и воды в турбину и засорение дренажей продуваемых паропроводов, c организацией контроля;
- установлены специальные температурные вставки на экранных панелях и показания выведены на прибор-регистратор температуры металла стенки труб.
- задействованы штатные приборы температурного контроля металла барабана, давления и уровня в барабане.
Рис. 7. Очистка тупиковых участков камер водяного экономайзера сжатым воздухом
При проведении водных промывок конденсатными насосами по штатной схеме массовые скорости достигают следующих значений:
На начальном этапе промывки, а также при сильном увеличении загрязнённости, в схеме и технологии предусмотрен сброс загрязнённой ХОВ из промывочного контура перед конденсатором. Это относится к проведению промывки по всем промывочным контурам.
Этап-2
Основными элементами схемы продувки являются выхлопные трубопроводы. На временных трубопроводах после отключающих задвижек установлены сменные полированные пластины-зеркала. Операции по продувке продолжаются до получения качества зеркал в соответствии с нормами VGB-R 513. Очистка системы достигнута, если на площади 40 × 40 мм зеркал:
- отсутствуют отпечатки с диаметром более 1 мм;
- количество отпечатков с диаметром более 0,5 мм не превышает 4;
- количество отпечатков с диаметром от 0,2 до 0,5 мм не превышает 10;
- следы ударов не имеют значительно поднятых кромок.
Рис. 8. Выброс пара при продувке
При необходимости снижения уровня шума во всех выхлопных трубопроводах устанавливаются специальные форсунки для охлаждения пара (снижения скорости) при продувке.
Пуск котла осуществляется с постепенным ступенчатым увеличением расхода топлива (нагрузки). При этом дозируется кислород в питательную воду и топочные экраны.
На каждом уровне тепловой нагрузки (7%, 10%) проводится импульсная продувка пароперегревателя и паропроводов острого пара.
При работе котла в режиме проведения ПВКО и П поддерживаются следующие параметры:
Рис. 9. Продувка №1. Воздействие частиц загрязнения на контрольную отражательную пластину
Основные критерии при продувке первичного пароперегревателя:
- надёжное охлаждение вторичного пароперегревателя;
- создание режима продувки с максимальной эффективностью.
Рис. 10. Продувка №7. Конрольная отражающая пластина. Качество очистки соответствует стандарту VGB-R 513
Для первичного пароперегревателя и паропровода острого пара это условие будет обеспечено при давлении в барабане на режиме продувки ≤ 25 кГс/см 2 .
Приведённые расчётные параметры могут быть получены кратковременным открытием предохранительных клапанов острого пара.
Восстановление схемы и оценка качества очистки
После завершения пароводокислородной обработки выполняются работы по оценке ее эффективности. Производятся вырезки образцов труб в тех же местах, где определялась исходная загрязненность, и по каждому образцу оценивается эффективность очистки и коррозионная стойкость полученных на образцах защитных магнетитовых пленок.
По результатам внедрения готовится заключение. Затем проводится пуск котла с выходом на номинальные параметры.
Пуск и последующая эксплуатация энергоблока
Перед пуском котла после ПВКО и П проводятся промывки питательно-экономайзерного тракта с ПВД и топочными экранами питательными насосами (до стабилизации показателей, но не менее одного часа).
Первый пуск котла проводится по специальной программе. При работе турбины особое внимание обращается на чистоту пара, работу СК ЦВД , СК ЦСД , перепад давления на ситах.
При дальнейшей эксплуатации рекомендуется проводить пароводокислородную очистку и пассивацию с использованием только штатной тепловой схемы без временных элементов.
Основные положения такой эксплуатационной технологии:
Такой подход в части обработки поверхностей нагрева в дальнейшем, безусловно, обеспечит хорошее состояние защитной оксидной пленки на трубах, а, следовательно, будет способствовать поддержанию надежной работы металла энергетического оборудования.
Пароводокислородная очистка и пассивация котла
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКЕ КОТЛОВ
ЭНЕРГОБЛОКОВ СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ
Срок действия с 01.01.92
до 01.06.98*
__________________
* О дате окончания действия см. ярлык "Примечания". -
Примечание изготовителя базы данных.
РАЗРАБОТАНО Союзным заводом по механической и химической очистке котлоагрегатов "Котлоочистка"
УТВЕРЖДЕНО Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации 17.05.91 г.
