Spôsoby predchádzania koróznemu opotrebovaniu teplovodného kotla. Druhy korózie jednotiek parných kotlov. Korózia cesty napájacej vody a vedenia kondenzátu
Vykurovacie plochy rúrkových a regeneračných ohrievačov vzduchu, nízkoteplotných ekonomizérov, ako aj kovových plynovodov a komíny pri teplotách kovu pod rosným bodom spalín... Zdrojom nízkoteplotnej korózie je anhydrid kyseliny sírovej SO 3, ktorý v spalinách vytvára pary kyseliny sírovej, ktorá pri teplotách rosného bodu spalín kondenzuje. Niekoľko tisícin percent SO 3 v plynoch stačí na koróziu kovu rýchlosťou presahujúcou 1 mm/rok. Nízkoteplotná korózia sa spomaľuje pri organizovaní spaľovacieho procesu s malým prebytkom vzduchu, ako aj pri použití prísad do paliva a zvyšovaní odolnosti kovu proti korózii.
Horákové sitá bubnových a prietokových kotlov sú pri spaľovaní vystavené vysokoteplotnej korózii tuhé palivo, prehrievače a ich uloženia, ako aj clony spodnej sálavej časti nadkritických kotlov pri spaľovaní sírneho vykurovacieho oleja.
Korózia vnútorného povrchu rúrok je dôsledkom interakcie plynov kyslíka a oxidu uhličitého s kovom rúrok alebo solí (chloridov a síranov) obsiahnutých vo vode kotla. V moderné kotly obsah superkritického tlaku pár plynov a korozívnych solí v dôsledku hlbokého odsoľovania napájacia voda a tepelné odvzdušnenie je zanedbateľné a hlavnou príčinou korózie je interakcia kovu s vodou a parou. Korózia vnútorného povrchu rúrok sa prejavuje tvorbou škvŕn, jamiek, škrupín a trhlín; vonkajší povrch poškodených rúr sa nemusí líšiť od zdravých.
Poškodenie vnútornej korózie potrubia tiež zahŕňa:
kyslíková parkovacia korózia postihujúca akékoľvek oblasti vnútorného povrchu potrubia. Najintenzívnejšie zasiahnuté oblasti sú pokryté vodou rozpustnými usadeninami (potrubia prehrievačov a prechodová zóna prietokových kotlov);
podkal alkalická korózia kotla a obrazovky vznikajúce pôsobením koncentrovanej alkálie v dôsledku odparovania vody pod vrstvou kalu;
Korózna únava, prejavujúca sa v podobe trhlín v rúrach kotla a steny v dôsledku súčasného pôsobenia korozívneho prostredia a striedavých tepelných napätí.
Na potrubiach vzniká vodný kameň v dôsledku ich prehrievania na teploty výrazne prevyšujúce vypočítané. V súvislosti so zvyšovaním produktivity kotlových jednotiek sa v poslednom období častejšie vyskytujú prípady porúch rúr prehrievača pary z dôvodu nedostatočnej odolnosti kotolného kameňa voči spalinám. Intenzívna tvorba vodného kameňa sa najčastejšie pozoruje pri spaľovaní vykurovacieho oleja.
K opotrebovaniu stien rúr dochádza v dôsledku abrazívneho pôsobenia uhoľného a bridlicového prachu a popola, ako aj prúdov pary vychádzajúcich z poškodených susedných rúr alebo trysiek dúchadiel. Niekedy je dôvodom opotrebovania a tvrdnutia stien potrubia výstrel používaný na čistenie vykurovacích plôch. Miesta a stupeň opotrebovania rúr sa zisťujú vonkajšou kontrolou a meraním ich priemeru. Skutočná hrúbka steny potrubia sa meria ultrazvukovým hrúbkomerom.
Skrútenie stenových a kotlových rúr, ako aj jednotlivých rúr a častí stenových panelov sálavej časti kotlov s priamym prietokom nastáva vtedy, keď sú rúry inštalované s nerovnomerným zásahom, lámu sa upevňovacie prvky rúr, stráca sa voda a v dôsledku nedostatku voľnosti ich tepelné pohyby. K deformácii cievok a prehrievacích sitiek dochádza najmä v dôsledku prepálenia závesov a upevňovacích prvkov, nadmerného a nerovnomerného napätia povoleného pri inštalácii alebo výmene jednotlivých prvkov. K deformácii cievok ekonomizéra dochádza v dôsledku vyhorenia a posunutia podpier a závesov.
Fistuly, hrbole, praskliny a praskliny sa môžu objaviť aj v dôsledku: usadenín v potrubiach vodného kameňa, produktov korózie, procesného kameňa, otrepov pri zváraní a iných cudzích predmetov, ktoré spomaľujú cirkuláciu vody a prispievajú k prehrievaniu kovového potrubia; vytvrdzovanie brokov; nesúlad triedy ocele s parametrami pary a teplotou plynu; vonkajšie mechanické poškodenie; porušenie prevádzkových režimov.
Najaktívnejšia korózia stenových rúr sa prejavuje v miestach, kde sa koncentrujú nečistoty chladiacej kvapaliny. Patria sem oblasti stenových rúr s vysokým tepelným zaťažením, kde dochádza k hlbokému vyparovaniu kotlovej vody (najmä pri prítomnosti poréznych nízkotepelných usadenín na odparovacej ploche). Preto s ohľadom na predchádzanie poškodeniu stenových rúr spojených s vnútornou koróziou kovu je potrebné počítať s potrebou integrovaného prístupu, t.j. vplyv na vodno-chemický aj spaľovací režim.
Poškodenie stenových rúrok je prevažne zmiešanej povahy, možno ich podmienečne rozdeliť do dvoch skupín:
1) Poškodenie so známkami prehriatia ocele (deformácia a stenčenie stien potrubia v mieste deštrukcie; prítomnosť grafitových zŕn a pod.).
2) Krehké lomy bez charakteristických znakov prehriatia kovu.
Na vnútornom povrchu mnohých rúrok sú zaznamenané významné usadeniny dvojvrstvovej povahy: horná je slabo priľnavá, spodná je šupinovitá, pevne priľnutá ku kovu. Hrúbka spodnej vrstvy šupiny je 0,4-0,75 mm. V poškodenej oblasti je stupnica na vnútornom povrchu zničená. V blízkosti miest zničenia a v určitej vzdialenosti od nich je vnútorný povrch rúr ovplyvnený koróznymi jamkami a krehkými mikropoškodeniami.
Celkový pohľad na poškodenie naznačuje tepelnú povahu zničenia. Štrukturálne zmeny na prednej strane rúr - hlboká sféridizácia a rozklad perlitu, tvorba grafitu (prechod uhlíka na grafit 45-85%) - naznačuje, že bola prekročená nielen prevádzková teplota sít, ale aj prípustná teplota ocele 20 500 °C. Prítomnosť FeO tiež potvrdzuje vysoký stupeň teploty kovu počas prevádzky (nad 845 oK - t.j. 572 oC).
Krehké poškodenie spôsobené vodíkom sa zvyčajne vyskytuje v oblastiach s vysokým tepelným tokom, pod hrubými vrstvami sedimentov a naklonených alebo horizontálnych potrubí, ako aj v oblastiach prenosu tepla v blízkosti oporných prstencov zvarov alebo iných zariadení, ktoré bránia voľnému pohybu tokov. Skúsenosti ukázali, že škody spôsobené vodíkom sa vyskytujú v kotloch pracujúcich pri tlaku pod 1000 psi. palca (6,9 MPa).
Poškodenie vodíkom zvyčajne vedie k trhlinám s hrubými okrajmi. Ďalšími mechanizmami, ktoré prispievajú k tvorbe hrubohranných lomov, sú korózne praskanie pod napätím, korózna únava, lom pod napätím a (v niektorých zriedkavých prípadoch) extrémne prehriatie. Môže byť ťažké vizuálne rozlíšiť poškodenie vodíkom od iných typov poškodenia, ale niektoré funkcie môžu pomôcť.
Napríklad poškodenie vodíkom je takmer vždy spojené s jamkami v kove (pozri preventívne opatrenia v kapitolách 4 a 6). Iné typy deštrukcií (snáď s výnimkou koróznej únavy, ktorá často začína v jednotlivých dutinách) zvyčajne nie sú spojené so silnou koróziou.
Poruchy potrubia v dôsledku poškodenia kovu vodíkom sa často objavujú vo forme obdĺžnikového "okna" v stene potrubia, čo nie je typické pre iné typy poškodení.
Pre posúdenie poškodenosti stenových rúr je potrebné vziať do úvahy, že metalurgický (počiatočný) obsah plynného vodíka v oceli triedy perlit (vrátane st. 20) nepresahuje 0,5--1 cm3 / 100g. Keď je obsah vodíka vyšší ako 4-5 cm3 / 100g, mechanické vlastnosti ocele sa výrazne zhoršia. V tomto prípade je potrebné zamerať sa predovšetkým na lokálny obsah zvyškového vodíka, pretože pri krehkých lomoch stenových rúrok je prudké zhoršenie vlastností kovu zaznamenané len v úzkej zóne pozdĺž prierezu potrubia s vždy uspokojivá štruktúra a mechanické vlastnosti susedného kovu vo vzdialenosti len 0,2-2 mm.
Získané hodnoty priemerných koncentrácií vodíka na hrane lomu sú 5-10 krát vyššie ako jeho počiatočný obsah pre stanicu 20, čo nemôže mať významný vplyv na poškodenosť potrubí.
Vyššie uvedené výsledky naznačujú, že vodíkové skrehnutie sa ukázalo ako rozhodujúci faktor pri poškodení rúrok stien kotlov na KrTET.
Bolo potrebné ďalej skúmať, ktorý z faktorov má na tento proces rozhodujúci vplyv: a) tepelný cyklus v dôsledku destabilizácie normálneho režimu varu v zónach zvýšených tepelných tokov za prítomnosti usadenín na odparovacej ploche, a v dôsledku toho poškodenie ochranných oxidových filmov, ktoré ho zakrývajú; b) prítomnosť korozívnych nečistôt v pracovnom prostredí, ktoré sa sústreďujú v usadeninách na odparovacom povrchu; c) kombinovaný účinok faktorov "a" a "b".
Dôležitá je najmä otázka úlohy spaľovacieho režimu. Charakter kriviek naznačuje akumuláciu vodíka v mnohých prípadoch blízko vonkajšieho povrchu stenových rúrok. To je možné predovšetkým v prítomnosti hustej vrstvy sulfidov, ktoré sú do značnej miery nepriepustné pre vodík, difundujúcich z vnútorného povrchu na vonkajší na špecifikovanom povrchu. Vznik sulfidov je spôsobený: vysokým obsahom síry v spaľovanom palive; hodením baterky na zobrazovacie panely. Ďalším dôvodom obsahu vodíka v kove na vonkajšom povrchu je výskyt koróznych procesov pri kontakte kovu s dymovými plynmi. Ako ukázala analýza vonkajších nánosov kotlových rúrok, zvyčajne sa vyskytli oba vyššie uvedené dôvody.
Úloha režimu spaľovania sa prejavuje aj pri korózii stenových rúr pôsobením o čistá voda, ktorý sa najčastejšie pozoruje na vysokotlakových parogenerátoroch. Centrá korózie sa zvyčajne nachádzajú v zóne maximálneho lokálneho tepelného zaťaženia a len na ohrievanom povrchu potrubia. Tento jav vedie k vytvoreniu okrúhlych alebo eliptických priehlbín s priemerom väčším ako 1 cm.
K prehriatiu kovu dochádza najčastejšie v prítomnosti usadenín v dôsledku skutočnosti, že množstvo prijatého tepla bude takmer rovnaké ako pre čisté potrubie, tak aj pre potrubie obsahujúce vodný kameň, teplota potrubia bude iná.
Prvýkrát bola zistená vonkajšia korózia stenových rúr na dvoch elektrárňach pri vysokotlakových kotloch TP-230-2, ktoré pracovali na ASh uhlie a sírny vykurovací olej a predtým boli v prevádzke asi 4 roky. Vonkajší povrch rúr bol vystavený koróznej korózii zo strany privrátenej k peci, v zóne maximálnej teploty plameňa. 88
Zničené boli prevažne rúry strednej (na šírku) časti pece, priamo nad podpaľovačom. pás. Široké a relatívne plytké korózne jamy mali nepravidelný tvar a často boli uzavreté, v dôsledku čoho bol poškodený povrch potrubia nerovný a hrboľatý. Uprostred najhlbších vredov sa objavili fistuly a cez ne začali unikať prúdy vody a pary.
Charakteristickou črtou bola úplná absencia takejto korózie na rúrkach stien stredotlakových kotlov týchto elektrární, hoci stredotlakové kotly tam boli v prevádzke oveľa dlhšie.
V ďalších rokoch sa vonkajšia korózia stenových rúr objavila aj na iných vysokotlakových kotloch na tuhé palivá. Zóna korozívnej deštrukcie niekedy siahala do značnej výšky; v niektorých miestach sa hrúbka stien potrubia v dôsledku korózie znížila na 2-3 mm. Bolo tiež pozorované, že táto korózia prakticky chýba vo vysokotlakových kotloch prevádzkovaných na ťažký vykurovací olej.
Vonkajšia korózia stenových rúrok bola zistená u kotlov TP-240-1 po 4 rokoch prevádzky, pracujúcich pri tlaku v bubnoch 185 atm. V týchto kotloch sa pri Moskve spaľovalo hnedé uhlie, ktoré malo vlhkosť asi 30 %; vykurovací olej sa spaľoval iba pri podpaľovaní. Pri týchto kotloch došlo aj k poškodeniu koróziou v zóne najväčšieho tepelného zaťaženia stenových rúr. Zvláštnosťou korózneho procesu bolo, že rúry sa zrútili tak zo strany privrátenej k peci, ako aj zo strany privrátenej k výmurovke (obr. 62).
Tieto skutočnosti ukazujú, že korózia stenových rúrok závisí predovšetkým od teploty ich povrchu. V strednotlakových kotloch sa voda vyparuje pri teplote asi 240 °C; pre kotly určené na tlak 110 atm je vypočítaná teplota varu vody 317 ° C; v kotloch TP-240-1 voda vrie pri teplote 358 °C. Teplota vonkajšieho povrchu stenových rúrok zvyčajne presahuje bod varu asi o 30-40 °C.
Môcť. predpokladajme, že intenzívna vonkajšia korózia kovu začína, keď jeho teplota stúpne na 350 °C. Pri kotloch dimenzovaných na tlak 110 atm sa táto teplota dosahuje len zo strany výpalu a pri kotloch s tlakom 185 atm , zodpovedá teplote vody v potrubí ... Preto bola korózia stenových rúr zo strany výstelky pozorovaná len u týchto kotlov.
Podrobná štúdia problematiky bola vykonaná na kotloch TP-230-2 prevádzkovaných na jednej zo spomínaných elektrární. Odoberali sa tam vzorky plynov a tepla.
Častice z horáka vo vzdialenosti asi 25 mm od stenových rúrok. V blízkosti čelného skla, v zóne intenzívnej vonkajšej korózie potrubia, spaliny neobsahovali takmer žiadny voľný kyslík. V blízkosti zadného skla, v ktorom takmer chýbala vonkajšia korózia potrubia, bolo v plynoch oveľa viac voľného kyslíka. Okrem toho kontrola ukázala, že v oblasti tvorby korózie viac ako 70% vzoriek plynu
Dá sa "predpokladať, že v prítomnosti prebytku kyslíka sírovodík vyhorí a nedochádza ku korózii, ale v neprítomnosti prebytku kyslíka sa sírovodík dostane do chemickej kombinácie s kovom rúrok. V tomto prípade železo vzniká sulfid FeS.Tento korózny produkt sa skutočne nachádzal v usadeninách na rúrkach štítu.
Vonkajšej korózii je vystavená nielen uhlíková oceľ, ale aj chróm-molybdénová oceľ. Najmä v kotloch TP-240-1 korózia postihla stenové rúry vyrobené z ocele 15XM.
Doteraz neexistujú žiadne overené opatrenia na úplné zabránenie opísanému typu korózie. Určité zníženie rýchlosti ničenia. kov bol dosiahnutý. po úprave spaľovacieho procesu, najmä pri zvýšení prebytku vzduchu v spalinách.
27. KORÓZIA OBRAZOVKY PRI EXTRÉMNOM TLAKU
Táto kniha stručne popisuje pracovné podmienky kovových parných kotlov v moderných elektrárňach. Ale pokrok v energetike v ZSSR pokračuje a teraz prichádza do prevádzky veľké číslo nové kotly určené na viac vysoké tlaky a teplotu pary. V týchto podmienkach veľký význam má praktické skúsenosti s prevádzkou niekoľkých kotlov TP-240-1, prevádzkovaných v rokoch 1953-1955. pri tlaku 175 atm (185 atm v bubne). Veľmi cenné,> najmä informácie o korózii ich obrazoviek.
Štíty týchto kotlov boli z vonkajšej aj vnútornej strany skorodované. Ich vonkajšia korózia je popísaná v predchádzajúcom odseku tejto kapitoly, ale deštrukcia vnútorného povrchu rúr nie je podobná žiadnemu z vyššie opísaných typov korózie kovov.
Korózia sa vyskytovala najmä z výpalovej strany hornej časti šikmých rúrok studeného lievika a bola sprevádzaná výskytom koróznych jám (obr. 63, a). Následne sa počet takýchto škrupín zvýšil a objavil sa súvislý pás (niekedy dva rovnobežné. prúžky) skorodovaného kovu (obr. 63.6). Charakteristická bola aj absencia korózie v zóne zvarových spojov.
Vo vnútri rúr sa nachádzal nános sypkého kalu o hrúbke 0,1-0,2 mm, ktorý pozostával najmä z oxidov železa a medi. Nárast koróznej deštrukcie kovu nebol sprevádzaný nárastom hrúbky kalovej vrstvy, preto korózia pod kalovou vrstvou nebola hlavnou príčinou korózie vnútorného povrchu stenových rúrok.
V kotlovej vode bol zachovaný čistý fosfátový zásaditý režim. Fosfáty sa do kotla nezavádzali nepretržite, ale periodicky.
Veľký význam mala skutočnosť, že teplota rúrkového kovu periodicky prudko stúpala a niekedy presahovala 600 °C (obr. 64). Zóna najčastejšieho a maximálneho nárastu teploty sa zhodovala so zónou najväčšieho zničenia kovu. Pokles tlaku v kotle na 140-165 atm (tj. na tlak, pri ktorom pracujú nové sériové kotly) nezmenil charakter dočasného zvýšenia teploty potrubí, ale bol sprevádzaný výrazným poklesom maximálnu hodnotu tejto teploty. Dôvody takéhoto pravidelného zvyšovania teploty na strane výpalu šikmých rúr sú studené. lieviky ešte neboli podrobne preskúmané.
|
Táto kniha sa zaoberá špecifickými problémami súvisiacimi s prevádzkou oceľových častí v parnom kotli. Ale na štúdium týchto čisto praktických problémov musíte vedieť všeobecné informácie o štruktúre ocele a jej "vlastnostiach. V diagramoch znázorňujúcich štruktúru kovov sú atómy niekedy znázornené ako guľôčky vo vzájomnom kontakte (obr. 1). Takéto diagramy znázorňujú usporiadanie atómov v kove, ale je ťažké jasne ukázať vzájomné usporiadanie atómov.priateľ. Erózia je postupná deštrukcia povrchovej vrstvy kovu pod vplyvom mechanického namáhania. Najbežnejším typom erózie oceľových prvkov - parného kotla je ich obrusovanie pevnými časticami popola, ktoré sa pohybujú spolu so spalinami. Pri dlhšom odieraní dochádza k postupnému zmenšovaniu hrúbky stien rúr a následne k ich deformácii a prasknutiu vplyvom vnútorného tlaku. |
Čo je Hydro-X:
Hydro-X je metóda a riešenie vynájdené v Dánsku pred 70 rokmi, ktoré poskytujú potrebnú korekčnú úpravu vody pre vykurovacie systémy a kotly, a to ako horúcej vody, tak aj pary s nízkym tlakom pary (do 40 atm). Pri použití metódy Hydro-X sa do cirkulujúcej vody, dodávanej spotrebiteľovi v plastových plechovkách alebo sudoch, pridáva iba jeden roztok pripravený na použitie. To umožňuje podnikom nemať špeciálne sklady pre chemické činidlá, obchody na prípravu potrebných roztokov atď.
Použitie Hydro-X zaisťuje udržanie požadovanej hodnoty pH, čistenie vody od kyslíka a voľného oxidu uhličitého, zamedzenie tvorby vodného kameňa, prípadne čistenie povrchov, ako aj ochranu pred koróziou.
Hydro-X je číra, žltohnedá kvapalina, homogénna, silne alkalická, so špecifickou hmotnosťou asi 1,19 g / cm pri 20 ° C. Jeho zloženie je stabilné a ani pri dlhodobom skladovaní nedochádza k oddeľovaniu tekutín alebo sedimentácii, preto nie je potrebné pred použitím miešať. Kvapalina nie je horľavá.
Výhodou metódy Hydro-X je jednoduchosť a účinnosť úpravy vody.
Keď sú v prevádzke systémy ohrevu vody, vrátane výmenníkov tepla, teplovodných alebo parných kotlov, spravidla sa dopĺňajú dodatočnou vodou. Aby sa zabránilo vzniku vodného kameňa, je potrebné vykonať úpravu vody, aby sa znížil obsah kalu a solí v kotlovej vode. Úpravu vody je možné vykonávať napríklad použitím zmäkčovacích filtrov, použitím demineralizácie, reverznej osmózy a pod. Aj po takejto úprave zostávajú problémy spojené s možnou koróziou. Keď sa do vody pridá lúh sodný, fosforečnan sodný atď., problém korózie tiež pretrváva a pri parných kotloch znečistenie parou.
Pomerne jednoduchou metódou, ktorá zabraňuje tvorbe vodného kameňa a korózii, je metóda Hydro-X, podľa ktorej sa do kotlovej vody pridáva malé množstvo už pripraveného roztoku obsahujúceho 8 organických a anorganických zložiek. Výhody metódy sú nasledovné:
- roztok prichádza k spotrebiteľovi vo forme, pripravený na použitie;
- riešenie v malé množstvá sa zavádza do vody buď ručne alebo pomocou dávkovacieho čerpadla;
- pri použití Hydro-X nie je potrebné používať ďalšie chemikálie;
- do kotlovej vody sa dodáva asi 10x menej účinných látok ako pri použití tradičných metód úpravy vody;
Hydro-X neobsahuje toxické zložky. Okrem hydroxidu sodného NaOH a fosforečnanu trojsodného Na3PO4 sa všetky ostatné látky extrahujú z netoxických rastlín;
- pri použití v parných kotloch a výparníkoch je zabezpečená čistá para a je zamedzené možnosti penenia.
Zloženie Hydro-X.
Roztok obsahuje osem rôznych látok, organických aj anorganických. Mechanizmus účinku Hydro-X je komplexnej fyzikálno-chemickej povahy.
Smer vplyvu každej zložky je približne nasledovný.
Hydroxid sodný NaOH v množstve 225 g / l znižuje tvrdosť vody a reguluje hodnotu pH, chráni vrstvu magnetitu; fosforečnan trojsodný Na3PO4 v množstve 2,25 g / l - zabraňuje tvorbe vodného kameňa a chráni povrch železa. Všetkých šesť organických zlúčenín celkovo nepresahuje 50 g/l a zahŕňa lignín, tanín, škrob, glykol, alginát sodný a mannuronát sodný. Celkové množstvo zásaditých látok NaOH a Na3PO4 pri úprave vody Hydro-X je podľa princípu stechiometrie veľmi malé, asi desaťkrát menšie ako pri tradičnej úprave.
Vplyv zložiek Hydro-X je viac fyzikálny ako chemický.
Organické prísady slúžia na nasledujúce účely.
Alginát sodný a mannuronát sodný sa používajú v spojení s niektorými katalyzátormi na pomoc pri zrážaní vápenatých a horečnatých solí. Taníny absorbujú kyslík a vytvárajú antikoróznu vrstvu železa. Lignín pôsobí ako tanín a tiež pomáha odstraňovať existujúci vodný kameň. Škrob tvorí kal a glykol zabraňuje peneniu a strhávaniu kvapiek vlhkosti. Anorganické zlúčeniny udržujú slabo zásadité prostredie potrebné pre efektívne pôsobenie organických látok, slúžia ako indikátor koncentrácie Hydro-X.
Princíp fungovania Hydro-X.
Organické zložky zohrávajú pri pôsobení Hydro-X rozhodujúcu úlohu. Hoci sú prítomné v minimálnych množstvách, vďaka ich hlbokej disperzii je ich aktívny reakčný povrch dosť veľký. Významná je molekulová hmotnosť organických zložiek Hydro-X, ktorá poskytuje fyzikálny efekt priťahovania molekúl znečisťujúcich vodu. Táto fáza úpravy vody prebieha bez chemických reakcií. Absorpcia molekúl znečisťujúcich látok je neutrálna. To vám umožní zhromaždiť všetky takéto molekuly, ktoré vytvárajú tuhosť, ako aj soli železa, chloridy, soli kyseliny kremičitej atď. Všetky znečisťujúce látky vo vode sa ukladajú do kalu, ktorý je pohyblivý, amorfný a nezlepuje sa. Tým sa zabráni možnosti tvorby vodného kameňa na výhrevných plochách, čo je významnou výhodou metódy Hydro-X.
Neutrálne Hydro-X molekuly absorbujú pozitívne aj negatívne ióny (anióny a katióny), ktoré sa následne vzájomne neutralizujú. Neutralizácia iónov priamo ovplyvňuje zníženie galvanickej korózie, pretože tento typ korózie je spojený s rôznym elektrickým potenciálom.
Hydro-X je účinný proti korozívnym plynom – kyslíku a voľnému oxidu uhličitému. Koncentrácia 10 ppm Hydro-X je dostatočná na zabránenie tomuto typu korózie bez ohľadu na okolitú teplotu.
Lúh sodný môže spôsobiť žieravinu krehkosť. Použitie Hydro-X znižuje množstvo voľných hydroxidov, čím sa výrazne znižuje riziko leptavej krehkosti ocele.
Bez zastavenia systému na preplachovanie vám proces Hydro-X umožňuje odstrániť starý existujúci vodný kameň. Je to spôsobené prítomnosťou molekúl lignínu. Tieto molekuly prenikajú do pórov kotla a ničia ho. Treba si však uvedomiť, že pri silnom znečistení kotla je ekonomicky výhodnejšie vykonať chemické preplachovanie a následne použiť Hydro-X, aby sa zabránilo usádzaniu vodného kameňa, čím sa zníži jeho spotreba.
Vzniknutý kal sa zhromažďuje v kalových zberačoch a odstraňuje sa z nich periodickým odkalovaním. Ako zberače kalu možno použiť filtre (batolapače), cez ktoré prechádza časť vody vrátenej do kotla.
Je dôležité, aby sa kal vytvorený pôsobením Hydro-X odstraňoval vždy, keď je to možné, každodenným odkalovaním kotla. Množstvo odluhu závisí od tvrdosti vody a typu rastliny. V počiatočnom období, keď sa povrchy čistia od už existujúceho kalu a vo vode je značný obsah škodlivín, by mal byť odluh vyšší. Preplachovanie sa vykonáva úplným otvorením preplachovacieho ventilu na 15-20 sekúnd denne a s veľkým množstvom doplňovania surová voda 3-4 krát denne.
Hydro-X je možné použiť vo vykurovacích systémoch, v systémoch diaľkového vykurovania, pre nízkotlakové parné kotly (do 3,9 MPa). Súčasne s Hydro-X by sa nemali používať žiadne iné činidlá okrem siričitanu sodného a sódy. Je samozrejmé, že reagencie na úpravu vody do tejto kategórie nepatria.
V prvých mesiacoch prevádzky by sa mala spotreba činidla mierne zvýšiť, aby sa odstránil vodný kameň existujúci v systéme. Ak existuje obava, že prehrievač kotla je kontaminovaný usadeninami soli, je potrebné ho vyčistiť inými metódami.
V prítomnosti externého systému úpravy vody je potrebné zvoliť optimálny prevádzkový režim Hydro-X, ktorý zabezpečí celkovú úsporu.
Predávkovanie Hydro-X neovplyvňuje nepriaznivo ani spoľahlivosť prevádzky kotla, ani kvalitu pary pre parné kotly a má za následok iba zvýšenie spotreby samotného činidla.
Parné kotly
Surová voda sa používa ako prídavná voda.
Konštantné dávkovanie: 0,2 litra Hydro-X na každý meter kubický dodatočnej vody a 0,04 litra Hydro-X na každý meter kubický kondenzátu.
Odličovacia voda je zmäkčená voda.
Počiatočné dávkovanie: 1 liter Hydro-X na každý meter kubický vody v bojleri.
Konštantné dávkovanie: 0,04 l Hydro-X na každý kubický meter ďalšej vody a kondenzátu.
Dávkovanie na odvápnenie bojlera: Hydro-X sa dávkuje v množstve o 50% viac ako je konštantná dávka.
Systémy zásobovania teplom
Prídavná voda je surová voda.
Počiatočné dávkovanie: 1 liter Hydro-X na každý meter kubický vody.
Konštantné dávkovanie: 1 liter Hydro-X na každý meter kubický make-up vody.
Odličovacia voda je zmäkčená voda.
Počiatočné dávkovanie: 0,5 l Hydro-X na každý meter kubický vody.
Konštantné dávkovanie: 0,5 l Hydro-X na každý meter kubický make-upovej vody.
V praxi je dodatočné dávkovanie založené na analýze pH a tvrdosti.
Meranie a kontrola
Normálne dávkovanie Hydro-X na deň je približne 200-400 ml na tonu ďalšej vody s priemernou tvrdosťou 350 μgeq / dm3, počítané ako CaCO3, plus 40 ml na tonu vratná voda... Ide samozrejme o približné údaje a presnejšie sa dá dávkovanie nastaviť sledovaním kvality vody. Ako už bolo uvedené, predávkovanie nespôsobí žiadnu škodu, ale správne dávkovanie ušetrí peniaze. Pre normálnu prevádzku sa sleduje tvrdosť (v zmysle CaCO3), celková koncentrácia iónových nečistôt, merná elektrická vodivosť, žieravá alkalita a koncentrácia vodíkových iónov (pH) vody. Vďaka svojej jednoduchosti a širokému rozsahu spoľahlivosti možno Hydro-X použiť ako v manuálnom dávkovaní, tak aj v automatickom režime. V prípade potreby si spotrebiteľ môže objednať riadiaci systém a počítačové riadenie procesu.
Systém železo - vodná para je termodynamicky nestabilný. Interakcia týchto látok môže prebiehať za vzniku magnetitu Fe 3 O 4 alebo wustitu FeO:
|
| |
;Analýza reakcií (2.1) - (2.3) naznačuje druh rozkladu vodnej pary pri interakcii s kovom za vzniku molekulárneho vodíka, ktorý nie je dôsledkom skutočnej tepelnej disociácie vodnej pary. Z rovníc (2.1) - (2.3) vyplýva, že pri korózii ocelí v prehriatej pare za neprítomnosti kyslíka môže na povrchu vznikať len Fe 3 O 4 alebo FeO.
V prítomnosti kyslíka v prehriatej pare (napríklad v neutrálnych vodných režimoch s dávkovaním kyslíka do kondenzátu) je možný vznik hematitu Fe 2 O 3 v zóne prehrievania v dôsledku dodatočnej oxidácie magnetitu.
Predpokladá sa, že korózia v pare od teploty 570 °C je chemická. V súčasnosti je maximálna teplota prehrievania pre všetky kotly znížená na 545 °C, a preto v prehrievačoch dochádza k elektrochemickej korózii. Výstupné časti primárnych prehrievačov sú vyrobené z nehrdzavejúcej austenitickej nehrdzavejúcej ocele, výstupné časti medziprehrievačov, ktoré majú rovnakú konečnú teplotu prehrievania (545 °C), sú vyrobené z perlitických ocelí. Preto je korózia ohrievačov zvyčajne závažná.
V dôsledku pôsobenia pary na oceľ na jej pôvodne čistý povrch postupne vytvára sa takzvaná topotaktická vrstva, pevne priľnutá k samotnému kovu, a preto ho chráni pred koróziou. Na tejto vrstve časom narastá druhá takzvaná epitaktická vrstva. Pre teploty pary do 545 °C sú obe tieto vrstvy magnetitové, ale ich štruktúra nie je rovnaká - epitaktická vrstva je hrubozrnná a nechráni pred koróziou.
Rýchlosť rozkladu pary
mgH 2 /(cm 2 h)
Ryža. 2.1. Závislosť rýchlosti rozkladu prehriatej pary
od teploty steny
Spôsobmi vodného režimu nie je možné ovplyvniť koróziu prehrievajúcich sa plôch. Hlavnou úlohou vodno-chemického režimu vlastných prehrievačov je preto systematicky sledovať stav kovu prehrievačov, aby sa zabránilo deštrukcii topotaktickej vrstvy. Môže k tomu dôjsť v dôsledku prenikania jednotlivých nečistôt, najmä solí, do prehrievačov a zrážaním v nich, čo je možné napríklad v dôsledku prudkého zvýšenia hladiny v bubne vysokotlakových kotlov. S tým spojené usadeniny solí v prehrievači môžu viesť ako k zvýšeniu teploty steny, tak aj k deštrukcii ochranného oxidového topotaktického filmu, čo možno posúdiť podľa prudkého zvýšenia rýchlosti rozkladu pár (obr. 2.1).
3.3. Korózia cesty napájacej vody a vedenia kondenzátu
Značná časť koróznych poškodení zariadení tepelných elektrární pripadá na cestu napájacej vody, kde sa kov nachádza v najťažších podmienkach, ktorých príčinou je korozívnosť chemicky upravenej vody, kondenzátu, destilátu a ich zmesi v kontaktu s ním. V elektrárňach s parnou turbínou je hlavným zdrojom kontaminácie napájacej vody zlúčeninami medi čpavková korózia turbínových kondenzátorov a nízkotlakových regeneračných ohrievačov, ktorých potrubný systém je vyrobený z mosadze.
Cestu napájacej vody elektrárne s parnou turbínou možno rozdeliť na dve hlavné časti: pred tepelným odvzdušňovačom a za ním a podmienky prúdenia v ich rýchlosť korózie je dramaticky odlišná. Prvky prvého úseku cesty napájacej vody, ktorý sa nachádza pred odvzdušňovačom, zahŕňajú potrubia, nádrže, čerpadlá kondenzátu, potrubia kondenzátu a ďalšie zariadenia. Charakteristickým znakom korózie tejto časti živného traktu je nedostatok možnosti vyčerpania agresívnych činidiel, t.j. kyseliny uhličitej a kyslíka, obsiahnutých vo vode. Vďaka neustálemu prítoku a pohybu nových porcií vody po ceste dochádza k neustálemu dopĺňaniu ich strát. Nepretržité odstraňovanie časti reakčných produktov železa s vodou a prítok čerstvých podielov agresívnych činidiel vytvárajú priaznivé podmienky pre intenzívne korózne procesy.
Zdrojom výskytu kyslíka v kondenzáte turbíny je nasávanie vzduchu v koncovej časti turbín a v olejových tesneniach čerpadiel kondenzátu. Ohrev vody s obsahom O2 a СО 2 v povrchových ohrievačoch umiestnených v prvej časti podávacieho traktu, až do 60–80 ° C a viac, vedie k vážnemu poškodeniu mosadzných rúrok koróziou. Tie sa stávajú krehkými a mosadz často po niekoľkých mesiacoch práce získa hubovitú štruktúru v dôsledku výraznej selektívnej korózie.
Prvky druhej sekcie napájacieho vodného traktu - od odvzdušňovača po parogenerátor - zahŕňajú napájacie čerpadlá a rozvody, regeneračné ohrievače a ekonomizéry. Teplota vody v tejto časti sa v dôsledku postupného ohrevu vody v regeneračných ohrievačoch a ekonomizéroch vody približuje teplote kotlovej vody. Príčinou korózie zariadení súvisiacich s touto časťou potrubia je najmä vplyv voľného oxidu uhličitého rozpusteného v napájacej vode na kov, ktorého zdrojom je dodatočne chemicky upravená voda. So zvýšenou koncentráciou vodíkových iónov (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.
V prítomnosti zariadení vyrobených z mosadze (nízkotlakové ohrievače, kondenzátory) dochádza k obohacovaniu vody zlúčeninami medi cez cestu kondenzátu pary v prítomnosti kyslíka a voľného amoniaku. K zvýšeniu rozpustnosti hydratovaného oxidu medi dochádza v dôsledku tvorby komplexov medi a amoniaku, napríklad Cu (NH 3) 4 (OH) 2. Tieto výrobky sú mosadzné rúrkové ohrievače odolné voči korózii nízky tlak sa začnú v častiach vysokotlakových regeneračných ohrievačov (vysokotlakových ohrievačov) rozkladať za vzniku menej rozpustných oxidov medi, ktoré sa čiastočne ukladajú na povrchu vysokotlakových rúr. e) Mednaté usadeniny na trubiciach p.c. prispievajú k ich korózii počas prevádzky a dlhodobého skladovania zariadení bez konzervácie.
