Metode de prevenire a uzurii corozive a unui cazan de apă caldă. Tipuri de coroziune a unităților cazanelor cu abur. Coroziunea căii de alimentare cu apă și a conductelor de condens
Suprafețele de încălzire ale încălzitoarelor de aer tubulare și regenerative, economizoarelor de temperatură joasă, precum și conductelor de gaz metalice și cosuri de fum la temperaturi ale metalelor sub punctul de rouă gaze arse... Sursa de coroziune la temperatură joasă este anhidrida sulfuric SO 3, care formează vapori de acid sulfuric în gazele de ardere, care se condensează la temperaturile punctului de rouă ale gazelor de ardere. Câteva miimi de procente de SO 3 în gaze sunt suficiente pentru a coroda metalul cu o viteză care depășește 1 mm/an. Coroziunea la temperatură scăzută încetinește atunci când se organizează un proces de ardere cu un mic exces de aer, precum și atunci când se utilizează aditivi pentru combustibil și crește rezistența la coroziune a metalului.
Ecranele arzătoarelor cu tambur și cazane cu trecere o dată sunt expuse la coroziune la temperaturi ridicate în timpul arderii combustibil solid, supraîncălzitoarele și montajele acestora, precum și ecranele părții inferioare de radiație a cazanelor supercritice la arderea păcurului sulfuros.
Coroziunea suprafeței interioare a țevilor este o consecință a interacțiunii cu metalul țevilor a gazelor de oxigen și dioxid de carbon) sau a sărurilor (cloruri și sulfați) conținute în apa cazanului. V cazane moderne conținutul de presiune de vapori supercritică al gazelor și sărurilor corozive ca urmare a desalinizării profunde apa de alimentare iar dezaerarea termică este neglijabilă și principala cauză a coroziunii este interacțiunea metalului cu apa și aburul. Coroziunea suprafeței interioare a țevilor se manifestă prin formarea de urme, gropi, cochilii și fisuri; suprafața exterioară a țevilor deteriorate nu poate fi diferită de cele sănătoase.
Deteriorarea coroziunii interioare a conductelor include, de asemenea:
coroziunea de parcare cu oxigen care afectează orice zone ale suprafeței interioare a conductelor. Zonele cele mai intens afectate sunt acoperite cu depozite solubile în apă (conductele supraîncălzitoarelor și zona de tranziție a cazanelor cu trecere o dată);
subnamol coroziunea alcalina a cazanului si tuburi de ecran apărute sub acțiunea alcalinelor concentrate din cauza evaporării apei sub stratul de nămol;
Oboseala de coroziune, manifestata sub forma unor fisuri la cazan si tuburile de perete ca urmare a actiunii simultane a unui mediu corosiv si a tensiunilor termice alternante.
Pe țevi se formează scara din cauza supraîncălzirii lor la temperaturi care depășesc semnificativ cele calculate. În legătură cu creșterea productivității unităților de cazane, cazurile de defectare a tuburilor de supraîncălzire cu abur din cauza rezistenței insuficiente la calcar la gazele de ardere au devenit mai frecvente în ultima perioadă. Formarea intensivă a calcarului se observă cel mai adesea în timpul arderii păcurului.
Uzura pereților țevilor are loc ca urmare a acțiunii abrazive a prafului și cenușii de cărbune și șist, precum și a jeturilor de abur care ies din țevile adiacente deteriorate sau din duzele suflantelor. Uneori motivul uzurii și întăririi pereților țevilor este împușcătura folosită pentru curățarea suprafețelor de încălzire. Locurile și gradul de uzură a conductelor sunt determinate prin examinarea externă și măsurarea diametrului acestora. Grosimea reală a peretelui țevii este măsurată cu un indicator de grosime ultrasonic.
Deformarea țevilor de perete și cazan, precum și țevile individuale și secțiunile panourilor de perete ale părții de radiație a cazanelor cu flux direct are loc atunci când țevile sunt instalate cu interferențe inegale, elementele de fixare a țevilor se rup, se pierde apa și din cauza lipsei de libertate pentru mișcările lor termice. Deformarea bobinelor și a ecranelor de supraîncălzire se produce în principal din cauza arderii umeraselor și elementelor de fixare, tensiunii excesive și inegale permise în timpul instalării sau înlocuirii elementelor individuale. Deformarea bobinelor economizoarelor de apă se produce din cauza arderii și deplasării suporturilor și umerilor.
Fistulele, denivelările, fisurile și rupturile pot apărea și ca urmare a: depunerilor în conducte de calcar, produse de coroziune, calcar de proces, bavuri de sudură și alte obiecte străine care încetinesc circulația apei și contribuie la supraîncălzirea metalului conductei; întărire prin împușcare; inconsecvența clasei de oțel cu parametrii aburului și temperatura gazului; deteriorări mecanice externe; încălcări ale modurilor de operare.
Coroziunea cea mai activă a tuburilor de perete se manifestă în locurile în care sunt concentrate impuritățile lichidului de răcire. Acestea includ zone de tuburi de perete cu sarcini termice mari, unde are loc o evaporare profundă a apei din cazan (în special în prezența depunerilor poroase cu căldură scăzută pe suprafața de evaporare). Prin urmare, în ceea ce privește prevenirea deteriorării tuburilor de perete asociate cu coroziunea internă a metalului, este necesar să se țină cont de necesitatea unei abordări integrate, de ex. impact atât asupra apei-chimice, cât și asupra regimului de ardere.
Deteriorarea tuburilor de perete este în principal de natură mixtă; acestea pot fi împărțite condiționat în două grupuri:
1) Deteriorări cu semne de supraîncălzire a oțelului (deformarea și subțierea pereților țevii în locul distrugerii; prezența granulelor de grafit etc.).
2) Fracturi fragile fără semne caracteristice de supraîncălzire a metalului.
Pe suprafața interioară a multor țevi se observă depuneri semnificative de natură cu două straturi: cea superioară este slab aderată, cea inferioară este ca o scară, strâns lipită de metal. Grosimea stratului de scară inferior este de 0,4-0,75 mm. În zona deteriorată, scara de pe suprafața interioară este distrusă. În apropierea locurilor de distrugere și la o oarecare distanță de acestea, suprafața interioară a țevilor este afectată de gropi de coroziune și microdeteriorări fragile.
Vederea generală a avariei indică natura termică a distrugerii. Modificări structurale pe partea frontală a țevilor - sferidizarea profundă și descompunerea perlitei, formarea grafitului (tranziția carbonului la grafit 45-85%) - indică faptul că nu numai temperatura de funcționare a ecranelor a fost depășită, ci și temperatura admisă pentru oțel 20.500 ° C. Prezența FeO confirmă, de asemenea nivel inalt temperaturile metalelor în timpul funcționării (peste 845 oK - adică 572 oC).
Deteriorările fragile cauzate de hidrogen apar de obicei în zonele cu flux termic ridicat, sub straturi groase de sedimente și țevi înclinate sau orizontale, precum și în zonele de transfer de căldură din apropierea inelelor de suport ale sudurilor sau a altor dispozitive care împiedică mișcarea liberă a fluxurilor. Experiența a arătat că daunele cauzate de hidrogen au loc în cazanele care funcționează la presiuni sub 1000 psi. inch (6,9 MPa).
Deteriorarea hidrogenului duce de obicei la lacrimi cu margini groase. Alte mecanisme care contribuie la formarea fracturilor cu muchii groase sunt fisurarea prin coroziune, oboseala prin coroziune, fractura prin tensiune și (în unele cazuri rare) supraîncălzirea extremă. Poate fi dificil să distingem vizual daunele hidrogenului de alte tipuri de daune, dar unele caracteristici pot ajuta.
De exemplu, deteriorarea hidrogenului este aproape întotdeauna asociată cu pitting în metal (a se vedea precauțiile din capitolele 4 și 6). Alte tipuri de distrugere (cu posibila excepție a oboselii de coroziune, care adesea începe în cavitățile individuale) nu sunt de obicei asociate cu coroziune severă.
Defecțiunile conductei ca urmare a deteriorării metalului cu hidrogen apar adesea sub forma unei „ferestre” dreptunghiulare în peretele conductei, ceea ce nu este tipic pentru alte tipuri de daune.
Pentru a evalua deteriorarea tuburilor de perete, trebuie să se țină seama de faptul că conținutul metalurgic (inițial) de hidrogen gazos din oțel din clasa perlitei (inclusiv st. 20) nu depășește 0,5--1 cm3 / 100g. Când conținutul de hidrogen este mai mare de 4-5 cm3 / 100g, proprietățile mecanice ale oțelului se deteriorează semnificativ. În acest caz, este necesar să se concentreze în primul rând pe conținutul local de hidrogen rezidual, deoarece în cazul fracturilor fragile ale tuburilor de perete, o deteriorare accentuată a proprietăților metalului este observată numai într-o zonă îngustă de-a lungul secțiunii transversale a țevii cu structura invariabil satisfăcătoare și proprietățile mecanice ale metalului adiacent la o distanță de numai 0,2-2 mm.
Valorile obținute ale concentrațiilor medii de hidrogen la marginea ruperii sunt de 5-10 ori mai mari decât conținutul său inițial pentru stația 20, ceea ce nu ar putea decât să aibă un efect semnificativ asupra deteriorabilității conductelor.
Rezultatele de mai sus indică faptul că fragilizarea hidrogenului s-a dovedit a fi un factor decisiv în deteriorarea tuburilor de perete ale cazanelor la KrTET.
A fost necesar să se studieze în continuare care dintre factori are o influență decisivă asupra acestui proces: a) ciclul termic din cauza destabilizarii regimului normal de fierbere în zonele cu fluxuri de căldură crescute în prezența depunerilor pe suprafața de evaporare și, ca urmare, deteriorarea filmelor de oxid de protecție care o acoperă; b) prezența în mediul de lucru a impurităților corozive, concentrându-se în depozitele de la suprafața de evaporare; c) efectul combinat al factorilor „a” și „b”.
Problema rolului regimului de ardere este deosebit de importantă. Natura curbelor indică acumularea de hidrogen într-un număr de cazuri lângă suprafața exterioară a tuburilor de perete. Acest lucru este posibil în primul rând în prezența pe suprafața specificată a unui strat dens de sulfuri, care sunt în mare parte impermeabile la hidrogen, care se difuzează de la suprafața interioară către cea exterioară. Formarea sulfurilor se datorează: conținutului ridicat de sulf al combustibilului ars; prin aruncarea unei torțe pe panourile de afișare. Un alt motiv pentru conținutul de hidrogen al metalului la suprafața exterioară este apariția proceselor de coroziune atunci când metalul intră în contact cu gazele de ardere. După cum a arătat analiza depunerilor exterioare ale conductelor cazanului, ambele motive de mai sus au avut loc de obicei.
Rolul modului de ardere se manifestă și în coroziunea tuburilor de perete sub acțiunea apa pura, care se observă cel mai adesea la generatoarele de abur de înaltă presiune. Centrele de coroziune sunt de obicei situate în zona de încărcări termice locale maxime și numai pe suprafața țevii încălzite. Acest fenomen duce la formarea de depresiuni rotunde sau eliptice cu un diametru mai mare de 1 cm.
Supraîncălzirea metalului are loc cel mai adesea în prezența depunerilor datorită faptului că cantitatea de căldură primită va fi aproape aceeași atât pentru o țeavă curată, cât și pentru o țeavă care conține sol, temperatura țevii va fi diferită.
Pentru prima dată, coroziunea externă a tuburilor de perete a fost detectată la două centrale electrice din apropierea cazanelor de înaltă presiune TP-230-2, care funcționau cu cărbune Ash și păcură sulfuroasă și care funcționau cu aproximativ 4 ani înainte. Suprafața exterioară a țevilor a fost supusă coroziunii corozive din partea îndreptată către cuptor, în zona temperaturii maxime a flăcării. 88
În cea mai mare parte, conductele din mijlocul (în lățime) a cuptorului, direct deasupra incendiarului, au fost distruse. centura. Gropile de coroziune largi și relativ puțin adânci aveau o formă neregulată și adesea închise între ele, drept urmare suprafața țevii deteriorate era neuniformă și accidentată. Fistule au apărut în mijlocul celor mai adânci ulcere, iar prin ele au început să scape jeturi de apă și abur.
O trăsătură caracteristică a fost absența completă a unei astfel de coroziuni pe tuburile de perete ale cazanelor de medie presiune ale acestor centrale electrice, deși cazanele de medie presiune au funcționat acolo mult mai mult timp.
În anii următori, coroziunea externă a tuburilor de perete a apărut și pe alte cazane de înaltă presiune care funcționează pe combustibili solizi. Zona de distrugere corozivă se extindea uneori la o înălțime considerabilă; în unele locuri, grosimea pereților țevii ca urmare a coroziunii a scăzut la 2-3 mm. De asemenea, s-a observat că această coroziune este practic absentă la cazanele de înaltă presiune care funcționează cu păcură grea.
Coroziunea exterioară a tuburilor de perete a fost constatată în cazanele TP-240-1 după 4 ani de funcționare, funcționând la o presiune în butoaie de 185 atm. Aceste cazane ardeau cărbune brun lângă Moscova, care avea un conținut de umiditate de aproximativ 30%; păcură era arsă numai în timpul aprinderii. La aceste cazane, deteriorarea coroziunii s-a produs și în zona cu cea mai mare încărcare termică a tuburilor de perete. Particularitatea procesului de coroziune a fost că țevile s-au prăbușit atât din partea îndreptată spre cuptor, cât și din partea îndreptată către căptușeală (Fig. 62).
Aceste fapte arată că coroziunea tuburilor de perete depinde în primul rând de temperatura suprafeței lor. În cazanele de medie presiune, apa se evaporă la o temperatură de aproximativ 240 ° C; pentru cazanele proiectate pentru o presiune de 110 atm, punctul de fierbere proiectat al apei este de 317 ° C; în cazanele TP-240-1, apa fierbe la o temperatură de 358 ° C. Temperatura suprafeței exterioare a tuburilor de perete depășește de obicei punctul de fierbere cu aproximativ 30-40 ° C.
Poate sa. presupunem că coroziunea externă intensă a metalului începe atunci când temperatura acestuia crește la 350 ° C. Pentru cazanele proiectate pentru o presiune de 110 atm, această temperatură este atinsă numai din partea de ardere a țevilor și pentru cazanele cu o presiune de 185 atm. , corespunde temperaturii apei din conducte... De aceea, coroziunea tuburilor de perete din partea căptușelii a fost observată numai la aceste cazane.
Un studiu detaliat al problemei a fost efectuat pe cazanele TP-230-2 care funcționează la una dintre centralele menționate. Acolo au fost prelevate mostre de gaze și căldură.
Particule de pe torță la o distanță de aproximativ 25 mm de tuburile de perete. În apropierea ecranului frontal, în zona de coroziune externă intensă a conductelor, gazele de ardere nu conțineau aproape deloc oxigen liber. În apropierea lunetei din spate, în care coroziunea țevii exterioare era aproape absentă, era mult mai mult oxigen liber în gaze. În plus, verificarea a arătat că în zona de formare a coroziunii mai mult de 70% din probele de gaz
Se poate „presupune că, în prezența excesului de oxigen, hidrogenul sulfurat se arde și nu are loc coroziune, dar în absența excesului de oxigen, hidrogenul sulfurat intră într-o combinație chimică cu metalul țevilor. În acest caz, fierul. se formează sulfură FeS.Acest produs de coroziune s-a găsit de fapt în depunerile de pe conductele de ecranare.
Nu numai oțelul carbon este expus la coroziune externă, ci și oțelul crom-molibden. În special, în cazanele TP-240-1, coroziunea a afectat tuburile de perete din oțel 15XM.
Până acum, nu există măsuri dovedite pentru a preveni complet tipul de coroziune descris. O oarecare reducere a ratei de distrugere. s-a ajuns la metal. după reglarea procesului de ardere, în special atunci când excesul de aer din gazele de ardere crește.
27. COROZIUNEA ECRANULUI LA PRESIUNE EXTREMA
Această carte descrie pe scurt condițiile de lucru ale cazanelor metalice de abur din centralele electrice moderne. Dar progresul energiei în URSS continuă, iar acum intră în funcțiune număr mare cazane noi concepute pentru mai mult presiuni mariși temperatura aburului. In aceste conditii mare importanță are experienta practica in operarea mai multor cazane TP-240-1, functionand in perioada 1953-1955. la o presiune de 175 atm (185 atm într-un tambur). Foarte valoroase,> în special, informații despre coroziunea ecranelor lor.
Scuturile acestor cazane au fost corodate atat la exterior cat si la interior. Coroziunea lor externă este descrisă în paragraful anterior al acestui capitol, dar distrugerea suprafeței interioare a țevilor nu este similară cu niciunul dintre tipurile de coroziune a metalelor descrise mai sus.
Coroziunea a avut loc în principal din partea de ardere a părții superioare a țevilor înclinate ale pâlniei rece și a fost însoțită de apariția gropilor de coroziune (Fig. 63, a). Ulterior, numărul de astfel de cochilii a crescut și a apărut o bandă continuă (uneori două paralele. Dungi) de metal corodat (Fig. 63.6). Caracteristică a fost și absența coroziunii în zona îmbinărilor sudate.
În interiorul conductelor se afla un depozit de nămol afânat de 0,1-0,2 mm grosime, format în principal din oxizi de fier și cupru. O creștere a distrugerii prin coroziune a metalului nu a fost însoțită de o creștere a grosimii stratului de nămol; prin urmare, coroziunea sub stratul de nămol nu a fost cauza principală a coroziunii suprafeței interioare a tuburilor de perete.
În apa cazanului s-a menținut regimul de alcalinitate a fosfatului pur. Fosfații au fost introduși în cazan nu continuu, ci periodic.
De mare importanță a fost faptul că temperatura țevii de metal a crescut periodic brusc și uneori a depășit 600 ° C (Fig. 64). Zona cu cea mai frecventă și maximă creștere a temperaturii a coincis cu zona cu cea mai mare distrugere a metalului. O scădere a presiunii în cazan la 140-165 atm (adică la presiunea la care funcționează noile cazane în serie) nu a schimbat natura creșterii temporare a temperaturii conductelor, ci a fost însoțită de o scădere semnificativă a valoarea maximă a acestei temperaturi. Motivele pentru o astfel de creștere periodică a temperaturii părții de ardere a țevilor înclinate sunt reci. pâlniile nu au fost încă studiate în detaliu.
|
Această carte acoperă probleme specifice legate de funcționarea pieselor din oțel într-un cazan cu abur. Dar pentru a studia aceste probleme pur practice, trebuie să știi informatii generaleîn ceea ce privește structura oțelului și „proprietățile sale. În diagramele care arată structura metalelor, atomii sunt uneori reprezentați ca bile în contact între ele (Fig. 1). Astfel de diagrame arată aranjarea atomilor într-un metal, dar este dificil. pentru a arăta clar dispunerea atomilor unul față de celălalt.prieten. Eroziunea este distrugerea treptată a stratului superficial al metalului sub influența solicitărilor mecanice. Cel mai comun tip de eroziune a elementelor din oțel - un cazan cu abur este abraziunea acestora de către particulele solide de cenușă care se deplasează împreună cu gazele de ardere. Cu abraziunea prelungită, are loc o scădere treptată a grosimii pereților țevii, apoi deformarea și ruperea acestora sub influența presiunii interne. |
Ce este Hydro-X:
Hydro-X este o metodă și soluție inventată în Danemarca în urmă cu 70 de ani care asigură tratarea corectivă necesară a apei pentru sistemele de încălzire și cazane, atât apă caldă, cât și abur cu presiune scăzută a aburului (până la 40 atm). La utilizarea metodei Hydro-X, la apa circulantă se adaugă o singură soluție, furnizată consumatorului în cutii sau butoaie de plastic, gata de utilizare. Acest lucru permite întreprinderilor să nu aibă depozite speciale pentru reactivi chimici, magazine pentru pregătirea soluțiilor necesare etc.
Utilizarea Hydro-X asigură menținerea valorii pH cerute, purificarea apei de oxigen și dioxid de carbon liber, prevenirea apariției calcarului și, dacă este prezent, curățarea suprafețelor, precum și protecția împotriva coroziunii.
Hydro-X este un lichid limpede, maro-gălbui, omogen, puternic alcalin, cu o greutate specifică de aproximativ 1,19 g/cm la 20°C. Compoziția sa este stabilă și chiar și în timpul depozitării pe termen lung nu există nicio separare sau sedimentare a lichidului, deci nu este nevoie să amestecați înainte de utilizare. Lichidul nu este inflamabil.
Avantajele metodei Hydro-X sunt simplitatea și eficiența tratării apei.
Când sistemele de încălzire a apei sunt în funcțiune, inclusiv schimbătoarele de căldură, cazanele de apă caldă sau de abur, de regulă, acestea sunt completate cu apă suplimentară. Pentru a preveni apariția calcarului, este necesar să se efectueze tratarea apei pentru a reduce conținutul de nămol și săruri din apa cazanului. Tratarea apei poate fi efectuată, de exemplu, prin utilizarea filtrelor de dedurizare, utilizarea demineralizării, osmozei inverse etc. Chiar și după un astfel de tratament, problemele rămân asociate cu posibila coroziune. Când în apă se adaugă sodă caustică, fosfat trisodic etc., rămâne și problema coroziunii, iar pentru cazanele cu abur, poluarea cu abur.
O metodă destul de simplă care previne apariția calcarului și coroziunii este metoda Hydro-X, conform căreia în apa cazanului se adaugă o cantitate mică dintr-o soluție deja preparată care conține 8 componente organice și anorganice. Avantajele metodei sunt următoarele:
- soluția vine la consumator într-o formă, gata de utilizare;
- solutie in cantități mici se introduce in apa fie manual, fie cu ajutorul unei pompe dozatoare;
- atunci când utilizați Hydro-X, nu este nevoie să folosiți alte substanțe chimice;
- apei cazanului se furnizează substanțe active de aproximativ 10 ori mai puține decât atunci când se utilizează metode tradiționale de tratare a apei;
Hydro-X nu conține componente toxice. Pe lângă hidroxidul de sodiu NaOH și fosfatul trisodic Na3PO4, toate celelalte substanțe sunt extrase din plante netoxice;
- la utilizarea la cazane de abur si evaporatoare se asigura abur curat si se previne posibilitatea de formare a spumei.
Compoziția lui Hydro-X.
Soluția conține opt substanțe diferite, atât organice, cât și anorganice. Mecanismul de acțiune al Hydro-X este de natură fizico-chimică complexă.
Direcția de influență a fiecărei componente este aproximativ după cum urmează.
Hidroxidul de sodiu NaOH în cantitate de 225 g/l reduce duritatea apei și reglează valoarea pH-ului, protejează stratul de magnetit; fosfat trisodic Na3PO4 în cantitate de 2,25 g/l - previne formarea depunerilor și protejează suprafața fierului. Toți cei șase compuși organici nu depășesc 50 g/l în total și includ lignină, tanin, amidon, glicol, alginat de sodiu și manuronat de sodiu. Cantitatea totală de substanțe bazice NaOH și Na3PO4 în tratarea apei Hydro-X este foarte mică, de aproximativ zece ori mai mică decât cea utilizată în tratamentul tradițional, conform principiului stoichiometriei.
Influența componentelor Hydro-X este mai mult fizică decât chimică.
Aditivii organici servesc următoarele scopuri.
Alginatul de sodiu și manuronatul de sodiu sunt utilizați împreună cu unii catalizatori pentru a ajuta la precipitarea sărurilor de calciu și magneziu. Taninurile absorb oxigenul și creează un strat de fier protector împotriva coroziunii. Lignina acționează ca taninul și, de asemenea, ajută la îndepărtarea calcarului existent. Amidonul formează un nămol, iar glicolul previne spumarea și antrenarea picăturilor de umiditate. Compușii anorganici mențin un mediu slab alcalin necesar pentru acțiunea eficientă a substanțelor organice, servesc ca indicator al concentrației de Hydro-X.
Principiul de funcționare al Hydro-X.
Componentele organice joacă un rol decisiv în acțiunea Hydro-X. Deși sunt prezenți în cantități minime, datorită dispersiei lor profunde, suprafața lor de reacție activă este destul de mare. Greutatea moleculară a componentelor organice ale Hydro-X este semnificativă, ceea ce asigură efectul fizic de atragere a moleculelor de poluare a apei. Această etapă de tratare a apei are loc fără reacții chimice. Absorbția moleculelor poluante este neutră. Acest lucru vă permite să colectați toate astfel de molecule, atât creând rigiditate, cât și săruri de fier, cloruri, săruri de acid silicic etc. Toți poluanții apei se depun în nămol, care este mobil, amorf și nu se lipește între ele. Acest lucru previne posibilitatea formării de calcar pe suprafețele de încălzire, ceea ce reprezintă un avantaj semnificativ al metodei Hydro-X.
Moleculele neutre Hydro-X absorb atât ioni pozitivi, cât și negativi (anioni și cationi), care la rândul lor sunt neutralizați reciproc. Neutralizarea ionilor afectează direct reducerea coroziunii galvanice, deoarece acest tip de coroziune este asociat cu potențial electric diferit.
Hydro-X este eficient împotriva gazelor corozive - oxigen și dioxid de carbon liber. O concentrație de 10 ppm Hydro-X este suficientă pentru a preveni acest tip de coroziune indiferent de temperatura ambiantă.
Soda caustică poate provoca fragilitate caustică. Utilizarea Hydro-X reduce cantitatea de hidroxizi liberi, reducând semnificativ riscul de fragilitate caustică a oțelului.
Fără a opri sistemul pentru spălare, procesul Hydro-X vă permite să îndepărtați calcarul vechi existent. Acest lucru se datorează prezenței moleculelor de lignină. Aceste molecule pătrund în porii solzii cazanului și o distrug. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că, dacă cazanul este puternic contaminat, este mai convenabil din punct de vedere economic să se efectueze spălarea chimică și apoi să se utilizeze Hydro-X pentru a preveni calcarul, ceea ce va reduce consumul.
Nămolul rezultat este colectat în colectoare de nămol și îndepărtat din acestea prin purjări periodice. Ca colectoare de nămol pot fi folosite filtre (colectoare de noroi), prin care se trece o parte din apa returnată în cazan.
