5.Нейтрально-окислительный воднохимический режим с перекисью водорода (новр).

Вместо газообразного кислорода применяются и другие окислители. В частности, на ряде станций используют раствор перекиси 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. Рост отложений в НРЧ составляет всего 60-90 г/м² за 10000 часов, термическое сопротивление их примерно в 8 раз меньше, чем при ГАВР, поэтому температура стенки растет медленно.

При переводе блоков СКД с ГАВР на НОВР (так же как и на НКВР) необходимо оснастить ПНД трубками из аустенитной стали; обеспечить плотность конденсаторов турбин, высокое качество обессоленной и питательной воды; провести эффективную химическую очистку поверхностей котла, деаэратора и конденсатно-питательного тракта от отложений меди и других соединений.

Иногда добавляют перекись водорода и в греющий пар подогревателей низкого давления.

Авторы метода полагали, что ввод перекиси водорода из-за ее нестабильности является лишь удобным способом дозирования кислорода.

На рис.5.1.8 показано изменение концентрации железа по конденсатно-питательному тракту блока 1 электростанции Ведель (ФРГ) до ввода (1) и после ввода (2) перекиси водорода.

Однако не следует отождествлять дозирование перекиси водорода с дозированием кислорода: 1) перекись водорода достаточно стабильна; 2) процесс разложения перекиси водорода в присутствии ионов железа приходит с образованием гидропероксокомплекса железа Fe(O₂H)²⁺.

Проводились опыты в открытых стеклянных стаканах при комнатной температуре (рис.5.1.9). При контакте железа с чистым конденсатом концентрация железа в воде практически не изменялась (кривая 1). При введении перекиси водорода (1000 мкг/кг) в раствор переходит значительное количество железа, причем этот процесс замедляется по мере расходования перекиси водорода (кривая 2).

Термическое разложение гидропероксокомплекса железа заметно уже при температуре свыше 60^оС. В диапазоне температуры 40-60^оС преобладает процесс комплексообразования, т.е. переход железа с металла в раствор.

При термическом разложении гидропероксокомплекса железа образуется защитная магнетитная пленка на поверхности труб по всему регенеративному тракту (ПНД, ПВД), повышается коррозионная стойкость стали 20.

Растворимость гидропероксокомплекса железа превышает растворимость обычных оксидов железа. Благодаря этому железооксидный шлам отсутствует во всей регенеративной системе, т.е.не образуется неравномерных, локальных, легкосмываемых потоком воды рыхлых железооксидных отложений. В тоже время образование магнетита на стенках в результате термолиза гидропероксокомплекса железа происходит равномерно, так как зависит только от температуры и не зависит от наличия и величины теплового потока. Рост толщины магнетитового слоя не превышает 2-3 мкм/год.

Окисная пленка компактна и равномерна, состоит из кристаллов округлой формы размером около 2 мкм, сколов и трещин нет. Теплопроводность железооксидной пленки при перекисеводородном режиме существенно выше, чем при кислородном.

Средние показатели режима: С_Fe^пв = 7-8 мкг/кг; λ_отл = 3 Вт/(мК);

мазут: Δg = 6-9 (г/м²)/1000 ч; Δt_ст^н = 2-3^оС/1000 ч; τ_пром = 30000 ч;

газ, уголь: Δg = 3 -5 (г/м²)/1000 ч; Δt_ст^н = 1-2^оС /1000 ч;

τ_пром = 40000 ч.

Химическую промывку поверхностей нагрева можно проводить в капитальный ремонт.

6. Комплексонный воднохимический режим (КВР) организуется на базе гидразинно-аммиачного водного режима. Кроме традиционной гидразинно-аммиачной обработки конденсата и питательной воды на всас бустерных насосов (после деаэратора) подается раствор комплексона - аммонийной соли этилендиаминтетрауксисной кислоты (ЭДТК или ЭДТУ).

Аммонийная соль ЭДТК образует со всеми катионами питательной воды (железа, меди, цинка, магния и т.д.) комплексонаты, обладающие высокой растворимостью в воде. Расчет концентрации комплексона С_к при СКД ведут по стехиометрическим соотношениям по концентрации в питательной воде оксидов железа С_пв^Fe, меди С_пв^Cu и цинка С_пв^Zn: С_к = 6.7 С_пв^Fe + 6.0С_пв^Cu + 6.0С_пв^Zn.

Практически требуется комплексона примерно 0.7С_к: 60-80 мкг/кг аммонийной соли ЭДТК.

При температуре 250-330^оС происходит интенсивный термолиз комплексонатов железа. При термическом разложении комплексонатов железа в условиях контакта их раствора со сталью на поверхности стали образуется пленка магнетита, плотно сцепленная со сталью и обладающая защитными свойствами. Пленка защищает сталь от общей коррозии. Образование защитной пленки магнетита происходит при отсутствии комплексонатов других катионов, поэтому требуется высокое качество питательной воды, 100% -ная конденсатоочистка.

Процесс термолиза зависит только от температуры и не зависит от тепловой нагрузки. Поэтому образование оксидной пленки происходит на обогреваемых и необогреваемых трубах, равномерно по периметру обогреваемой трубы. Зона термолиза комплексоната железа включает последний ПВД (ПВД-8), экономайзер, подвесные трубы, начало НРЧ. Основная масса оксидов железа (до 80%) выпадает на участках до НРЧ с относительно низкими тепловыми потоками. При этом в НРЧ количество отложившихся оксидов железа уменьшается в 3-4 раза по сравнению с ГАВР (ΔС_Fe = 2-3 мкг/кг вместо 8-10 мкг/кг). Отложения образуют плотный слой с теплопроводностью 2-3 Вт/(мК) - в 3-4 раза выше теплопроводности при ГАВР. В результате этого рост температуры стенки трубы НРЧ составляет за 1000 часов менее 5^оС. Межпромывочный период увеличивается.

Таким образом, комплексонный водный режим обладает рядом преимуществ, но он обладает и недостатками гидразонно-аммиачного водного режима (увеличение нагрузки на БОУ в связи с необходимостью удаления больших количеств аммиака и расходованием больших количеств реагентов для регенерации фильтров). К тому же ЭДТК дорога и дефицитна. Поэтому комплексонный водный режим для блоков СКД применяется редко.