Опыт использования технологии отмывки «на ходу»

В качестве примера внедрения технологии отмывки «на ходу» с использованием реагента АМИНАТа ДМ-50А ниже приводятся результаты отмывки барабанного парового котла в котельной предприятия ЗАО «ЗЭИМ — Элинар» (г. Наро-Фоминск Московской обл.).

В котельной ЗАО «ЗЭИМ-Элинар» установлено три паровых котла марки ДКВР 10−13, один из которых работает в водогрейном режиме, и три паровых котла марки ДЕ 16−14. Пар, вырабатываемый котлами, поступает на технологические нужды в цеха предприятия, а также в бойлера и теплообменники системы теплоснабжения.

Добавочная вода для подпитки котлов обрабатывается по схеме двухступенчатого Na-катионирования. После ВПУ умягченная вода поступает в конденсатный бак. В конденсатный бак по двум основным коллекторам возвращается также конденсат с производства и конденсат системы отопления.

Смесь умягченной воды и конденсата из конденсатного бака направляется на керамзитовые фильтры с целью удаления продуктов коррозии и поступает в деаэратор атмосферного типа ДСА-50, а затем на подпитку паровых котлов. Из конденсатного бака осуществляется также подпитка закрытого контура теплосети. При этом подпиточная вода теплосети не проходит этап деаэрирования.

Основной проблемой при эксплуатации паровых котлов являлась коррозия паро-конденсатного тракта, что привело к значительному образованию отложений продуктов коррозии на теплопередающих поверхностях котлов и к замене экономайзеров котлов. В составе отложений определялись также соединения солей жесткости (карбоната кальция), что было вызвано периодическим повышением жесткости в возвращаемом конденсате.

С целью обеспечения безнакипного режима работы котлов и ограничения процессов коррозии в котельной ЗАО «ЗЭИМ-Элинар» в конце 2005 г. был внедрен коррекционный ВХР паровых котлов с использованием реагентов. Для предотвращения отложений солей жесткости дозируется реагент АМИНАТ КО-3. С целью предотвращения углекислотной коррозии пароконденсатного тракта котлов было организовано дозирование реагента АМИНАТ ПК-1 на основе летучих аминов.

Реагенты АМИНАТ КО-3 и ПК-1 совместимы, поэтому для обеспечения требуемых доз реагентов использовался один комплекс пропорционального дозирования. Точка ввода реагентов была организована в питательную воду котлов после деаэратора на всас питательных насосов. В результате внедрения коррекционного ВХР котлов образование новых отложений на поверхностях нагрева практически прекратилось. Однако наличие старых отложений снижало надежность эксплуатации оборудования и эффективность работы котлов.

В период эксплуатации паровых котлов неоднократно проводились как кислотные, так и водные (гидродинамические) промывки для удаления отложений. Применение соляной кислоты приводило к неравномерному и частичному удалению отложений. Отложения были плотные и слоистые с высокой степенью адгезии к поверхности, поэтому и гидродинамические очистки котлов практически не дали положительных результатов.

Учитывая прочность сцепления и локальный характер отложений, оставшихся после проведенных ранее отмывок на поверхностях, было рассмотрено наше предложение по применению технологии очистки «на ходу» с использованием реагента АМИНАТ ДМ-50А.

Продолжительность первой отмывки с использованием этого реагента составляла 1 неделю. Перед началом отмывки дозирование фосфатов было прекращено. В рабочей емкости готовился рабочий раствор смеси реагентов АМИНАТ ПК-1 и ДМ-50А. Перед отмывкой отмываемый котел (№ 6 — ДКВР 10−13) вскрывался и осматривался. В ходе отмывки «на ходу» ежесуточно отбирались пробы котловой воды с продувкой котла, расход которой увеличивали на период отмывки до 15−20%.

Эффективность отмывки оценивалась по содержанию железа в котловой воде. В котловой воде определялось общее содержание железа, включающее соединения растворимых комплексов железа с компонентами реагента АМИНАТа ДМ-50А и соединения железа, не связанных в комплексы. Методика определения общего железа проводилась с разрушением комплексов железа. Результаты определений приведены на рис. 1.

Содержание общего железа в котловой воде резко возрастало на вторые сутки и сохранялось на максимальном уровне в течение 4−5-х суток, а к концу 7−8-х суток снизилось до исходного значения. Изменение концентрации железа, не связанного в комплексы, имело аналогичный характер.

Эффективность процесса отмывки определяется двумя взаимосвязанными процессами: процессами массопереноса (подвод отмывочного компонента и отвод продуктов растворимых комплексов железа) и непосредственно химической реакцией растворения отложений. Суммарная скорость процесса отмывки лимитируется процессом, имеющим меньшую скорость. При постоянной величине продувки котла и постоянной дозе реагента АМИНАТа ДМ-50А снижение эффективности отмывки связано, очевидно, с замедлением скорости взаимодействия реагента с отложениями на поверхности труб.

На основании полученных результатов было решено через месяц провести более продолжительную повторную отмывку в течение двух недель. При этом технология отмывки была несколько изменена — через каждые 3−4 дня доза реагента незначительно увеличивалась — примерно на 10% от предыдущего значения. Результаты данной отмывки приведены на рис. 2. Как видно из рисунка, данная технология позволила удалить большое количество отложений в растворенном виде. Осмотр поверхностей котла после окончания отмывки показал, что отложения стали более рыхлыми и удалялись послойно, при этом полного удаления отложений получить не удалось. Несмотря на это, наблюдалось понижение температуры уходящих газов после включения котлов в нормальный режим, что свидетельствовало об эффективности проведенной отмывки. Необходимо также отметить, что теплообменные поверхности, не покрытые отложениями, приобрели ровный защитный слой.

В апреле — мае 2009 г. была проведена очередная отмывка «на ходу» котла № 6. Отмывка «на ходу» проводилась в течение двух недель. При этом в ходе отмывки также увеличивали дозу реагента АМИНАТа ДМ-50А (через 5 и 4 дня). В отличие от предыдущих отмывок в состав реагента был добавлен диспергатор. Результаты отмывки приведены на рис. 3.

Как видно из рисунка, количество железа, удаляемого в первые дни с продувкой, практически в два раза больше, чем в предыдущее две отмывки. Повышение эффективности отмывки обусловлено, очевидно, добавлением диспергатора в отмывочный реагент. Однако, несмотря на увеличение дозы реагента в ходе отмывки содержание железа в продувке постоянно уменьшалось.

Такой характер протекания отмывки обусловлен изменением режима работы котла. В отличие от предыдущих отмывок, в связи с пониженными нагрузками котельной, котел переводился на ночь в режим горячего резерва. Дозирование реагентов в этот период прекращалось и эффективность самой отмывки также снижалась.

Таким образом, проведенные испытания показали эффективность технологии отмывки «на ходу» с использованием отмывочного реагента АМИНАТа ДМ-50А. Самое главное преимущество предложенной технологии — эффективное удаление отложений с поверхностей при работе паровых котлов в эксплуатационном режиме.