Способ очистки внутренних поверхностей нагрева теплоэнергетического оборудования от оксидов железа

 

Использование: в теплоэнергетике для очистки теплоэнергетического оборудования от оксидов железа. Сущность изобретения: поверхности нагрева обрабатывают гидразинно-кислотным раствором. Затем обработку ведут раствором аммонийной соли этилендиаминтетрауксусной кислоты. Производят щелочную нейтрализацию промывочного раствора, осуществляют последовательно водо- и парокислородную обработку. Используют пар теплоэнергетического оборудования. На каждой стадии обработки повышают температуру. Подачу раствора на каждой стадии обработки регулируют в зависимости от pH промывочного раствора. 1 ил. 1 табл.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к способам очистки внутренних поверхностей нагрева от оксидов железа.

Известен гидразинно-кислотный способ очистки поверхностей нагрева, при котором в циркулирующий раствор гидразина в начальный участок промываемой схемы малыми порциями вводят соляную или серную кислоту. Процесс ввода кислоты и циркуляции продолжается до достижения значения рН раствора в конечном участке промываемой схемы, близкого к значению в начальном участке.

Недостатком является высокая концентрация кислоты в начальном участке и быстрое ее затухание по пути продвижения, а следовательно, многократная циркуляция раствора и высокая продолжительность процесса (24-48 ч).

Техническая задача, стоящая перед предлагаемым техническим решением повышение экономичности способа.

Данная задача решается тем, что в способе очистки внутренних поверхностей нагрева теплоэнергетического оборудования от оксидов железа, включающем гидразинно-кислотную обработку поверхностей, согласно изобретению поверхности нагрева после гидразинно-кислотной обработки дополнительно обрабатывают раствором аммонийной соли этилендиаминотетрауксусной кислоты со щелочной нейтрализацией раствора с последующими водо- и парокислородной обработками с использованием пара теплоэнергетического оборудования и повышением температуры на каждой стадии обработки при регулировании подачи раствора в зависимости от рН промывочного раствора.

При проведении комплексной очистки нет необходимости предварять ее пропуском горячей воды, что значительно сокращает расход последней.

Предлагаемая технология позволяет значительно сокращать время на первом ее этапе за счет разделения всего промывочного тракта на отдельные участки, т.к. появляется возможность подачи реагента на каждый из участков, кроме того, повышается эффективность очистки.

На последующем этапе очистки комплексонами с повышенными параметрами осуществляется лишь доочистка недостаточно очищенных участков, что позволяет значительно сократить расход реагента. Эта технология встраивается в растопку котла до проведения следующего этапа. Операция щелочения, например, аммиаком имеет цель нейтрализовать остатки очищающего реагента, сократить время проведения промывки от удаляемых загрязнений, преобразовать оксиды железа поверхности очищенного металла в гидроксиды для повышения эффективности следующего этапа и сократить время проведения водокислородной очистки.

При проведении этапа водокислородной обработки пар с кислородом из сепаратора поступает в перегреватели пара, разрыхляет и преобразует загрязнения в легкоудаляемые и удаляет их. Проведение данного этапа способствует сокращению расхода пара и кислорода на следующем этапе.

Кроме того, при проведении парокислородной очистки обогрев труб осуществляют топочными газами.

Постепенное (поэтапное) повышение температуры позволяет сократить затраты тепла на нагрев рабочей среды по сравнению с затратами при проведении всех видов очисток в отдельности.

Таким образом, совокупность существенных признаков предлагаемого технического решения позволяет значительно повысить экономичность очистки теплотехнического оборудования за счет исключения схемы очистки для многократной циркуляции промывочного раствора за счет соединения образования единой, последовательной технологической цепи. При этом появляется возможность удаления всех загрязнений с внутренних поверхностей до требуемых по нормам значений, провести оборудование защитных антикоррозионных пленок из оксидов железа и тем самым снизить расход воды и издержки на последующий пуск котла и достижения нормативных показателей качества воды и пара.