Заместитель начальника А.П.Берсенев
Настоящие Методические указания предназначены для персонала специализированных, проектных, наладочных организаций Минэнерго СССР, эксплуатационного персонала электростанций при проектировании, подготовке и проведении эксплуатационных очисток паровых стационарных прямоточных котлов сверхкритического давления (СКД) 25 МПа.
С выходом настоящих Методических указаний отменяется "Временная инструкция по эксплуатационной химической очистке котлоагрегатов мощных энергоблоков" (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1970) и "Руководящие указания по локальным химическим очисткам отдельных участков пароводяного тракта энергоблоков 300 МВт по разомкнутой схеме" (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1974).
При составлении Методических указаний учитывался опыт проведения эксплуатационных очисток блоков СКД специализированными организациями: заводом "Котлоочистка" и предприятием "Востокэнергокотлоочистка", а также OPГPЭC, ВНИИАМ, отдельными электростанциями и энергосистемами Минэнерго СССР.
В Методических указаниях приняты сокращения, приведенные в приложении 1.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Основным назначением эксплуатационной химической очистки котла энергоблока СКД является удаление отложений, образующихся во время эксплуатации на внутренней поверхности труб. Это мероприятие необходимо для обеспечения экономичной работы блока и предотвращения создания аварийной ситуации из-за перегрева и коррозионных повреждений металла.
Своевременно и качественно выполненная эксплуатационная очистка котла способствует уменьшению выноса в проточную часть турбины меди, оксидов кремния и железа, а также частиц окалины, отслаивающихся при резких теплосменах с поверхности пароперегревательных труб.
1.2. Скорость образования отложений на внутренней поверхности труб в процессе эксплуатации блока СКД зависит от вида сжигаемого топлива и конструктивных особенностей котла, обусловливающих тепловые нагрузки, от водного режима и качества питательной воды и конденсата. На количество и состав эксплуатационных отложений существенное влияние оказывает количество пусков и остановов блоков и проводимые во время простоя мероприятия по консервации оборудования.
1.3. Контроль за состоянием внутренней поверхности труб котла в процессе эксплуатации должен осуществляться в соответствии с [1]. О количестве и свойствах отложений судят по показаниям термопар и вырезкам образцов труб, которые производятся в поверхностях, расположенных в зонах максимальных тепловых напряжений или концентрирования примесей. Наиболее объективными являются данные температурного контроля, однако, в связи со сложностью его организации, обязательно должны проводиться периодические вырезки образцов труб.
1.4. Эксплуатационные химические очистки пароводяного тракта энергоблока СКД, должны выполняться при достижении определяемых согласно [1, 2] предельной температуры или предельной загрязненности внутренней поверхности труб в участках с максимальными тепловыми нагрузками.
Эксплуатационная очистка энергоблока обязательна, если на поверхностях нагрева котла обнаруживаются свищи и отдулины, образовавшиеся за счет отложений.
1.5. Эксплуатационная очистка питательного и пароводяного трактов необходима также перед переводом энергоблока на новый ВХР, так как за счет переформирования оксидных пленок может усиливаться вынос железа и особенно меди в пар. В этих случаях после замены трубок ПНД, изготовленных из сплавов меди, на стальные очистку необходимо выполнять в соответствии с [3].
1.6. Эксплуатационная очистка должна проводиться специализированной организацией или персоналом электростанции с участием служб энергосистемы по специально разработанной и утвержденной программе и схеме, составленным в соответствии с данными Методическими указаниями.
1.7. Проектом ТЭС предусматриваются общестанционные устройства для проведения эксплуатационной химической очистки оборудования, базируемые на схеме предпусковой очистки или на элементах штатного оборудования и тепловой схемы блока.
1.8. Технология и схема эксплуатационной очистки котла, определяющие метод очистки, должны обеспечивать высокое качество очистки при минимально возможных материальных и временных затратах на очистку и обезвреживание сбросных вод.
1.9. Если после очистки блок выводится в резерв или ремонт и будет находиться в простое более 5 сут, в технологическом режиме очистки необходимо предусматривать послепромывочную пассивацию очищенных поверхностей для защиты металла от коррозии на период простоя блока после очистки. Режим послепромывочной пассивации должен быть увязан с водным режимом и методами консервации, принятыми электростанцией при эксплуатации данного оборудования.
1.10. При проведении эксплуатационной очистки котла энергоблока СКД должны строго соблюдаться правила техники безопасности [4] и охраны окружающей среды. Нейтрализация и обезвреживание сбросных вод после очистки должны проводиться в соответствии с [5, 6]. Расход реагентов на очистку, нейтрализацию и обезвреживание сбросных вод рассчитывается в соответствии с [7].
2. КРИТЕРИИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ НЕОБХОДИМОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ
ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ПАРОВОДЯНОГО ТРАКТА КОТЛА
2.1. Периодичность эксплуатационных очисток пароводяного тракта котлов блоков СКД зависит от скорости роста теплопроводности и защитных свойств отложений, образующихся на поверхности труб во время эксплуатации.
2.2. Проведение эксплуатационной очистки пароводяного тракта котла блока СКД обязательно при достижении предельной температуры или загрязненности труб, расположенных в наиболее теплонапряженных участках с энтальпией среды 1900-2600 кДж/кг, как правило, в НРЧ.
2.3. На качество и количество отложений, образующихся в НРЧ, существенное влияние оказывает водный режим, проводимый на данном энергоблоке.
Для блоков СКД тепловых электростанций ПТЭ предусмотрено применение следующих водных режимов, обеспечивающих необходимые качества пароводяной среды: гидразинно-аммиачный (ГАВР), гидразинно-восстановительный (ГВР), нейтрально-кислородный (НКВР) и комбинированный кислородно-аммиачный (КАВР).
2.4. Предельная загрязненность определяется для обогреваемой стороны труб НРЧ и устанавливается на основании нормативных расчетов [2], опыта эксплуатации энергоблоков СКД на определенном водном режиме [9, 10, 11]. В соответствии с протоколом заседания НТС Минэнерго СССР N 44 от 03.06.88 г. уточненные величины предельной загрязненности труб НРЧ не должны превышать данных, указанных в табл.1.
Предельная загрязненность (г/м) обогреваемой стороны трубы НРЧ котлов энергоблоков СКД
Вид сжигаемого топлива
Для рыхлого слоя
2.4.1. Наименьшая предельная загрязненность установлена для газомазутных котлов, работающих на ГАВР и ГВР, что обусловлено высокими тепловыми нагрузками и низкой теплопроводностью образующихся отложений.
В этих случаях наблюдаются высокая скорость роста отложений и неравномерность распределения их по периметру труб: большая часть отложений образуется на обогреваемой стороне. Отложения состоят из верхнего более рыхлого слоя, составляющего до 60-70% по массе, и нижнего - более плотного, не превышающего 30-40% по массе при ГАВР, 75-80% при ГВР.
Наряду с оксидами железа в отложениях имеются медь, цинк и их окислы.
Для котлов, работающих на смешанном или пылеугольном топливе, при ГАВР и ГВР за счет меньших тепловых нагрузок допускаются большие значения предельной загрязненности обогреваемой стороны труб НРЧ.
2.4.2. При работе энергоблоков на КАВР или НКВР независимо от сжигаемого топлива значения предельной загрязненности труб НРЧ установлены на более высоком уровне, что обусловлено значительным изменением характера отложений и увеличением их теплопроводности. Благодаря замене труб теплообменников из сплавов меди на нержавеющие и проведению очистки перед переводом энергоблоков на НКВР и КАВР обеспечивается отсутствие в отложениях меди, цинка и их соединений. Образующиеся отложения более плотные, толщина рыхлого слоя отложений уменьшается до 15-20% по массе, что приводит к уменьшению их теплового сопротивления. В связи с тем, что тепловое сопротивление отложений создается в основном рыхлым наружным слоем отложений, возникает необходимость в его количественном определении, ограничении его величины и загрязненности труб в целом.
2.5. Предельная загрязненность должна определяться для обогреваемой стороны труб НРЧ и в целом для трубы методом катодного травления в соответствии с приложением 2. Для котлов, работающих на НКВР, обязательно устанавливается количество рыхлого слоя, для чего образец трубы перед катодным травлением взвешивается до и после механического снятия этого слоя жесткой (чернильной) резинкой и по потере массы рассчитывается его величина.
2.6. Предельные значения загрязненности труб НРЧ для конкретного котла данной электростанции и места вырезки образцов могут быть уточнены на основании опыта эксплуатации и узаконены инструкцией по эксплуатации котла.
2.7. Наиболее часто возникает необходимость в эксплуатационной очистке пароводяного тракта котла до встроенной задвижки, в котором расположены наиболее теплонапряженные участки тракта.
