Применение комплексонов в теплоэнергетике

Для комплексонного водно-химического режима теплоэнергетических систем промышленного и жилищно-коммунального назначения в качестве антинакипинов-ингибиторов солеот-ложений применяются соединения, содержащие фосфоновые группы — PO3(OH)2, такие как ОЭДФ, НТФ, ИОМС, Аминат и др.

При этом фосфонаты в зависимости от условий применения могут снижать интенсивность коррозии стали в водной среде в несколько раз при прочих равных условиях.

Антинакипное действие фосфонатов-антинакипинов определяется их адсорбцией на активных центрах микрозародышей кристаллов, тормозящей или предотвращающей образование кристаллов в пересыщенном растворе. В результате раствор находится в пересыщенном (возможно коллоидном) состоянии без образования накипи. Это позволяет во многих случаях применять для тепловой сети природную (желательно деаэрированную) воду.

Исключение химводоочистки приносит высокий экономический эффект, что определяет интенсивное внедрение антинакипинов на энергообъектах. В то же время нередки случаи, когда внедрение антинакипинов с отключением химводоочистки приводит к отрицательным результатам. обессоливание вода осадкообразование ингибитор На основании анализа причины неэффективности применения технологии стабилизационной обработки воды ингибиторами солеотложений на ряде объектов можно сделать вывод о том, что во всех этих случаях: не были проведены грамотные исследования по подбору эффективного для каждой системы состава ингибитора; не проводился в полной мере контроль над процессом стабилизационной обработки воды в период внедрения; не учитывались теплотехнические характеристики объекта.

В некоторых случаях определенную роль может играть и нечеткое представление о физико-химических процессах, протекающих при накипеобразовании и применении фосфонатов.

Например, адсорбционный механизм воздействия антинакипинов позволяет предположить, что доза ингибитора в обрабатываемой воде должна быть в определенной степени пропорциональна количеству образовавшейся накипи. В свою очередь упрощенные представления о накипеобразовании дают возможность считать, что количество образующейся накипи будет зависеть от карбонатного индекса (Ик) воды и температуры. В результате таких представлений появляются рекомендации поддерживать определенную дозу антинакипинов в зависимости от Ик и температуры сетевой воды. При этом не учитываются остальные параметры обрабатываемой воды.

Для оценки правильности этих рекомендаций нами проведено сравнение их с результатами, полученными при внедрении на объектах стабилизационной обработки воды с помощью фосфонатов-антинакипинов (рис. 2).

В итоге оказалось, что установить прямую зависимость между величиной Ик и дозой антинакипина невозможно. Это связано с тем, что на накипеобразующие свойства воды оказывает влияние не только величина Ик, но и соотношение между содержанием кальция и магния в ней, общий солевой состав, природа находящихся в воде органических соединений.

При использовании антинакипинов в системе теплоснабжения необходимо экспериментальное определение марки и эффективной дозы ингибитора на воде конкретного объекта.

При отработке технологии применения фосфонатов принципиальное значение имеет также воспроизведение в опытах реальных условий работы теплообменного оборудования, поэтому исследования проводятся в автоклавах на реальных образцах подпиточной воды объекта при давлении ~2 атм и температуре 120 ОС.

Эффективность антинакипина определяют по изменению содержания кальция или величины общей жесткости, процент ингибирования рассчитывается по формуле:

Z=(Жкон/Жисх) 100%

Примеры по выбору эффективной марки ингибитора представлены в таблице.

При внедрении стабилизационной обработки воды на объекте помимо изменения величины общей жесткости необходимо следить за постоянством содержания ингибитора в обрабатываемой воде.

Таким образом, основными условиями получения положительного результата при введении стабилизационного комплексонного метода водоподготовки являются:

• ? грамотно подобранные для данного объекта состав ингибитора и его рабочая доза;
• ? регулярный химический контроль над параметрами отработанного в период запуска режима и его эффективностью.

При соблюдении заданных для данного объекта технологических параметров (химический состав питательной воды, состав и концентрация ингибитора накипеобразования, температурный режим), комплексонный способ водоподготовки обеспечивает полное предотвращение отложений малорастворимых солей кальция и магния на теплопередающих поверхностях энергетического оборудования.

При этом следует отметить, что при внедрении технологии стабилизационной обработки воды фосфонатами — ингибиторами солеотложений не исключаются предусмотренные для данного объекта антикоррозионные мероприятия, в том числе деаэрация подпиточной воды.

Необходимость совместного использования технологии стабилизационной обработки воды и химического обескислороживания зависит от величины подпитки и объема контура тепловой сети. При незначительных величинах подпиточной воды влияние растворенного кислорода на скорость коррозионного процесса ограничивается в присутствии реагентов на основе фосфорорганических соединений. Вопрос о необходимости химического обескислороживания должен решаться на каждом объекте, на основании результатов применяемого там (на объекте) водно-химического режима (определение величины pH, содержания железа и кислорода в сетевой воде). Для оценки интенсивности процессов внутренней коррозии необходимо устанавливать индикаторы скорости коррозии в наиболее характерных участках тепловой сети.

Технология применения ингибиторов в системах теплоснабжения не допускает местный перегрев воды свыше 200 ОC и местное кипение воды. Невыполнение этих ограничений приводит к интенсивному выделению солевых отложений в зонах перегрева и кипения. В связи с этим необходимо ограничение общей температуры воды в водогрейных котлах в пределах 110Й 20 ОC и в бойлерах до 150 ОC.

Основными ограничениями применения фосфонатов в качестве ингибиторов солеотложений в системах теплоснабжения по составу подпиточной воды являются: величина общей щелочности не более 7 мг-экв/л и значение pH не более 8,5.

Содержание железа (Fе2+ и Fе3+) в исходной воде системы не должно превышать 0,5 мг/л. Завышенное содержание железа приводит к увеличению расхода фосфоната на комлексообразование с ним.