На чертеже представлена схема для реализации предлагаемого способа на примере энергоблока мощностью 800 МВт с прямоточным котлом.

Схема очистки внутренних поверхностей нагрева теплоэнергетического оборудования от оксидов железа содержит прямоточный котел 1, конденсатор турбины 2, насос конденсатора 3, блочную обессоливающую установку 4 для очистки воды из конденсатора, подогреватель низкого давления ПНД (N 1) 5, насос конденсатора 6, подогреватель низкого давления (N 2) 7, насос конденсата 8, группу поверхностных подогревателей 9 низкого давления (N 3, 4, 5), деаэратор воды 10, питательный насос 11 котла, группу поверхностных подогревателей высокого давления (ПВД) 12, водяной экономайзер 13 котла, экраны 1-го и 2-го хода топки котла 14, экраны 3-го хода верхней части топки котла и щеки 15, паро-паровой теплообменник, экраны 16 горизонтального газохода и конвективной шихты, встроенную задвижку (ВЗ) 17, сепаратор 18, расширить 19, перегреватель 20 пара высокого давления, перегреватель 21 пара низкого давления, насос 22 химической очистки, бак 23 гидразингидрата, насос-дозатор 24 гидразингидрата, бак 25 раствора аммиака, насос-дозатор 26 раствора аммиака, бак 27 серной кислоты, насос-дозатор 28 серной кислоты, бак 29 органического реагента, насос-дозатор 30 органического реагента, баллон 31 кислорода, отборники 32 и 33 проб, регулирующие клапаны 34, трубопровод 35 отработанного раствора в бак нейтрализации, трубопровод 36 пара собственных нужд, трубопровод 37 воды из баков запаса.

Реализуется предлагаемый способ следующим образом.

Вода из конденсатора 2 насосом 3 подается через обессоливающую установку 4 в ПНД 5, насосом 6 из ПНД 5 в ПНД 7, насосом 8 из ПНД 7 через группу ПНД 9 в деаэратор 10, насосом очистки 22 через ПВД 12 в котел 1. Перед встроенной задвижкой 17 поток воды проходит через сепаратор 18, расширитель 19 и по трубе 35 сбрасывается в бак нейтрализации. На первом этапе начинают гидразинно-кислотную очистку. При этом в подогревателе 9 низкого давления подогревают воду паром до температуры 100-120^оС. На вход насоса 8 из бака 23 с помощью насоса 24 подают раствор гидразингидрата при концентрации в воде после ПНД 9 из отборника 33, равной 50-80 мг/кг, затем насосом 28 из бака 27 на вход ПНД 9 подают концентрированную серную кислоту в количестве, обеспечивающем значение рН раствора после ПНД 9 из отборника 33, не превышающее 2,5, а на вход ПНД 12 не превышающее 2, для чего в трубу на выходе деаэратора 10 добавляется кислота. В связи со снижением в растворе концентрации кислоты при движении через ПВД 12 из-за взаимодействия последней с оксидами железа на входе в водяной экономайзер 13 добавляют кислоту до значения рН равного 2, которое определяется по значению рН из отборника 33. Добавку кислоты до значения рН не свыше 2 осуществляют перед каждой из последующих групп поверхностей 14, 15, 16 и регулируют клапаном 34 по значению рН из отборника 33.

При повышении значения рН раствора из отборника 32 предыдущей поверхности по мере ее очистки до значения 2,5 на вход этой поверхности прекращается подача кислорода. Процесс заканчивается при достижении значения рН раствора перед ВЗ 17, равного 2,5.

После достижения заданных показателей промывочного раствора перед ВЗ 17 зажигаются горелки котла и температура среды перед ВЗ 17 повышается до 180-200^оС, а перед котлом до 130-170^оС и начинается операция очистки. При этом в воду на вход ПВД 12 насосом 30 из бака 29 подается раствор аммонийной соли этилендиаминтетрауксусной кислоты до ее концентрации на входе в котел 1,3-1,7 г/кг и значения рН 4,50,5. Операция очистки заканчивается при прекращении роста содержания железа.

На следующем этапе осуществляется нейтрализация остатков раствора кислоты и образование на поверхности металла пленки из гидроксида железа. Для этого насосом 26 из бака 25 подается гидроксид аммония на вход насоса 8 до значения рН, равного 10,50,5, а температура среды перед ВЗ 17 повышается до 250^оС. Операция заканчивается при достижении рН 10 перед ВЗ 17.

Далее проводят водокислородную обработку очищенного тракта. При этом температуру среды перед ВЗ 17 повышают с переключением сброса воды в конденсатор 2 с расширителя 19. Из конденсатора 2 насосом 3 вода подается на обессоливающую установку 4 для очистки. После очистки вода последовательно прокачивается через ПНД 9, деаэратор 10 и с помощью насоса 22 через котел и ВЗ 17, сепаратор 18 и расширитель 19 в конденсатор 2. Газообразный кислород добавляют в воду перед ПНД 9 и после деаэратора 10 до концентрации 15 мг/кг. Среда после ВЗ 17 сначала в сепараторе 18, затем в расширителе 19 разделяется на пар с кислородом и воду. Пар с кислородом из сепаратора 18 поступает в перегреватели пара 12. Из расширителя 19 пар с кислородом подается в паропроводы 36 для собственных нужд пароводяного тракта. При этом пар с кислородом разрыхляет и преобразует загрязнения в легкоудаляемые и удаляет их.

Процесс обработки считается законченным, если концентрация кислорода и железа перед ВЗ 17 достигает величин, равных на входе в котел.

Далее следует этап парокислородной очистки перегревателя 21 пара низкого давления. Для этого среда перед ВЗ 17 нагревается до температуры 300-380^оС. Пар после перегревателя пара 20 подается в перегреватель 21 пара низкого давления, кислород подается на вход котла и на вход перегревателя пара 21 до содержания, равного 0,2 г/кг. Процесс очистки считается законченным, если концентрация кислорода на выходе перегревателя пара 21 стабилизируется на уровне 0,150,05 г/кг; подача кислорода на вход перегревателя пара 21 прекращается и продолжается очистка до осветления проб конденсата пара из отборника 32 на выходе перегревателя 21.

Очистку паром с кислородом проводят с помощью перегревателя 20 пара высокого давления, для чего пеpед ВЗ 17 повышает температуру среды до 370-420^оС, пар после перегревателя пара 20 сбрасывается в атмосферу. Кислород подается на вход котла и на вход перегревателя пара 20 до содержания, равного 0,2 г/кг. Процесс очистки считается законченным при концентрации кислорода на выходе перегревателя 20, стабилизирующейся на уровне 0,150,05 г/кг, подача кислорода на вход перегревателя 20 прекращается и продолжается очистка до осветления проб конденсата пара из отборника 32 на выходе перегревателя 20. Порядок выполнения операций и их параметров приведены в таблице.

Предлагаемая технология по сравнению с отдельно взятыми более экономична и эффективна. Это объясняется упрощением и удешевлением процесса очистки за счет снижения стоимости монтажа схемы, применения серной кислоты, гидразина и аммиака, являющимися недорогими и доступными реагентами.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ ОКСИДОВ ЖЕЛЕЗА, включающий гидразинно-кислотную обработку поверхностей, отличающийся тем, что поверхности нагрева после гидразинно-кислотной обработки дополнительно обрабатывают раствором аммонийной соли, этилендиаминтетрауксусной кислоты с щелочной нейтрализацией раствора с последующими водо- и парокислородной обработками с использованием пара теплоэнергетического оборудования и повышением температуры на каждой стадии обработки при регулировании подачи раствора в зависимости от pH промывочного раствора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2