2.8. Вопрос о необходимости очистки других участков питательного и пароводяного тракта энергоблока должен решаться на основании оценки загрязненности этих участков и влияния образовавшихся в них отложений на эксплуатацию блока.
Для обеспечения качества очистки и полноты удаления взвеси из очищаемого оборудования необходимо определять загрязненность всех поверхностей нагрева, включаемых в контур очистки.
В частности, при организации очистки пароводяного тракта котла до ВЗ необходимо иметь данные по загрязненности и составу отложений не только в экономайзере, СРЧ, ВРЧ, так как по количеству и составу образовавшиеся в них отложения могут значительно отличаться от отложений в НРЧ.
Вопрос о включении в контур очистки ПВД по водяной стороне должен решаться на основании исследования состава и количества отложений на вырезанных трубах и змеевиках ПВД или по другим эксплуатационным показателям (, ). При отсутствии данных о загрязненности ПВД очистку целесообразно вести по байпасу ПВД.
2.9. При необходимости очистки ПВД по паровой стороне должны специально разрабатываться технология и схема очистки, предусматривающие выделение ПВД в отдельный контур, их последовательное подключение и технологию, обеспечивающую удаление взвеси из тупиковых участков. В настоящих Методических указаниях такая очистка не рассматривается ввиду единичности случаев ее проведения.
2.10. С особым вниманием должен решаться вопрос о проведении химических очисток для пароперегревательных поверхностей нагрева блоков СКД. Необходимость в очистке пароперегревателей свежего пара и пара промперегрева возникает при образовании окалины на внутренней поверхности труб, которая способна растрескиваться и выноситься паром в турбину при неустойчивых (переменных) режимах работы блока.
2.11. Возможность проведения эксплуатационной химической очистки пароперегревательных поверхностей нагрева должна оцениваться совместно котельным, химическим цехами и службой металлов электростанции с учетом анализа состояния металла труб под окалиной, оценки его механических свойств. С помощью специализированной организации по химической очистке должна устанавливаться возможность удаления отложений и защиты металла от коррозии при их растворении. Для этого на образцах труб из различных участков пароперегревателей проводятся лабораторные испытания и составляется заключение о целесообразности проведения химической очистки.
Решение вопроса о проведении химической очистки пароперегревателей блоков СКД только на основании загрязненности труб недопустимо.
При определении целесообразности проведения химической очистки пароперегревательных поверхностей необходимо принимать во внимание зависимость степени растворения окалины и защиты металла от коррозии при ее растворении от величины и от плотности (структуры) окалины. При плотной окалине, имеющей единичные трещины, сколы и достигающей по количеству 800-1000 г/м, практически не удается добиться ее растворения за приемлемое время при воздействии даже сильных минеральных кислот. Кроме этого за счет малых анодных участков (металл в трещине, сколе) и больших катодных (окалина) сильно увеличивается скорость коррозии металла под окалиной, так как при этом сама окалина выступает твердофазным катодным деполяризатором. В этом случае химическая очистка пароперегревательных труб не проводится, проводится их замена.
2.12. При принятии решения о проведении химической очистки пароперегревательных поверхностей котла блока СКД необходимо обеспечивать скорость движения среды, достаточную для удаления взвеси и отслаивающихся частиц окалины из тупиковых и недренируемых участков. Дополнительно целесообразно проводить после химической очистки пароперегревательных труб паровые продувки собственным или сторонним паром.
2.13. Рекомендуемый для предпусковых очисток и пассивации метод парокислородной обработки (ПКО) [12] целесообразно использовать для очистки пароперегревательных поверхностей, в том числе поверхностей промежуточного пароперегревателя после их замены и в тех случаях, когда на образцах труб опытным путем установлена возможность удаления эксплуатационной окалины этим способом.
3. ВЫБОР СХЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ
3.1. Выбор схемы и технологии эксплуатационной очистки котла определяется длительностью простоя блока, межпромывочного периода, загрязненностью поверхностей нагрева и имеющегося на электростанции оборудования для проведения очисток.
3.2. Общие требования, предъявляемые к технологии и схеме эксплуатационной очистки, заключаются в следующем:
- обеспечение необходимой чистоты поверхностей нагрева;
- снижение коррозионных потерь металла при воздействии моющего раствора до допустимых величин и защита металла от коррозии во время простоя котла после очистки до пуска;
- обеспечение необходимых скоростей движения раствора и воды при водных отмывках для гарантированного удаления остатков промывочного раствора и взвешенных веществ из очищаемого тракта котла;
- отсутствие коррозионных повреждений и сохранность эксплуатационных характеристик элементов штатного оборудования, используемых для очистки (насосы, подогреватели, трубопроводы и др.);
- надежность отключения (отглушения) участков пароводяного тракта и оборудования энергоблока, не участвующего в химической очистке;
- организация сброса, нейтрализация и обезвреживание отработанных промывочных растворов и загрязненных вод в соответствии с существующими нормативами [5, 6].
