7.2.Борьба с коррозией парогенераторов во время работы

К профилактическим мероприятиям борьбе с коррозией относятся:

а) удаление из воды коррозионно-агрессивных примесей;

б) нейтрализация — перевод агрессивных примесей в неопасные соединения без удаления их из воды — пассивация: сульфитирование, ввод гидразина, ввод аммиака и летучих аминов², щелочение, ввод нитрата натрия (селитры NaNO₃) и др.;

в) создание временных защитных пленок на коррозирующей поверхности при помощи трилона Б³ или гидразина (магнетитовая пленка) и др.;

г) применение материалов, стойких против коррозии в данной среде: нержавеющей стали, медных сплавов, пластмасс, различных противокоррозионных, органических покрытий, лужение, оцинкование и эмалирование коррозируемой поверхности;

д) безопасный тепловой и химический режим эксплуатации теплосилового оборудования, обеспечивающий создание и сохранение на омываемой водой (или паром) поверхности металла защитной магнетитовой пленки, предупреждающей пароводяную коррозию, не допускающей появления межкристаллитных или иных трещин вследствие чрезмерных и переменных напряжений металла, включая недопущение быстрых и частых растолок (остановок) котлов и чрезмерно высокой разности температур в теле барабанов и их элементов, недопущение резких и частых колебаний температуры металла (свыше 30 — 40 °С). Защита металла от местного перегрева или охлаждения; постоянная щелочность котловой воды ± 0,2 рН;

е) применение гальванических способов предотвращения коррозии в высокоминерализованной воде — изменение направления возникающих при элетрохимической коррозии гальванических токов путем применения катодной или протекторной защиты, при которой поражается коррозией не металл оборудования, а специально введенные в аппарат куски металла (чугун при катодной защите, цинк или сплав алюминия с цинком и магнием при протекторной защите);

ж) предупреждение наружной коррозии трубопроводов, особенно тепловых сетей в почвенных или проникающих в каналы водах при наличии блуждающих токов от расположенных вблизи кабелей, рельсов электрифицированного транспорта и др.;

з) создание на внутренней поверхности временных защитных нитритных, железосиликатных или магнетитовых пленок.

и) соблюдение оптимальных величин рН и концентраций гидразина, комплексонов⁴, ОЭДФК⁵, фосфатов;

к) хорошее состояние термозащитных рубашек и других устройств, предупреждающих попадание "холодной" (t < t_кип) воды и растворов на стенки барабанов. Проверка их состояния при капитальных ремонтах;

л) поддержание скорости питательной воды в экономайзере большей 0,3 м/с, так как при малой скорости движения воды пузырьки выделившихся из воды коррозионно активных газов оседают на стенках труб.

7.3.Борьба со стояночной (кислородной) коррозией парогенераторов, находящихся в резерве или ремонте

Методы борьбы со стояночной коррозией делятся на сухие и мокрые.

Простейшим методом борьбы со стояночной коррозией парогенераторов являются спуск из них еще горячей воды с температурой 80 °С и высушивание путем открывания всех лючков, лазов и воздушников для выхода образующегося пара. В отдельных случаях для улучшения и ускорения высушивания можно применять слабый обогрев опорожненного парогенератора газом или горячим (t = 200 - 250 °С) воздухом. Температура стенок должна превышать 100 °С.

При длительной стоянке парогенераторов в резерве в барабаны их после опорожнения и высушивания помещают противни с влагопоглотителем (хлористым кальцием CaCl₂, негашеной известью CaO, силикагелем (высушенный золь кремниевой кислоты H₂SiO₃) и др.) и герметически закрывают все лазы, лючки, арматуру. На 1 м³ полного объема котла требуется не менее 2 кг прокаленного CaCl₂, 3 кг свежеобожженной СаО или прокаленного силикагеля. Состояние влагопоглотителя проверяют каждые 3—6 мес и в случае расплывания CaCl₂ или разрушения комков СаО в результате превращения их в Са(ОН)₂ влагопоглотители заменяют свежими.

Применяют также вытеснение влажного воздуха из отглушенных парогенераторов и заполнение их сухим азотом (99,5 % N₂) или сухим газообразным аммиаком и поддержание в заполненных этими газами парогенераторах избыточного давления (0,01 - 0,1 МПа).

Новейшими способами создания защитной пленки магнетита или силиката железа на внутренней поверхности выводимого в резерв или ремонт и опоражниваемого парогенератора являются гидразинный, комплексонный, силикатный и известковый.

При гидразинном способе парогенератор за 6 — 8 ч до полной его остановки продувают через нижние точки для удаления шлама и при помощи фосфатного дозирующего насоса вводят в заполненный водой до нормального уровня парогенератор 3—5 %-ный раствор гидразина, доводя концентрацию его в котловой воде до 200 - 250 мг/л. При кипячении в течение 1 — 2 ч на поверхности металла создается довольно плотная пленка, состоящая из магнетита, защищающая металл от кислородной коррозии. После кипячения парогенератор заполняют деаэрированной водой до воздушника и присоединяют к деаэраторам. При снижении концентрации гидразина в консервирующей воде ниже 100 мг/л в него вводят дополнительную порцию реагента и снова кипятят.

