книги из ГПНТБ / Субботина, Н. П. Водный режим и химический контроль на тепловых электростанциях

нудителы-юй циркуляции горячего воздуха в мощных па­ рогенераторах по конструктивным и экономическим со­ ображениям затруднительно.

Для защиты металла от стояночной коррозии, в слу­ чаях когда парогенератор заполнен водой или когда на его поверхностях имеется пленка влаги, используют ме­ тоды консервации, основанные на понижении коррозион- но-агрессивных свойств среды. Как уже указывалось ранее, при простоях оборудования увеличение агрессив­ ности среды связано с проникновением в аппаратуру атмосферного воздуха и повышением в воде концентра­ ции растворенного кислорода. В остановленном парогене­ раторе даже при 'полностью закрытой арматуре насыще­ ние воды кислородом воздуха происходит довольно быстро. Максимальные концентрации кислорода наблюда­ ются в местах присоса воздуха. Через несколько суток простоя кислород обнаруживается во всех точках паро­ генератора, несмотря на относительно малую скорость диффузии молекул кислорода в спокойной жидкости.

При кратковременных остановах находит применение

питательной водой и поддержание в агрегате избыточно­ го давления с тем, чтобы предотвратить присосы воздуха. Так как при заполнении парогенератора водой из змееви­ ков пароперегревателя и других участков тракта воздух может удалиться не полностью, а также в связи с тем, что в питательной воде могут быть небольшие остаточные концентрации кислорода, консервация парогенераторов питательной водой, существенно уменьшая стояночную коррозию, не обеспечивает полного ее предотвращения. Более надежна консервация парогенераторов с примене­ нием ингибиторов коррозии, которые способствуют обра­ зованию на поверхности металла защитных пленок, пре­ пятствующих дальнейшему протеканию коррозионных процессов.

При низких температурах роль ингибиторов коррозии могут выполнять различные щелочные соединения. В растворах гидроокисей NaOH, NH 4 OH на поверхности металла образуются кроющие пленки гидратов окислов железа; в растворах фосфатов на анодных участках об­ разуются нерастворимые фосфаты железа. Несмотря на

101

эффективность защиты металла, метод консервации па­ рогенераторов растворами едкого натра и фосфата на­ трия не получил большого распространения. Применение концентрированных растворов реагентов создает неудоб­ ства при пуске парогенератора, так как требуется дрени­ ровать защитный раствор и отмыть поверхности. Если в пароперегревателе останется щелочной раствор, весьма агрессивно действующий на металл при высоких темпе­ ратурах, то после пуска парогенератора будет наблю­ даться усиление коррозии труб.

При консервации парогенераторов, которые останав­ ливаются на неопределенное время и пуск которых дол­ жен производиться возможно быстрее, преимущества имеют ингибиторы, которые не вызывают необходимости вытеснения защитного раствора перед растопкой. К та­ ким ингибиторам относятся аммиак и гндразингидрат. При растопке парогенератора концентрации этих инги­ биторов в воде постепенно снижаются. Будучи летучим, аммиак переходит из жидкой фазы в пар и вместе с па­ ром удаляется из парогенератора. Гндразингидрат по мере повышения температуры подвергается термическо­

что при низких температурах растворы аммиака и гидра­ зина оказывают пассивирующее действие на сталь, если

10.5—11,0 и гидразина с концентрацией не ниже 300— 500 мг/л N2H/,. Защитное действие раствора гидразина основано ня восстановительных и пассивирующих его свойствах. Поскольку скорость взаимодействия гидрази­

щего раствора и его температуру. По указанным выше соображениям для повышения рН защитного раствора лучше использовать летучие основания; обычно приме­ няют аммиак. В настоящее время м е т о д к о н с е р в а ­ ц и и с м е ш а н н ы м г и д р а з и н н о - а м м и а ч н ы м П Я С Т В О Р О М (концентрация N9H4 300—500 мкг/л; рН 10,5—11.0: температура 150—200°С) широко применяет­ ся на ТЭС. Этот метод позволяет надежно консервиро-

102

вать энергетические парогенераторы как барабанного, так и прямоточного типа, однако применять его можно лишь при простоях, не связанных с разгерметизацией оборудования.

На блочных ТЭС, где требуется повышенная эксплу­ атационная надежность мощного энергооборудования, при остановах необходимо осуществлять консервацию не

к о н с е р в а ц и и а з о т о м . Вытесняя из оборудования

В конден­ сатор

От ЦВД

Рис. 3-3. Схема азотной консервации парогенератора ПК-33.

1 — тракт парогенератора; 2— промежуточный пароперегреватель; 3 — растопочный сепаратор; 4 — РОУ; 5 — о б щ и й станционный коллектор,

азота.