3.3. Для котлов, сжигающих мазут и смешанное топливо и работающих на ГАВР, предельная загрязненность труб в НРЧ достигается за непродолжительное время (4-7 тыс. ч) и возникает необходимость в проведении очисток отдельных поверхностей нагрева котла, в основном НРЧ, получивших название локальных очисток по проточно-сбросной схеме.
В отдельных случаях проведение локальных очисток по проточно-сбросной схеме требуется для пылеугольных котлов, работающих на ГАВР, и для котлов, сжигающих мазут или смешанное топливо, при ГВР.
При использовании этого метода следует учитывать, что полной очистки пароводяного тракта до ВЗ можно достичь при загрязненности труб, не превышающей 100-150 г/м. При большей загрязненности отложения удаляются частично, что позволяет считать такую очистку профилактической, предназначенной для снижения температуры стенок труб в НРЧ.
Методы пассивации поверхностей котла после предпусковой очистки
Пассивация очищенных поверхностей котла является обязательным завершающим этапом химической очистки. Предпусковая химическая очистка облегчает создание защитной пленки на поверхности металла. Такая пленка обязательно должна быть создана, чтобы препятствовать коррозии металла после химической очистки. Основными причинами, вызывающими коррозию котельных поверхностей после химических промывок являются:
1) водные промывки, проводимые после химической очистки технической водой, насыщенной большим количеством кислорода, хлоридами и сульфатами, которые способствуют интенсивной коррозии (ржавлению) металла;
2) длительный перерыв между процессом химической очистки и пуском котла в нормальную эксплуатацию (от 6 до 30 суток, а иногда и больше), во время которого проводятся работы по демонтажу промывочной и монтажу эксплуатационной схемы. В этот же период ведется опрессовка смонтированного оборудования путем неоднократных заполнений его и последующих опорожнений для выявления и устранения дефектов. Это создает благоприятные условия для развития атмосферной коррозии металла, протекающей в тонкой пленке электролита при интенсивном поступлении кислорода к поверхности металла.
Для целей послепромывочной пассивации наибольшее распространение получили комбинированные растворы нитрита натрия (0,5%) и моно- и динатрий-фосфатов (по 0,25%), а также нитрит натрия с уротропином по 1% каждого и нитрит натрия с аммиаком при рН среды, равным 10. Температура пассивирующего раствора поддерживается в пределах 40-60 0 С. Длительность циркуляции составляет 4-6 часов.
Пассивирующие растворы приготовляются обязательно на обессоленной воде, так как присутствие в растворе хлоридов или сульфатов препятсятвует созданию защитной пленки на металле.
Пароводокислородная очистка, пассивация и консервация вторичного тракта котла
29.06.2012 5:30 Произведена синхронизация. Блок выведен в сеть.
Nэ=34МВт. Повторно проведена пропарка линии ввода кислорода.
В 09:06 в работе находилось 14 мазутных форсунок, Nэ=48МВт, t’ВЗ=360°С,
tОП=430°С, t’ГПП=435°С, t”ППТО=356°С. Подали кислород с давлением 40÷45 кгс/см 2 медленным открытием задвижки на всас ТПН Б с предварительным подрывом задвижки.
Во время пароводокислородной очистки, пассивации и консервация вто-
ричного тракта котла параметры блока поддерживались на том же уровне.
Содержание кислорода контролировалось через каждые 30 минут. Концен-
трация составила в ГПП 1,1 – 1,8 г/л (рисунок 4.5.).
Рис 4.5. Концентрация кислорода во вторичном тракте котла
Пассивация вторичного тракта котла производилась в течение 14 часов. При
стабилизации концентрации железа на уровне 86 мкг/кг пассивация вторичного
тракта котла закончена (рисунок 4.6.).
Рис 4.6. Содержание железа при пассивации вторичного тракта котла
09.07.2012 Произведена вырезка контрольных образцов и определено со-
стояние их внутренних поверхностей. Результаты представлены в таблице 4.4.
Читайте также: