Способ определения загрязненности поверхности нагрева энергетического котлоагрегата
Владельцы патента RU 2363882:
Открытое акционерное общество "ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ГЕНЕРИРУЮЩАЯ КОМПАНИЯ
![](http://www.fips.ru/chr/8470.gif)
Изобретение относится к химии, в частности к количественному определению загрязнений (отложений) на поверхности нагрева энергетического котлоагрегата, образовавшихся в течение межремонтного периода эксплуатации. Способ включает измерение количества загрязнений на поверхности нагрева, сравнение результатов измерений с заданными значениями и принятие решения по результатам сравнений о дальнейшей эксплуатации котлоагрегата или о приостановлении его эксплуатации и удалении загрязнений. Измерения количества загрязнений на поверхностях нагрева осуществляют в начальный и в конечный моменты нагрева, при этом в качестве измеряемого параметра выбирают сумму анионов в воде на входе в котлоагрегат и выходе из него, и количество воды, поступившее на вход котлоагрегата, а общее количество загрязнений на поверхности нагрева котлоагрегата определяют как разность значений загрязненности на входе в котлоагрегат и выходе из котлоагрегата по указанной зависимости. Способ позволяет получить результаты о загрязненности энергетического котлоагрегата с высокой достоверностью при простоте и минимальной трудоемкости его реализации в процессе эксплуатации. 2 табл., 2 ил.
Изобретение относится к химии, в частности к количественному определению загрязнений на поверхности нагрева энергетического котлоагрегата, образовавшихся в течение межремонтного периода эксплуатации.
Как известно, в процессе эксплуатации энергетического котлоагрегата на его поверхности нагрева образуются загрязнения, без достоверной информации о количественном и качественном состоянии которых дальнейшая эксплуатация котлоагрегата сопряжена с образованием теплонапряженных участков и снижением эксплуатационной надежности.
Известен способ определения загрязненности поверхности нагрева энергетического котлоагрегата, при котором измеряют количество загрязнений на поверхностях нагрева и сравнивают результаты измерений с заданными значениями и по результатам сравнений принимают решение о дальнейшей эксплуатации котлоагрегата либо о приостановлении его эксплуатации и удалении загрязнений, характеризующийся тем, что перед началом измерений осуществляют вырезку контрольных образцов поверхности нагрева котлоагрегата, а измерения осуществляют на поверхности вырезанных контрольных образцов катодным травлением по следующей математической зависимости:
q=(A-N)·10000/S [г/м2],
где
q - загрязненность поверхности, г/м2;
А - вес образца до обработки, г;
N - вес образца после обработки, г;
10000 - переход от «см2» к «м2»;
S - площадь очищаемой поверхности, см2 [Л.1, стр.41].
Описанный в [Л.1, стр.41] способ определения загрязненности поверхности нагрева энергетического котлоагрегата обеспечивает достоверные результаты определения загрязненности, но это констатация уже образовавшейся загрязненности после двух - трехлетнего периода эксплуатации, при этом применение указанного способа сопряжено со значительной трудоемкостью, обусловленной вырезанием контрольных образцов, подготовкой полуколец длиной 5 см.
Изобретением решается задача создания способа определения загрязненности поверхности нагрева энергетического котлоагрегата, характеризующегося высокой достоверностью полученных результатов при простоте и минимальной трудоемкости его реализации в процессе эксплуатации.
Для решения поставленной задачи в способе определения загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата, при котором измеряют количество загрязнений на поверхностях нагрева, сравнивают результаты измерений с заданными значениями и по результатам сравнений принимают решение о дальнейшей эксплуатации котлоагрегата либо о приостановлении его эксплуатации и удалении загрязнений, предложено, согласно настоящему изобретению, измерения количества загрязнений на поверхностях нагрева осуществлять в начальный и в конечный моменты нагрева, при этом в качестве измеряемого параметра выбирать сумму анионов в воде на входе в котлоагрегат и выходе из него, а общее количество загрязнений на поверхности нагрева котлоагрегата определять как разность значений загрязненности на входе в котлоагрегат и выходе из котлоагрегата по следующей зависимости:
где
Δзагр - общее количество загрязнений, г/м2;
Загр.вх - сумма анионов на входе в котлоагрегат, мг·экв/дм3;
Загр.вых - сумма анионов на выходе из котлоагрегата, мг·экв/дм3;
Кр. уп - кратность упаривания анионов между значениями на выходе и входе (по солесодержанию);
Qп.в - количество воды, поступившей на вход котлоагрегата, м3/ч;
tpaб - время работы котлоагрегата, ч;
Sпов - площадь поверхности нагрева котлоагрегата, м2;
Экв.ан - коэффициент перехода от эквивалентов, экв.
При этом коэффициенты, соответствующие кратности упаривания анионов Кр.уп и перехода от эквивалентов Экв.ан определяются по известным, в частности, из [Л.2, стр.95] и [Л.3, стр.427] зависимостям:
Где с/свых - солесодержание на выходе из котлоагрегата, мг/дм3;
с/свх - солесодержание на входе в котлоагрегат, мг/дм3;
Изобретение поясняется фиг.1, 2, на которых представлены зависимости влияния избытка фосфатов на количество загрязнений. Согласно [Л.4, стр170] избыток фосфатов не должен превышать 30 мг/дм3 (при оптимальном значении этого показателя 10÷18 мг/дм3 количество загрязнений минимально).
Сущность заявляемого способа определения загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата заключается в следующем.
В начальный момент нагрева измеряют количество анионов (загрязнений) на входе в котлоагрегат, затем по истечении заданного промежутка времени измеряют количество анионов (загрязнений) на выходе из котлоагрегата, измеряют также количество воды, поступившей на вход котлоагрегата, а общее количество отложений на поверхности нагрева S котлоагрегата определяют как разность значений загрязненности на входе в котлоагрегат и выходе из котлоагрегата по следующей зависимости:
где
Δзагр - общее количество загрязнений, г/м2;
Загр.вх - сумма анионов на входе в котлоагрегат, мг·экв/дм3;
Загр.вых - сумма анионов на выходе из котлоагрегата, мг·экв/дм3;
Кр. уп - кратность упаривания анионов между значениями на выходе и входе (по солесодержанию);
Qп.в - количество воды, поступившей на вход котлоагрегата, м3/ч;
tраб - время работы котлоагрегата, ч;
Sпов - площадь поверхности нагрева котлоагрегата, м2;
Экв.ан - коэффициент перехода от эквивалентов, экв.
При этом коэффициенты, соответствующие кратности упаривания анионов Кр.уп, и перехода от эквивалентов Экв.ан предложено определть по известным, в частности, из [Л.2, стр.95] и [Л.3, стр.427] зависимостям:
где с/свых - солесодержание на выходе из котлоагрегата, мг/дм3;
с/свх - солесодержание на входе в котлоагрегат, мг/дм3;
Изобретение поясняется также результатами экспериментальных данных по определению загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата, сведенными в таблицы. В частности, в таблице №1 представлены данные экспериментов по определению загрязненности поверхностей нагрева котлоагрегата №17 Филиала «Свердловская ТЭЦ» ОАО «ТГК 9», а в таблице №2 приведены данные по определению загрязненности поверхностей нагрева этого же котлоагрегата за межремонтный период, составляющий, согласно [Л.1, стр.24] 9-18 тыс. часов.
Результаты измерений и вычислений сведены в таблицы №№1 и 2.
После определения по приведенной выше математической зависимости (1) общего количества загрязнений Δзагр сравнивают полученное таким образом значение с заданным значением, соответствующим 800 г/м2 [Л.1, стр.26], и по результатам сравнения принимают решение о дальнейшей эксплуатации котлоагрегата либо о приостановлении его эксплуатации и удалении загрязнений.
Таблица №1 | ||||||||||
№ измер. | Qп.в | tрaб | Правый соленый отсек | Левый соленый отсек | ||||||
Загр.вх·2·Кр.уп | Загр.вых | Δзагр | PO4 3- | Загр.вх·2· Кр.уп |
Загр.вых | Δзагр | PO4 3- | |||
Ед. измер. | м3/ч | ч | мг·экв/дм3 | г/м2 | мг·экв/дм3 | мг·экв/дм3 | г/м2 | мг·экв/дм3 | ||
1 | 68,6 | 446 | 10,24 | 1,75 | 3,29 | 18 | 10,24 | 1,76 | 3,29 | 18,4 |
2 | 57 | 128 | 7,11 | 2,97 | 0,38 | 10,8 | 7,11 | 2,99 | 0,38 | 11.3 |
3 | 53,7 | 495 | 7,42 | 2.97 | 1,5 | 13,7 | 7,42 | 2,97 | 1,5 | 13,9 |
4 | 66 | 333 | 8,34 | 2,21 | 1,7 | 17,5 | 8,34 | 2,19 | 1,71 | 16,9 |
5 | 60 | 734 | 7,22 | 2,36 | 2,71 | 21,1 | 7,21 | 2,29 | 2,75 | 19,1 |
6 | 66,8 | 744 | 6,19 | 1,70 | 2,83 | 18,9 | 6,19 | 1,75 | 2,79 | 20,5 |
7 | 64 | 744 | 6,23 | 2,79 | 2,08 | 19 | 6,24 | 2,81 | 2,07 | 19,5 |
8 | 57 | 744 | 6,59 | 2,40 | 2,25 | 23 | 6,60 | 2,43 | 2,24 | 23,8 |
9 | 55 | 288 | 7,16 | 2,72 | 0,89 | 20,7 | 7,17 | 2,72 | 0,89 | 20,8 |
Всего: отложений | 17,64 | 17,61 |
Таблица №2 | |||||||
Год | Загр.вх·2·Кр.уп - Загр.вых·2 | tраб | Qп.в | Δзагр, полученное по заявляемому способу в течение рабочего года | Отложения, определенные по [Л.1] | Отложения, определенные по [Л.1]+Δзагр за рабочий год | |
Правый соленый отсек | Левый соленый отсек | ||||||
мг·экв/дм3 | ч | м3/ч | г/м2 | г/м2 | |||
1999 | 4,41 | 4,58 | 2484 | 57,2 | 32,38 | 727,3 | 759,68 |
2000 | 4,82 | 4,90 | 7588 | 56,4 | 105,46 | 865,14 | |
2001 | 6,89 | 7,12 | 6977 | 58,2 | 144,26 | 1009,4 | |
2002 | 5,42 | 5,40 | 5878 | 59,8 | 96,46 | 1105,9 | |
2003 | 5,85 | 5,64 | 4220 | 55,9 | 68,68 | 1174,5 |
Так, в частности, при количественном значении отложений, равном 865,14 г/м2, полученном в течение времени, равном 10072 часа (см. таблицу №2, строка вторая сверху), необходимо приостановление работы котлоагрегата и очистка его поверхности от загрязнений.
Заявляемый способ определения загрязненности позволил относительно простыми средствами решить задачу по определению загрязнений поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата, при этом достоверность результатов, полученных в процессе реализации способа, достаточно высокая. В филиале «Свердловская ТЭЦ» ОАО «ТГК-9» заявляемый способ определения загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата прошел апробацию, результаты которой подтвердили его работоспособность и широкие возможности практического применения в будущем. При этом достоверность результатов измерений по заявляемому способу достаточно высокая, а трудозатраты на его реализацию минимальны, в частности, по сравнению со способом, описанным в [Л.1], в заявляемом способе исключена вырезка контрольных образцов поверхностей нагрева. Кроме того, заявляемый способ позволяет резко уменьшить загрязнения, изменяя избыток фосфатов в котлоагрегате.
Литература
1. Методические указания по контролю состояния основного оборудования тепловых и электрических станций; определение количества и химического состава отложений. СО 34.37.306-2001.РД 153-34.1.-37.306-21, стр.41, 24, 26.
2. Белан Ф.И. / Водоподготовка. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1958, стр.95.
3. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия,. М., 1971 г., стр.427.
4. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, 2003 г., М.: Энергосервис, стр.170.
Способ определения загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата, при котором измеряют количество загрязнений на поверхностях нагрева, сравнивают результаты измерений с заданными значениями и по результатам сравнений принимают решение о дальнейшей эксплуатации котлоагрегата либо о приостановлении его эксплуатации и удалении загрязнений, отличающийся тем, что измерения количества загрязнений на поверхностях нагрева осуществляют в начальный и в конечный моменты нагрева, при этом в качестве измеряемого параметра выбирают сумму анионов в воде на входе в котлоагрегат и выходе из него, и количество воды, поступившее на вход котлоагрегата, а общее количество загрязнений на поверхности нагрева котлоагрегата определяют как разность значений загрязненности на входе в котлоагрегат и выходе из котлоагрегата по следующей зависимости:
Δзагр=(Загр.вх·2·Кр.уп-Загр.вых·2)·Qп.в·tpaб/Sпов·Экв.ан, г/м2,
где Δзагр - общее количество загрязнений, г/м2;
Загр.вх - сумма анионов на входе в котлоагрегат, мг·экв/дм3;
Загр.вых - сумма анионов на выходе из котлоагрегата, мг·экв/дм3;
Кр.уп- кратность упаривания анионов между значениями на выходе и входе (по солесодержанию);
Qп.в - количество воды, поступившей на вход котлоагрегата, м3/ч;
tpaб - время работы котлоагрегата, ч;
Sпов - площадь поверхности нагрева котлоагрегата, м2;
Экв.ан - коэффициент перехода от эквивалентов, экв.