103

уменьшения концентрации в воде растворенного кисло­ рода, если при останове не удалось избежать его попа­ дания. Так как скорость коррозии с кислородной депо­ ляризацией в основном зависит от концентрации кисло­ рода, снижение последней ведет к уменьшению скорости

~~7$- ПГТ$ [Г~7^

От питатель IIых насасов

стояночной коррозии. Чтобы исключить присосы воздуха, необходимо на все время простоя поддерживать в обо­ рудовании избыточное давление азота. Чтобы умень­ шить концентрацию кислорода в воде путем его десорб­ ции из воды в газовую фазу, необходимо пользоваться азотом высокой чистоты в отношении содержания в нем кислорода. Рекомендуется пользоваться азотом с содер­ жанием не более 0,5% 02 .

Для быстрого заполнения оборудования азотом на электростанции необходимо иметь определенный запас

10*

газа. На крупных ТЭС сооружаются стационарные уста­ новки для получения азота; резервными емкостями слу­ жат баллоны или ресиверы. Обычно азот вводят в не­ скольких точках пароводяного тракта. Места ввода азо­ та выбирают с учетом особенностей как парогенератора, так и тепловой схемы энергоблока. На рис. 3-3 показана схема азотной консервации прямоточного парогенератора ПК.-33. Ввод азота производится в сбросные трубопрово­ ды из растопочных сепараторов, в трубопровод после ре- дукционно-охладительной установки (РОУ), в холодные нитки промежуточного пароперегревателя, а также через воздушники после водяного экономайзера и пароперегре­ вателя первой ступени.

Варианты схем азотной консервации регенеративных подогревателей показаны на рис. 3-4. Так как внутрен­ ние поверхности регенеративных подогревателей омыва­ ются рабочей средой с паровой и водяной сторон, запол­ нение .азотом предусматривается как парового, так и во­ дяного пространств. В паровую часть подогревателей вы­ сокого давления азот подводится по трубопроводам от­ борного пара. Подвод азота по водяной стороне ПВД осуществляется через воздушники, имеющиеся на трубо­ проводе перед ПВД.

Технология азотной консервации парогенераторов несколько ви­ доизменяется в зависимости от условий, в которых производится останов. Когда парогенератор оставливают аварийно из-за разрыва какой-либо трубы, азот сначала подают к участку поврежденной по­ верхности, чтобы предотвратить попадание воздуха, а затем запол­ няют азотом остальные участки парогенератора. На время выпол­ нения сварочных 1 работ подачу азота в поврежденную поверхность парогенератора прекращают. При плановых остановах подачу азота в парогенератор начинают при снижении давления пара в проме­

ред подачей азота парогенератор заполняют деаэрированной водой, а затем воду вытесняют азотом, так как при непосредственном вы­ теснении воздуха азотом расход последнего увеличивается в 4—5 раз. По окончании периода консервации азот из пароводяного трак­ та выпускают з атмосферу.

Во время капитальных ремонтов, когда оборудование подвергается полной разгерметизации, методы защиты от стояночной коррозии путем заполнения аппаратуры

1 Азот может вызвать удушье ремонтного персонала. Для того, чтобы немедленно обнаружить его поступление к месту выполне­ ния •ремонтных работ, в азот добавляют аммиак. Появление запаха аммиака является сигналом для принятия мер предосторожности.

(Прим. ред.)

105

консервирующими растворами или инертным газом (азо­ том) практически неосуществимы. Для уменьшения кор­ розии металла при свободном доступе атмосферного воз­ духа стремятся заблаговременно получить на металли­ ческой поверхности устойчивые защитные пленки, могу­ щие просуществовать на протяжении 'всего периода ка­ питального ремонта (1,5—2 мес) . С этой целью приме­

рно. 3-5. Схема консервации пароводяного тракта блока 300 Мет.

няют обработку внутренних поверхностей парогенерато­ ров смешанным раствором нитрита натрия NaN02 и аммиака концентрацией 2,5%. Продолжительность об­ работки поверхностей металла нитритно-аммиачным раствором при комнатной температуре составляет 20— 24 ч. После того, как раствор слит, производят ремонт­ ные работы. Перед пуском оборудования в работу необ­ ходимо проводить тщательную отмывку водой от нитри-

106

тов во избежание митритной коррозии Парогенераторов. Отработанный раствор нитритно-аммиачной смеси мо­ жет храниться длительное время и использоваться мно­ гократно. Сбрасываемые порции раствора подлежат обезвреживанию, так как предельно допустимая концен­ трация нитритов в сбрасываемых водах не должна пре­ вышать 30 мг/л NO_ 2-

На блочных установках в связи с опасностью нитритной коррозии предпочитают применять перед капи­ тальными ремонтами обработку поверхностей парогене­

ции пароводяного тракта мощного энергоблока закрити-

водой и направляют в специальный котлован для обез­ вреживания.