Este important ca nămolul format sub acțiunea Hydro-X să fie îndepărtat ori de câte ori este posibil prin purje zilnice ale cazanului. Cantitatea de purjare depinde de duritatea apei și de tipul de plantă. În perioada inițială, când suprafețele sunt curățate de nămolul deja existent și există un conținut semnificativ de poluanți în apă, purjarea ar trebui să fie mai mare. Purjarea se realizează prin deschiderea completă a supapei de purjare timp de 15-20 de secunde pe zi și cu o cantitate mare de machiaj. apă crudă De 3-4 ori pe zi.
Hydro-X poate fi utilizat în sistemele de încălzire, în sistemele de termoficare, pentru cazane cu abur de joasă presiune (până la 3,9 MPa). Concomitent cu Hydro-X, nu trebuie utilizați alți reactivi, cu excepția sulfitului de sodiu și a sifonului. Este de la sine înțeles că reactivii de apă de refacere nu se încadrează în această categorie.
În primele luni de funcționare, consumul de reactiv ar trebui să fie ușor crescut pentru a elimina depunerile existente în sistem. Dacă există îngrijorarea că supraîncălzitorul cazanului este contaminat cu depuneri de sare, acesta trebuie curățat folosind alte metode.
În prezența unui sistem extern de tratare a apei, este necesar să selectați modul optim de funcționare al Hydro-X, care va asigura economii generale.
O supradoză de Hydro-X nu afectează negativ nici fiabilitatea funcționării cazanului, nici calitatea aburului pentru cazanele cu abur și implică doar o creștere a consumului de reactiv în sine.
Cazane cu abur
Apa brută este folosită ca apă de completare.
Dozare constantă: 0,2 litri de Hydro-X pentru fiecare metru cub de apă suplimentar și 0,04 litri de Hydro-X pentru fiecare metru cub de condens.
Apa de completare este apă dedurizată.
Doza inițială: 1 litru de Hydro-X pentru fiecare metru cub de apă din cazan.
Dozare constantă: 0,04 l de Hydro-X pentru fiecare metru cub de apă suplimentară și condens.
Dozare pentru detartrarea cazanului: Hydro-X se doza in cantitate cu 50% mai mare decat doza constanta.
Sisteme de alimentare cu căldură
Apa de completare este apă brută.
Doza inițială: 1 litru de Hydro-X pentru fiecare metru cub de apă.
Dozare constantă: 1 litru de Hydro-X pentru fiecare metru cub de apă de machiaj.
Apa de completare este apă dedurizată.
Doza inițială: 0,5 l de Hydro-X pentru fiecare metru cub de apă.
Dozare constantă: 0,5 l de Hydro-X pentru fiecare metru cub de apă de machiaj.
În practică, dozarea suplimentară se bazează pe analizele de pH și duritate.
Măsurare și control
Doza normală de Hydro-X pe zi este de aproximativ 200-400 ml pe tonă de apă suplimentară cu o duritate medie de 350 μgeq / dm3 calculată ca CaCO3, plus 40 ml pe tonă retur apa... Acestea sunt, desigur, cifre aproximative, iar mai precis dozajul poate fi stabilit prin monitorizarea calității apei. După cum sa menționat, o supradoză nu va face niciun rău, dar doza corectă va economisi bani. Pentru funcționarea normală, se monitorizează duritatea (în termeni de CaCO3), concentrația totală de impurități ionice, conductivitatea electrică specifică, alcalinitatea caustică și concentrația de ioni de hidrogen (pH) ai apei. Datorită simplității și gamei largi de fiabilitate, Hydro-X poate fi utilizat atât în dozare manuală, cât și în modul automat. Dacă dorește, consumatorul poate comanda un sistem de control și control computerizat al procesului.
Sistemul fier – vapori de apă este termodinamic instabil. Interacțiunea acestor substanțe poate avea loc cu formarea de magnetit Fe 3 O 4 sau wustite FeO:
|
| |
;Analiza reacțiilor (2.1) - (2.3) indică un fel de descompunere a vaporilor de apă la interacțiunea cu un metal cu formarea hidrogenului molecular, care nu este o consecință a disocierii termice efective a vaporilor de apă. Din ecuațiile (2.1) - (2.3) rezultă că în timpul coroziunii oțelurilor în abur supraîncălzit în absența oxigenului, la suprafață se poate forma doar Fe 3 O 4 sau FeO.
În prezența oxigenului în aburul supraîncălzit (de exemplu, în modurile de apă neutră, cu dozarea oxigenului în condensat), formarea hematitei Fe 2 O 3 este posibilă în zona de supraîncălzire datorită oxidării suplimentare a magnetitei.
Se consideră că coroziunea în abur, începând de la o temperatură de 570 ° C, este chimică. În prezent, temperatura maximă de supraîncălzire pentru toate cazanele a fost redusă la 545 ° C și, prin urmare, coroziunea electrochimică are loc în supraîncălzitoare. Secțiunile de ieșire ale supraîncălzitoarelor primare sunt realizate din oțel inoxidabil austenitic rezistent la coroziune, secțiunile de ieșire ale supraîncălzitoarelor intermediare, care au aceeași temperatură finală de supraîncălzire (545 ° C), sunt realizate din oțeluri perlitice. Prin urmare, coroziunea reîncălzitoarelor este de obicei severă.
Ca urmare a acțiunii aburului asupra oțelului pe suprafața sa inițial curată, treptat se formează un așa-numit strat topotactic, strâns lipit de metalul însuși și, prin urmare, protejându-l de coroziune. În timp, un al doilea așa-numit strat epitactic crește pe acest strat. Pentru temperaturile aburului de până la 545 ° C, ambele straturi sunt magnetit, dar structura lor nu este aceeași - stratul epitactic este cu granulație grosieră și nu protejează împotriva coroziunii.
Viteza de descompunere a aburului
mgH 2 /(cm 2 h)
Orez. 2.1. Dependența vitezei de descompunere a aburului supraîncălzit
de la temperatura peretelui
Nu este posibilă influențarea coroziunii suprafețelor supraîncălzite prin metode ale regimului apei. Prin urmare, sarcina principală a regimului hidro-chimic al supraîncălzitoarelor propriu-zise este de a monitoriza sistematic starea metalului supraîncălzitoarelor pentru a preveni distrugerea stratului topotactic. Acest lucru se poate întâmpla din cauza pătrunderii impurităților individuale, în special a sărurilor, în supraîncălzitoare și a precipitării în acestea, ceea ce este posibil, de exemplu, ca urmare a unei creșteri puternice a nivelului în tamburul cazanelor de înaltă presiune. Depunerile de sare asociate în supraîncălzitor pot duce atât la creșterea temperaturii peretelui, cât și la distrugerea peliculei topotactice de oxid protector, care poate fi apreciată printr-o creștere bruscă a vitezei de descompunere a vaporilor (Fig. 2.1).
3.3. Coroziunea căii de alimentare cu apă și a conductelor de condens
O parte semnificativă a daunelor cauzate de coroziune la echipamentele centralelor termice se încadrează pe calea apei de alimentare, unde metalul se află în cele mai severe condiții, motiv pentru care este corozivitatea apei tratate chimic, a condensului, a distilatului și a amestecului acestora în contact cu acesta. La centralele electrice cu turbine cu abur, principala sursă de contaminare a apei de alimentare cu compuși de cupru este coroziunea cu amoniac a condensatoarelor turbinei și a încălzitoarelor regenerative de joasă presiune, al căror sistem de conducte este realizat din alamă.
Calea de alimentare cu apă a unei centrale cu turbină cu abur poate fi împărțită în două secțiuni principale: înaintea dezaeratorului termic și după acesta și condițiile de curgere în ratele lor de coroziune sunt dramatic diferite. Elementele primei secțiuni a căii de alimentare cu apă, situată înaintea dezaeratorului, includ conducte, rezervoare, pompe de condens, conducte de condens și alte echipamente. O trăsătură caracteristică a coroziunii acestei părți a tractului nutritiv este lipsa posibilității de epuizare a agenților agresivi, adică acidul carbonic și oxigenul, conținute în apă. Datorită afluxului continuu și mișcării noilor porțiuni de apă de-a lungul căii, există o completare constantă a pierderii acestora. Îndepărtarea continuă a unei părți a produselor de reacție a fierului cu apă și afluxul de porțiuni proaspete de agenți agresivi creează condiții favorabile pentru procese intensive de coroziune.
Sursa apariției oxigenului în condensul turbinei este aspirația aerului în secțiunea de coadă a turbinelor și în garniturile de ulei ale pompelor de condens. Apa de încălzire care conține O2 și СО 2 în încălzitoarele de suprafață situate în prima secțiune a tractului de alimentare, până la 60–80 ° C și mai sus, duce la deteriorarea gravă a coroziunii țevilor de alamă. Acestea din urmă devin fragile și adesea alama după câteva luni de lucru capătă o structură spongioasă ca urmare a coroziunii selective pronunțate.
Elementele celei de-a doua secțiuni a tractului de alimentare cu apă - de la dezaerator la generatorul de abur - includ pompe de alimentare și rețea, încălzitoare regenerative și economizoare. Temperatura apei din această secțiune, ca urmare a încălzirii secvențiale a apei în încălzitoarele cu regenerare și economizoarele de apă, se apropie de temperatura apei din cazan. Motivul coroziunii echipamentelor legate de această parte a conductei este în principal efectul asupra metalului al dioxidului de carbon liber dizolvat în apa de alimentare, a cărui sursă este apa tratată chimic suplimentar. Cu o concentrație crescută de ioni de hidrogen (pH< 7,0), обусловленной наличием растворенной углекислоты и значительным подогревом воды, процесс коррозии на этом участке питательного тракта развивается преимущественно с выделением водорода. Коррозия имеет сравнительно равномерный характер.
În prezența echipamentelor din alamă (încălzitoare de joasă presiune, condensatoare), îmbogățirea apei cu compuși de cupru prin calea condensatului de abur are loc în prezența oxigenului și a amoniacului liber. O creștere a solubilității oxidului de cupru hidratat are loc datorită formării complexelor cupru-amoniac, de exemplu, Cu (NH 3) 4 (OH) 2. Aceste produse sunt încălzitoare cu tuburi din alamă rezistente la coroziune presiune scăzutăîncepe să se descompună în secțiuni ale încălzitoarelor regenerative de înaltă presiune (încălzitoare de înaltă presiune) cu formarea de oxizi de cupru mai puțin solubili, depuși parțial pe suprafața tuburilor de înaltă presiune. e. Depuneri cuproase pe tuburi p. c.. contribuie la coroziunea lor în timpul funcționării și depozitarea pe termen lung a echipamentelor fără conservare.
