Способы консервации барабанных котлов

1) Сухой останов Дренирование котла при давлении выше атмосферного позволяет после опорожнения за счет тепла, аккумулированного металлом, обмуровкой и изоляцией, сохранить температуру металла в котле выше температуры насыщения при атмосферном давлении. При этом происходит подсушка внутренних поверхностей барабана, коллекторов и труб.

Сухой останов (СО) применяется для котлов на любое давление при отсутствии в них вальцовочных соединений труб с барабаном.

Сухой останов котла проводится при плановом останове в резерв или ремонт на срок до 30 суток, а также при аварийном останове.

2) Поддержание в котле избыточного давления Поддержание в котле давления выше атмосферного предотвращает доступ в него кислорода воздуха. Избыточное давление (ИД) поддерживается при протоке через котел деаэрированной воды. Консервация при поддержании ИД применяется для котлов любых типов и на любое давление.

Способ ИД осуществляется при выводе котла в резерв или ремонт, не связанный с работами на поверхностях нагрева, на срок до 10 сут. На котлах с вальцовочными соединениями труб с барабаном допускается применение способа ИД на срок до 30 сут.

Для поддержания в котле ИД может быть использована питательная или подпиточная вода. Применение подпиточной воды возможно при условии, что значение рН этой воды не ниже 9,0, а содержание кислорода в ней не более, чем содержание кислорода в питательной воде консервируемого котла.

3) Гидразинная обработка поверхностей нагрева при рабочих параметрах котла Под воздействием водного раствора, содержащего гидразин, при высоких температурах на поверхности металла создается защитная оксидная пленка. В формировании пленки участвуют сравнительно небольшая часть оксидов железа, находящихся на поверхности металла. Часть имеющихся оксидов железа и меди за счет восстановления до закисных и металлических форм, а также образования комплексных соединений, теряет прочную связь с металлом и удаляется с поверхностей нагрева.

В процессе ГО экономайзера и экранов поверхности нагрева пароперегревателя заполняются паром, содержащим аммиак, что обеспечивает пассивацию и этих поверхностей и защищает пароперегреватель при конденсации пара после остывания котла.

Концентрация гидразина при обработке значительно превышает эксплуатационную норму и зависит от температуры среды и продолжительности обработки. Наибольшая эффективность достигается при максимально возможных температурах среды.

При обработке котла гидразином при рабочих параметрах (ГРП) в зависимости от предполагаемой продолжительности простоя содержание гидразина в питательной воде составляет 0,3−3,0 мг/кг, а продолжительность обработки от 1−2 до 24 часов. В период обработки котел работает в нормальном режиме и несет требуемую нагрузку.

Способ ГРП применяется на тех котлах, где осуществляется коррекционная обработка питательной воды гидразином.

Гидразинная обработка при рабочих параметрах проводится перед плановым остановом котла в резерв или ремонт на срок до 30 сут. Эта обработка с последующим сухим остановом (ГРП+СО) может осуществляться перед плановым остановом котла в резерв на срок до 60 сут, а также перед остановом в средний или капитальный ремонт.

4) Гидразинная обработка (ГО) поверхностей нагрева при пониженных параметрах котла Формирование защитной пленки на поверхности металла осуществляется под воздействием водного раствора гидразина. В условиях более низких по сравнению с ГРП температур для более прочного связывания защитной оксидной пленки с металлом значение рН консервирующего раствора повышается за счет аммиака.

Обработка ведется на отключенном от турбины котле при давлении не более 10 МПа. Значение рН консервирующего раствора 10,5−11, а содержание гидразина в чистом отсеке барабана — 10−60 мг/кг в зависимости от продолжительности простоя. Продолжительность обработки должна быть не менее 3 ч.

Обработка гидразином с аммиаком в режиме останова (ГРО) применяется на котлах, использующих гидразин для коррекционной обработки питательной воды.

Обработка ГРО проводится при выводе котла в резерв на срок до 60 сут или выводе в средний или капитальный ремонт. Целесообразно осуществлять эту обработку и при выводе котла в резерв или ремонт на срок до 30 сут, если котел имел в предыдущий период длительную безостановочную кампанию (более 3−4 мес.) или серьезные нарушения норм качества питательной воды по железу.

Гидразинная обработка в режиме останова может проводиться как непосредственно в процессе останова, так и после специальной растопки ранее остановленного котла.

5) Трилонная обработка поверхностей нагрева котла Пассивация поверхностей нагрева раствором трилона Б основана на термическом разложении предварительно образованных комплексонатов железа.

На первом этапе обработки при температуре среды около 150 °C происходит подготовка поверхностей нагрева экономайзера и экранов к созданию на них защитной пленки за счет комплексования железа из отложений и перевода его в раствор. На втором этапе при температуре среды более 250 °C происходит термолиз части комплексонатов железа с образованием защитной пленки на поверхности металла.

В процессе разложения комплексонатов железа выделяются газообразные продукты, в том числе водород и аммиак, которые удаляются с паром и пассивируют пароперегреватель.

Пассивация трилоном Б поверхностей нагрева совмещается с растопкой котла. Расчетная концентрация трилона Б в воде, заполняющей котел перед растопкой, должна быть 300−500 мг/кг.

Обработка трилоном Б применяется для всех типов барабанных котлов давлением выше 3,9 МПа независимо от режимов коррекционной обработки питательной воды (гидразинно-аммиачной или аммиачной) и котловой воды (фосфатной или комплексонной).

6) Фосфатно-аммиачная выварка Фосфатно-аммиачная «выварка» (ФВ) при повышенных содержаниях фосфатов в котловой воде по сравнению с эксплуатационными и давлении в котле 0,8−1,0 МПа способствует фосфатной пассивации металла внутренних поверхностей нагрева экранов и удалению части рыхлых отложений.

При этом пароперегреватель заполняется паром, содержащим аммиак, что способствует пассивации металла пароперегревателя и защищает его при конденсации пара после останова котла.

Фосфатно-аммиачная «выварка» осуществляется в режиме растопки котла при давлении около 1,0 МПа, начальной концентрации фосфатов в котловой воде 400−500 мг/кг и аммиака около 1 г/кг. Продолжительность обработки около 8 ч.

Фосфатно-аммиачная «выварка» применяется на котлах давлением 3,9 и 9,8 МПа, подпитываемых умягченной водой.

Фосфатно-аммиачная «выварка» проводится при выводе котла в резерв на срок до 60 сут. или выводе в средний или капитальный ремонт.

7) Заполнение поверхностей нагрева котла защитными щелочными растворами При заполнении поверхностей нагрева котла защитным щелочным (ЗЩ) раствором обеспечивается устойчивость ранее образованной на поверхностях металла защитной пленки в течение длительного времени даже при попадании в котел кислорода.

В качестве щелочных растворов могут быть использованы раствор аммиака или раствор едкого натра с тринатрийфосфатом.

При осуществлении данного способа котел полностью (за исключением промежуточного пароперегревателя) заполняется щелочным раствором на весь период останова.

При использовании аммиачного раствора значение рН его должно быть 10,5−11 (содержание аммиака 0,5−1,0 г/кг), а фосфатно-щелочной раствор должен содержать 0,3−1 г/кг едкого натра и 0,1−0,2 г/кг тринатрийфосфата.

В период консервации должна быть обеспечена возможность подкачки раствора в случае утечки части его из котла.

Заполнение раствором аммиака применяется для котлов любых давлений.

Раствор едкого натра с тринатрийфосфатом применяется для котлов, подпитываемых умягченной водой, а также при условии возможности полного дренирования всех поверхностей нагрева пароперегревателя.

Заполнение щелочным раствором проводится при выводе котла в резерв на срок до 4 мес.

8) Заполнение поверхностей нагрева котла азотом Заполнение внутренних поверхностей нагрева химически инертным азотом с последующим поддержанием в котле его избыточного давления предотвращает доступ кислорода, что обеспечивает устойчивость ранее образованной защитной пленки на металле в течение длительного времени.

Заполнение котла азотом осуществляется при избыточном давлении в поверхностях нагрева. В процессе консервации расход азота должен обеспечивать небольшое избыточное давление в котле.

Консервация азотом применяется на котлах любых давлений на электростанциях, имеющих азот от собственных кислородных установок. При этом допускается применение азота при его концентрации не ниже 99%.

Заполнение азотом проводится при выводе котла в резерв на срок до одного года.

Схема консервации должна предусматривать подвод азота к выходным коллекторам пароперегревателей и в барабан через воздушники.

9) Консервация котла контактным ингибитором Контактный ингибитор М-1 является солью циклогексиламина и синтетических жирных кислот.

В виде водного раствора контактный ингибитор (КИ) защищает от коррозии чугун и стали различных марок. Его защитные свойства обусловлены наличием в ингибиторе аминогрупп в гидрофобной части молекулы. При контакте с поверхностью металла ингибитор адсорбируется по аминогруппе, оставляя во внешней среде гидрофобную часть молекулы. Такое строение адсорбционного слоя препятствует проникновению влаги или электролита к металлу. Дополнительным препятствием являются вышележащие слои молекул ингибитора, усиливающие адсорбционный слой. Проникающие в глубь этого слоя молекулы воды и газов (SO, CO и др.) приводят к гидролизу части молекулы ингибитора. При этом освобождаются циклогексиламины и жирные кислоты. Циклогексиламины связывают кислые газы, а кислоты, адсорбируясь, поддерживают гидрофобность поверхности металла.

Контактный ингибитор создает на металле защитную пленку, сохраняющуюся и после слива консервирующего раствора.

Для консервации поверхностей нагрева котел заполняют водным раствором ингибитора концентрацией 0,5−1,5% в зависимости от продолжительности простоя, состава и количества отложений на поверхностях нагрева. Конкретная концентрация раствора ингибитора устанавливается после химического анализа состава отложений.

Консервация КИ применяется для любых типов котлов независимо от применяемых режимов коррекционной обработки питательной и котловой воды.

Консервация ингибитором М-1 проводится при выводе котла в резерв или ремонт на срок от 1 мес. до 2 лет.