3-2. КОРРОЗИЯ ПРИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОМЫВКАХ ОБОРУДОВАНИЯ

На тепловых электростанциях широко применяются химические промывки оборудования. На всех впервые пускаемых парогенераторах и энергоблоках проводятся

вания технологической окалины, продуктов атмосферной коррозии, сварочного грата, смазочных материалов, зем­ ли, песка, золы и прочих загрязнений. Окалина, обра­ зующаяся при изготовлении труб на металлургических заводах, несмотря на применение специальных способов по ее очистке, полностью с поверхности металла, как правило, не удаляется. Дополнительные количества тех­ нологической окалины образуются на котлостроительных заводах при термической обработке гибов труб, свар­ ных стыков, коллекторов парогенераторов и прочих узлов поставочных блоков. Сварочный грат попадает на вну­ тренние поверхности при сварочных работах. Другие загрязнения поступают при перевозке, хранении, во вре­ мя и после монтажа. Продукты атмосферной коррозии накапливаются в течение всего периода, пока монтируе­ мое оборудование не будет подготовлено к работе.

107

процесс, осуществляемый в несколько этапов. Он зани­ мает по времени от 10 до 30 суток. Вначале проводятся водные промывки для удаления из оборудования загряз­ нений, которые слабо сцеплены с поверхностью метал­ ла — песка, земли, рыхлых продуктов коррозии, и вытес­ нения воздушных «пробок», которые могут образоваться в верхних петлях змеевиков. После водных промывок осуществляется обработка поверхностей щелочными растворами, чтобы удалить смазочные материалы. Ос­ новным этапом предпусковой химической промывки является кислотная промывка, предназначенная для растворения и удаления с поверхности металла техно­ логической окалины и продуктов атмосферной коррозии. Затем следуют этапы повторной водной промывки, ней­ трализации кислого моющего раствора и заполнения пассивирующим раствором. Предпусковой химической промывке подвергаются питательные трубопроводы, по­ догреватели высокого давления с водяной стороны, во­ дяные экономайзеры, экраны и барабаны парогенерато­ ров, большая часть паропроводов перегретого пара и вторичный пароперегреватель.

Для удаления продуктов коррозии и отложений, обра­

В отличие от предпусковой очистки, которая проводится 1 раз, эксплуатационные промывки за время службы оборудования могут повторяться многократно. Перио­ дичность проведения эксплуатационных промывок зави­ сит от состояния водного режима данной ТЭС. При не­ обходимости эксплуатационным промывкам подвергают­ ся различные участки пароводяного тракта.-Проводятся эксплуатационные промывки парогенераторов, турбин, конденсаторов, регенеративных и сетевых подогревате­ лей. Технологические схемы эксплуатационных промы­ вок строятся с учетом состава отложений, которые ча­ стично или полностью должны быть переведены в раст­ вор и смыты с поверхностей оборудования. При всем разнообразии методов химических промывок практиче­ ски все моющие растворы по отношению к металлу являются коррозионно-активными. По сравнению с пред-

108

пусковой промывкой каждая эксплуатационная промыв­ ка менее продолжительна по времени, но поскольку экс­

Оптимальными считаются такие методы химической очистки, которые обеспечивают сочетание большой ско­

растворы добавляют ингибиторы коррозии, которые тор­ мозят катодный или анодный процессы или оба одно­ временно. Ингибиторов, которые были бы эффектив­ ны для любой среды и любого металла, . не существует. Подбор ингибиторов и их смесей осуществляют экспери­ ментально применительно к конкретным условиям хими­ ческой очистки. Из числа ингибиторов, подходящих для данной реакции среды (нейтральная, кислая или щелоч­ ная), при химических промывках теплоэнергетического оборудования отдают предпочтение хорошо раствори­ мым веществам, которые могут вводиться в незначитель­ ных концентрациях и являются недефицитными и недо­ рогими продуктами. Учитывают также возможность по­ следующего обезвреживания моющих отработанных растворов.

На тепловых электростанциях при химических про­ мывках применяются растворы соляной, серной, адипиновой, ортофталевой, лимонной кислот, моноаммонийцитрата, а также композиций на основе комплексонов. Выпускаемая промышленностью ннгибированная соля­ ная кислота содержит ингибитор ПБ-5,. представляющий собой продукт конденсации уротропина и анилина. Этот ингибитор замедляет коррозию стали при температурах не свыше 60 °С. В моющие растворы соляной кислоты добавляются и другие ингибиторы, такие, как катапин — алкилбензилпиридинхлорид, БА-6 — продукт конденса­ ции бензиламина и формальдегида, И-1-А, ПКУ, уротро­ пин. Ингибиторы катапин К и ПК.У пригодны также для растворов серной кислоты; в разбавленных растворах серной кислоты хорошим ингибитором является гидра­ зин. Для растворов лимонной кислоты и моноаммонийцитрата эффективным ингибитором является каптакс (2- меркаптобензтиазол); обычно его применяют в смеси

109