Pri nedostatočne hlbokom tepelnom odvzdušnení napájacej vody sa jamková korózia pozoruje hlavne na vstupné priestory ekonomizéry, kde dochádza k uvoľňovaniu kyslíka v dôsledku citeľného zvýšenia teploty napájacej vody, ako aj v stojatých oblastiach kŕmneho traktu.
Zariadenia odberačov pary a potrubia, ktorými sa priemyselný kondenzát vracia späť do CHPP, podliehajú korózii pôsobením kyslíka a kyseliny uhličitej v nich obsiahnutých. Vzhľad kyslíka sa vysvetľuje kontaktom kondenzátu so vzduchom v otvorených nádržiach (keď otvorený okruh zber kondenzátu) a netesnosti cez netesnosti v zariadení.
Hlavné opatrenia na zabránenie korózii zariadení umiestnených v prvej časti cesty napájacej vody (z úpravne vody do tepelného odvzdušňovača) sú:
1) používanie ochranných antikoróznych náterov na povrchy zariadení na úpravu vody a nádrží, ktoré sa umývajú roztokmi kyslých činidiel alebo korozívnych vôd s použitím gumy, epoxidových živíc, lakov na báze perchlorovinylu, tekutého dusitanu a silikónu;
2) používanie rúrok a tvaroviek odolných voči kyselinám vyrobených z polymérnych materiálov (polyetylén, polyizobutylén, polypropylén atď.) alebo oceľových rúr a tvaroviek lemovaných vo vnútri ochrannými nátermi nanášanými nástrekom plameňom;
3) aplikácia potrubia tepelné výmenníky vyrobené z kovov odolných voči korózii (červená meď, nehrdzavejúca oceľ);
4) odstránenie voľného oxidu uhličitého z dodatočne chemicky upravenej vody;
5) kontinuálne odstraňovanie nekondenzovateľných plynov (kyslík a kyselina uhličitá) z parných komôr regeneračných nízkotlakových ohrievačov, chladičov a ohrievačov sieťovej vody a rýchle odstraňovanie v nich vzniknutého kondenzátu;
6) Dôkladné utesnenie olejových tesnení čerpadla kondenzátu, armatúr a prírubových spojov prívodných potrubí vo vákuu;
7) zabezpečenie dostatočnej tesnosti turbínových kondenzátorov zo strany chladiacej vody a vzduchu a sledovanie nasávania vzduchu pomocou záznamových kyslíkomerov;
8) vybavenie kondenzátorov špeciálnymi odplyňovacími zariadeniami na odstránenie kyslíka z kondenzátu.
Na úspešný boj proti korózii zariadení a potrubí umiestnených v druhej časti cesty napájacej vody (od tepelných odvzdušňovačov po parogenerátory) sa uplatňujú tieto opatrenia:
1) vybavenie TPP tepelnými odvzdušňovačmi, ktoré za akýchkoľvek prevádzkových podmienok produkujú odvzdušnenú vodu so zvyškovým obsahom kyslíka a oxidu uhličitého, ktorý neprekračuje prípustné limity;
2) maximálny výkon nekondenzovateľných plynov z parných komôr vysokotlakových regeneračných ohrievačov;
3) použitie kovov odolných voči korózii na výrobu prvkov napájacích čerpadiel v kontakte s vodou;
4) antikorózna ochrana kŕmnych a drenážnych nádrží aplikáciou nekovových náterov odolných pri teplotách do 80-100 °C, napríklad asbovinyl (zmes etinolového laku s azbestom) resp. farby a laky na báze epoxidových živíc;
5) výber konštrukčných kovov odolných voči korózii vhodných na výrobu rúr pre vysokotlakové regeneračné ohrievače;
6) neustále spracovávanie napájacej vody alkalickými činidlami za účelom udržania danej optimálnej hodnoty pH napájacej vody, pri ktorej je potlačená korózia oxidom uhličitým a je zabezpečená dostatočná pevnosť ochranného filmu;
7) kontinuálna úprava napájacej vody hydrazínom na viazanie zvyškového kyslíka po tepelných odvzdušňovačoch a vytvorenie inhibičného účinku inhibície prechodu zlúčenín železa z povrchu zariadenia do napájacej vody;
8) utesnenie nádrží na napájaciu vodu organizovaním takzvaného uzavretého systému, aby sa zabránilo vstupu kyslíka do napájacej vody do ekonomizérov parných generátorov;
9) implementácia spoľahlivej konzervácie zariadenia cesty napájacej vody počas jej odstávky v rezerve.
Účinnou metódou na zníženie koncentrácie produktov korózie v kondenzáte vracanom spotrebiteľmi pary do CHPP je zavedenie filmotvorných amínov - oktadecylamínu alebo jeho náhrad do vybranej pary odosielanej spotrebiteľom. Pri koncentrácii týchto látok v pare rovnajúcej sa 2–3 mg / dm 3 , je možné znížiť obsah oxidov železa v priemyselnom kondenzáte 10-15 krát. Dávkovanie vodnej emulzie polyamínov pomocou dávkovacieho čerpadla nezávisí od koncentrácie kyseliny uhličitej v kondenzáte, pretože ich pôsobenie nie je spojené s neutralizujúcimi vlastnosťami, ale je založené na schopnosti týchto amínov vytvárať nerozpustné a vo vode nemiešateľné filmy na povrchu ocele, mosadze a iných kovov.