При комплексоном способе в парогенератор за 10 — 12 ч до полной остановки вводят комплексон: этилендиа-минтетрауксусную кислоту (ЭДТК — ЭДТА) или ее соли, например трилон Б, в количестве 300 — 800 г/м³ и кипятят воду при 150 °С при давлении 0,5 МПа в течение 4 — 6 ч. При этом отложения Са, Мg, Fe, AI переходят в раствор в виде комплексонатов. Затем температуру и давление в парогенераторе постепенно поднимают до 260 — 300 °С (3,5 — 7,0 МПа) и продолжают кипячение еще 4 - 6 ч. При этом происходит разрушение комплексоната железа и выделение на всей поверхности металла водяного объема парогенератора прочной защитной пленки магнетита (Fe₃O₄). Этот способ пригоден только для котлов среднего и высокого давления (>3,5 МПа), а для трубопроводов непригоден.

"Мокрые" методы консервации допустимы при плюсовых температурах и более удобны, чем "сухие", но они пригодны только при сохранении воды или консервирующего раствора в парогенераторе. К ним относятся также:

а) пребывание парогенераторов в горячем резерве с поддержанием в них избыточного давления 0,3 - 0,5 МПа паром от других парогенераторов, от деаэраторов, от отборов турбин, от расширителей непрерывной продувки, от линии собственных нужд или растопочной;

б) заполнение парогенератора деаэрированной водой и поддержание в нем давления выше атмосферного в самой верхней точке котла (воздушник). Давление в нем поддерживается при помощи деаэрированной питательной или сетевой воды как после деаэраторов ДП (0,5 — 0,7 МПа), так и после питательных насосов.

Стальные парогенераторы небольшого объема можно консервировать 1 %-ным раствором нитрита натрия⁶ (NaNO₂ + NH₃). Опорожненный парогенератор заполняют раствором нитрита на 20 — 30 мин и затем выпускают его в бак. Пленка раствора, остающаяся на поверхности металла, защищает его от кислородной коррозии. В случае полного высыхания поверхности пленка NaNO₂ не исчезает и коррозия сухой поверхности не протекает, а при увлажнении поверхности защитная пленка вновь восстанавливается. Недостатком способа является необходимость расходования больших количеств нитрита (> 10,0 кг/м³ объема парогенератора), необходимость в резервуарах для приема спускаемого из парогенератора раствора и недопустимость спуска раствора в канализацию без разрушения NaNO₂ (норма содержания NO₂ в воде открытых водоемов по азоту < 10 мг/л). Перед пуском парогенератор отмывают от нитрита водой.

Хорошие результаты дала консервация стальных водогрейных котлов и котлов "малой энергетики" прозрачным насыщенным раствором Са(ОН)₂ щелочностью 30 — 45 ммоль/л при содержании в растворе не более 350 мг/л Cl^- и 450 мг/л SO₄^2-. Котел, заполненный известковым раствором, после часовой циркуляции ставится в резерв.

Мокрая силикатная консервация парогенераторов давлением ниже 7,0 МПа, а также аппаратов и трубопроводов систем теплоснабжения и горячего водоснабжения должна производиться рабочим раствором Na₂O·mSiO₂ концентрацией 1500 - 2500 мг/л безводного силиката (1000 мг/л SiO₂ и щелочность 7—8 ммоль/л). Рабочий раствор силиката готовят из концентрированного жидкого товарного стекла плотностью 1,4 — 1,48 г/мл. При помощи эжектора или дозирующего насоса, разбавляя силикат водой до нужной концентрации, полностью заполняют им консервируемый аппарат или трубопровод на 100 — 150 часов (при циркуляции на 8 — 10 ч). Создаваемая на поверхности металла из оксидов железа и силиката натрия тонкая (~ 100 мкм) ферросиликатная пленка защищает металл от коррозии как во время заполнения аппарата или трубопровода раствором силиката, так и некоторое время (до 45 сут) после слива раствора.

В тех случаях, когда невозможно законсервировать оборудование и трубопроводы, находящиеся в резерве, ни одним из упомянутых выше способов, их заполняют до воздушников обычной технической водопроводной недеаэрированной водой с возможно более низой температурой (1 — 25 °С). Протекание воды через консервируемый аппарат или трубопровод при этом недопустимо. В верхней точке консервируемого аппарата (воздушник) должно поддерживаться избыточное давление 0,1 — 0,3 МПа.

В 1 л воздуха содержится около 250 мг кислорода, а в 1 л воды насыщенной кислородом, лишь 8—12 мг, т.е. в 20 — 30 раз меньше. Для прекращения углекислотной коррозии водопроводную воду необходимо подщелочить (NН₃, NaOH) до рН 8,3 - 8,5. При возможности щелочные растворы (кроме аммиачного), а также заполняющую агрегат недеаэрированную воду целесообразно прокипятить в течение 1 — 2 ч для удаления воздуха (кислорода) при нормальном уровне в барабанах, а затем подпитать котел до воздушника, поддерживая в агрегате избыточное давление, но не допуская протока воды через него.