Cu o dezaerare termică insuficientă a apei de alimentare, coroziunea prin pitting se observă în principal pe zonele de intrare economizoare, în care oxigenul este eliberat datorită creșterii vizibile a temperaturii apei de alimentare, precum și în zonele stagnante ale tractului de alimentare.
Echipamentele consumatoare de căldură ale consumatorilor de abur și conductele prin care condensul industrial este returnat la CCE sunt supuse coroziunii sub acțiunea oxigenului și acidului carbonic conținute în acesta. Apariția oxigenului se explică prin contactul condensului cu aerul din rezervoarele deschise (când circuit deschis colectarea condensului) și scurgeri prin scurgeri din echipament.
Principalele măsuri de prevenire a coroziunii echipamentelor situate în prima secțiune a căii de alimentare cu apă (de la stația de tratare a apei până la dezaeratorul termic) sunt:
1) utilizarea straturilor de protecție anticorozive pentru suprafețele echipamentelor de tratare a apei și a instalațiilor rezervoarelor, care se spală cu soluții de reactivi acizi sau ape corozive folosind cauciuc, rășini epoxidice, lacuri pe bază de perclorovinil, nitrit lichid și silicon;
2) utilizarea țevilor și fitingurilor rezistente la acizi din materiale polimerice (polietilenă, poliizobutilenă, polipropilenă etc.) sau țevi și fitinguri din oțel căptușite în interior cu învelișuri de protecție aplicate prin pulverizare cu flacără;
3) aplicarea conductelor schimbătoare de căldură din metale rezistente la coroziune (cupru roșu, oțel inoxidabil);
4) îndepărtarea dioxidului de carbon liber din apa suplimentară tratată chimic;
5) îndepărtarea continuă a gazelor necondensabile (oxigen și acid carbonic) din camerele de abur ale încălzitoarelor regenerative de joasă presiune, răcitoarelor și încălzitoarelor de apă din rețea și îndepărtarea rapidă a condensului format în acestea;
6) Etanșarea completă a etanșărilor de ulei, fitingurilor și racordurilor cu flanșe ale pompei de condens ale conductelor de alimentare sub vid;
7) asigurarea etanșeității suficiente a condensatoarelor turbinei din partea apei de răcire și a aerului și monitorizarea aspirației aerului cu ajutorul contoarelor de înregistrare a oxigenului;
8) dotarea condensatoarelor cu dispozitive speciale de degazare pentru a elimina oxigenul din condens.
Pentru a combate cu succes coroziunea echipamentelor și conductelor situate în a doua secțiune a căii de alimentare cu apă (de la dezaeratoare termice la generatoare de abur), se aplică următoarele măsuri:
1) dotarea TPP cu dezaeratoare termice, care, în orice condiții de funcționare, produc apă dezaerată cu un conținut rezidual de oxigen și dioxid de carbon care nu depășește limitele admise;
2) putere maximă de gaze necondensabile din camerele de abur ale încălzitoarelor regenerative de înaltă presiune;
3) utilizarea metalelor rezistente la coroziune pentru fabricarea elementelor pompelor de alimentare în contact cu apa;
4) protecția anticorozivă a rezervoarelor de alimentare și de scurgere prin aplicarea de acoperiri nemetalice care sunt rezistente la temperaturi de până la 80-100 ° C, de exemplu, asbovinil (amestec de lac de etinol cu azbest) sau vopsele si lacuri pe baza de rasini epoxidice;
5) selecția metalelor structurale rezistente la coroziune adecvate pentru fabricarea țevilor pentru încălzitoare regenerative de înaltă presiune;
6) prelucrarea constantă a apei de alimentare cu reactivi alcalini pentru a menține o valoare optimă dată a pH-ului apei de alimentare, la care coroziunea dioxidului de carbon este suprimată și este asigurată o rezistență suficientă a peliculei de protecție;
7) tratarea continuă a apei de alimentare cu hidrazină pentru a lega oxigenul rezidual după dezaeratoarele termice și pentru a crea un efect inhibitor de inhibare a tranziției compușilor de fier de la suprafața echipamentului la apa de alimentare;
8) etanșarea rezervoarelor de apă de alimentare prin organizarea unui așa-numit sistem închis pentru a împiedica pătrunderea oxigenului în apa de alimentare în economizoarele generatoarelor de abur;
9) implementarea unei conservări fiabile a echipamentului căii de alimentare cu apă în timpul perioadei de nefuncționare a acestuia în rezervă.
O metodă eficientă de reducere a concentrației de produse de coroziune în condensul returnat la CHPP de către consumatorii de abur este introducerea aminelor filmogene - octadecilamina sau înlocuitorii acesteia - în aburul selectat trimis consumatorilor. La o concentrație a acestor substanțe în abur egală cu 2-3 mg / dm 3 , este posibil să se reducă de 10-15 ori conținutul de oxizi de fier din condensatul industrial. Dozarea unei emulsii apoase de poliamine cu ajutorul unei pompe de dozare nu depinde de concentrația de acid carbonic din condensat, deoarece acțiunea lor nu este asociată cu proprietăți de neutralizare, ci se bazează pe capacitatea acestor amine de a forma substanțe insolubile și în apă. filme nemiscibile pe suprafața oțelului, alamei și a altor metale.
