5.3. Химические очистки и консервация оборудования

Проводятся предпусковые и эксплуатационные очистки котла.

Предпусковые химические очистки котла проводятся с целью удаления оеалины и песка, испульзуемого при гибе труб при монтаже, продуктов коррозии.

Для удаления взвесей (грата, песка) сперва производят интенсивную водную промывку труб со скоростью воды 1-2 м/с. После этого проводят щелочение поверхностей раствором аммиака с добавлением поверхностно-активных соединений.

Основным этапом очистки является удаление оксидов железа. Для этого используются различные кислоты. Из минеральных кислот используется соляная. Поскольку Cl - ион отрицательно влияет на уастенитную сталь, очистке соляной кислотой подвергаются поверхности нагрева до встроенной задвижки. Недостатком соляной кислоты является тот факт, что оксиды железа переходят в воду в виде крупной взвеси, что может привести к забиванию отдельных труб и участков коллекторов.

Высокий эффект отмывки отложений продуктов коррозии дает использование лимонной кислоты, но она дефицитна.

Для предпусковых очисток прямоточных и барабанных котлов широко применяются различные композиции (смеси) трилона Б с органическими кислотами (лимонной, винной и т.д.). Такие композиции обладают повыщенной по сравнению со стехиометрической железоемкостью. Химическую очистку проводят при температуре 100-120^оС.

В последние годы предпусковую очистку оборудования ТЭС при относительно небольших загрязнениях проводят раствором перекиси водорода (при 70^оС с концентрацией Н₂О₂ до 800 мкг/кг). При этом происходит и пассивация стали.

Эксплуатационные химические очистки проводятся для удаления отложений, образующихся с той или оной скоростью при всех воднохимических режимах ТЭС. Необходимость очистки определяется по температурному режиму труб, количеству отложений. Оптимальным является водный режим, при котором химические очистки можно проводить с большим инервалом, совмещая их с капитальным или расширенным текущим ремонтом.

Для проведения очисток используется соляная кислота с ингибиторами (например, уротропин), замедляющими скорость взаимодействия соляной кислоты с металлом труб.

Парокислородная обработка (смесью перегретого пара и кислорода) поверхностей котлов проиводит к разрушению и удалению внутритрубных ртложений и созданию плотной равномерной защитной пленки магнетита. Этот метод применяют при загрязненности труб до 200 г/м². При большей загрязненности можно провести химическую очистку ингибированной соляной кислотой, а затем - парокислородную обработку.

В некоторых случаях (при ГАВР, ухудшенном качестве питательной воды, увеличении присосов охлаждающей воды и т.п.) возникает необходимость проведения более частых химических промывок. Учитывая, что наибольшее колическтво отложений образуется в НРЧ, применяют упрощенные методы локальной химической очистки. Очистку потоков пароводяного тракта проводят раздельно. Горячую (150^оС) деаэрированную воду из деаэратора бустерными насосами подают в промываемый контур, скорость воды 1.5-2 м/с. Сброс воды производят перед встроенной задвижкой (она закрыта). Раствор двух - или трехзамещенной аммонийной соли ЭДТК дозируют в соединительный трубопровод или коллектор перед очищаемой поверхностью НРЧ. После очистки (4-6 часов) проводят промывку горячей водой (1-2 часа). При контакте раствора ЭДТК с чистой поверхностью происходит коррозия металла. Поэтому в раствор добавляют ингибиторы кислотной коррозии, снижающие скорость коррозии углеродистой стали при химической очистке в 20-50 раз.

Комплексоны используются для химической очистки поверхностей нагрева барабанных котлов среднего давления и парогенераторов АЭС "на ходу", т.е. во время их нормальной работы. Подача комплексона (трилона Б, двухзамещенной соли ЭДТК) в количестве, превышающем в 1.2 -1.5 раза стехиометрическое соотношение приводит к комплексованию катионов не только из воды, но и из отложений. Комплексонаты железа и других катионов (растворенная форма) удаляются из цикла с продувочной водой. Очистка "на ходу" производится периодически.

Консервация паровых котлов. При любых остановах котлов со снижением давления среды до атмосферного и возможностью попадания в него кислорода воздуха и конденсации влаги протекает стояночная коррозия. Средняя скорость коррозии при температуре 20^оС составляет 0.05 г/(м². ч). Суточный прстой энергоблока 300 МВт с незаконсервированными и неосушенными поверхностями нагрева общей площадью 30000 м² приводит к образованию в контуре до 50 кг оксида железа.

При останове котлов для защиты от стояночной коррозии проводится их консервация. При останове на срок до 15 часов прямоточных котлов или до 1 суток барабанных котлов рекомендуется проводить консервацию методом избыточного давления, а на срок до 5 суток - путем сухого останова. При простое от 5 до 60 суток рекомендуется гидразинно - аммиачная консервация или использование контактных ингибиторов. При останове на срок более 60 суток применяют контактные ингибиторы.

Избыточное давление (0.15-0.2 МПа) в котле при кратковременном останове создается деаэрированной водой. Для лучшего эффекта в воду можно добавить щелочь (NaOH - до 2 кг/м³).

Консервацию сухим способом осуществляют, заполняя котел инертным газом (азотом). При этом воздух должен быть вытеснен полностью из котла (через воздушники).

Консервация котла при останове на длительный срок может проводиться путем прокачки по замкнутому контуру (включая деаэратор и питательные насосы) раствора гидразина (до 200 мг/кг) и аммиака (величина рН = 10.5-11). В этот контур не включаются ПНД и конденсатор, содержащие латунные трубки. Этот метод нельзя использовать при ремонье оборудования.

Контактные ингибиторы образуют на поверхности защитную пленку, сохраняющуюся длительное время в условиях капитальных или текущих ремонтов. Защитная пленка создается путем прокачивания в течение 1-2 часов через котел раствора ингибитора при температуре не выше 100^оС. Затем этот раствор сливают в специальный бак для хранения до повторноно использования.

При некоторых водных режимах на поверхности металла создается устойчивая защитная пленка и в этом случае консервация не требуется. При любом водном режиме защитную пленку можно создать сразу же после останова котла путем подачи в котел аммиачного раствора трилона Б перегретым паром (350-370^оС, давление 1-1.3 МПа) от постороннего источника (из линии собственных нужд станции) по специальным трубопроводам. Паровой раствор частично отмывает поверхности котла с образованием комплексонатов железа, которые подвергаются термическому разложению на поверхностях котла. Консервация заканчивается при увеличении значения рН в сбросном паре до 9, после чего котел обеспаривается, дренируется и вскрывается.

В последние годы все большее распространение получает применение поверхностноактивных веществ (типа ОДА) для консервации оборудования энергетического блока.