Дипломная (вкр): Закономерности отложения примесей в паровых котлах, методы химических очисток и консервации котлов

Краткая характеристика котлоагрегата:

. Паропроизводительность - 1650 т/ч;

. Давление острого пара - 255 кгс/см²;

3. Температура первичного пара - 5450С;

. Температура питательной воды - 2710С;

. Расход пара через вторичный пароперегреватель -1364 т/час;

. Давление пара на входе в промперегреватель - 42,2 кгс/ см²;

7. Давление пара на выходе из промперегревателя - 40,1 кгс/см²;

8. Температура пара на выходе из промперегревателя - 5450С;

. Температура уходящих газов - 1450С;

. Температура горячего воздуха - 3310С;

. КПД котла (брутто) - 91,99%

Котёл рассчитан на сжигание экибастузского каменного угля.

Водяной объём первичного тракта 218 м³ (до ВЗ - 174 м³).

Водяной объём вторичного тракта 196 м³.

4.2.2 Описание технологии и результаты химической очистки

При подготовительных работах для проведения химической очистки была произведена контрольная вырезка образцов труб поверхностей нагрева пароводяного тракта котла П-57-3М блока ст.№8.

Результаты определения загрязненности труб представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3.

Результаты исследования образцов труб котла П-57-3М на загрязненность

Исходя из результатов исследования по загрязненности образцов пункты 3,7, 11, 12, 13, 14 показали о необходимости проведения кислотной промывки всего пароводяного тракта СКД. Далее требуется провести промежуточную консервацию тракта аммиачным раствором для предупреждения коррозии металла в период восстановления рабочей схемы и проведения гидравлических испытаний. Затем проводится кислородная пассивация первичного и вторичного тракта котла.

В качестве реагентов для проведения кислотной промывки были выбраны лимонная кислота в композиции с трилоном Б.

Очистка раствором композиции трилона Б (или двухзамещенной аммонийной солью ЭДТК) с лимонной кислотой характеризуется следующими основными преимуществами: довольно высокой эффективностью растворения оксидов железа и постепенным переводом их в растворимые комплексные соединения с ионами FeII и FeIII, наименьшим количеством образующейся взвеси (количество взвешенных веществ не более 3 - 5 %). В этих растворах при использовании эффективных ингибиторов коррозионные потери котельных сталей могут быть сведены до минимума при температуре до 100 - 130 °С. Образующиеся прочные водорастворимые комплексы предотвращают выпадение труднорастворимых соединений в растворе и на поверхности труб. Этот раствор применим для очистки аустенитных труб и позволяет использовать для создания циркуляционного контура штатное оборудование (бустерные насосы), что существенно упрощает схему очистки.

Недостатками этого метода являются: дефицитность и высокая стоимость

реагентов, особенно лимонной кислоты, сложность нейтрализации и обезвреживания отработанных растворов; кроме того, раствор композиции трилона Б с лимонной кислотой не способен удалять плотную окалину и отложения при загрязненности более 400 - 500 г/м2.

Концентрация основных компонентов - трилона Б и лимонной кислоты - выбирается в зависимости от исходной загрязненности поверхности и может колебаться от 0,5 до 2,0 % для каждого из компонентов. Исходной загрязненностью определяется также число кислотных стадий очистки: при загрязненности до 100 -150 г/м2 рекомендуется одна кислотная стадия, при загрязненности более 150 г/м2 очистку целесообразнее проводить в две стадии.

Наиболее оптимальным с точки зрения получения необходимого показателя рН раствора и эффективности растворения железоокисных отложений является соотношение компонентов в композиции 1:1. Температура раствора должна быть в пределах 90 - 130 °С.

В качестве ингибиторов необходимо использовать смеси 0,1 % ОП-7 (ОП-10) или катапина КИ-1 с 0,02 % каптакса. Ингибитор ОП-7 (ОП-10) целесообразнее использовать тогда, когда необходимо проводить обезжиривание поверхности труб, так как в этом случае этот процесс можно совместить с кислотной стадией.

Длительность кислотной стадии составляет в среднем 4 - 6 ч.

Технология предпусковой очистки раствором композиции трилона Б с лимонной кислотой состоит из следующих операций:

а) водная промывка;

б) обработка ингибированным раствором композиции трилона Б или аммонийной соли ЭДТК с концентрацией 0,7 - 1,0 % и лимонной кислоты с концентрацией 0,7 - 1,0 % при температуре 100 - 120 °С в течение 4 - 6 ч;

в) вытеснение отработанного раствора технической водой до полного осветления;

г) замена технической воды на обессоленную;

д) обработка ингибированным раствором композиции трилона Б или аммонийной соли ЭДТК (0,5 %) и лимонной кислоты (0,5 %) при температуре 100 - 120°С в течение 3 - 4 ч;

е) вытеснение раствора технической водой с добавлением аммиака до получения показателя рН, равного 9 - 10, и осветление раствора на сбросе;

ж) замена технической воды на обессоленную с аммиаком (показатель рН равен 9,5 - 10);

Кислотная отмывка котлоагрегата П-57-3М ст. №8

Кислотная очистка выполнялась в два подэтапа с последующей предварительной консервацией тракта СКД котла.

Первый подэтап начался вечером 31 мая. Контур циркуляции прогревался подачей пара на ПВД до 100-130°С. Анализы на pH брались каждые полчаса-час, анализы на солесодержание и Fe2О3 брались сразу после загрузки и перед началом промывки контура чистой химобессоленой водой. На этом этапе был произведен внешний осмотр коллекторов котла с помощью тепловизора, результаты обследования показали равномерный прогрев всех коллекторов с температурой на уровне 80-120°С, что свидетельствует о нормальной циркуляции раствора во всех поверхностях нагрева котлоагрегата. После ввода реагентов pH раствора на сбросе из ПСБУ (острый пар, далее ОП) было 6,15, на ТПН (питательная вода, далее ПВ) - 3,39. Солесодержание ОП - 880 мг/л, ПВ - 1120 мг/л. Fe2О3 ОП - 2,32 г/л, ПВ - 3,43 г/л.

К 05:40 01.06.12 pH раствора в начале и в конце контура циркуляции выровнялось (ОП - 6,45, ПВ - 6,56), началось вытеснение раствора и промывка контура циркуляции. Промывка производилась до положительного анализа воды по шрифту.

Второй подэтап начался 03:00 02.06.12. Анализы после ввода реагентов: pH ОП -6,57, ПВ - 3,28, солесодержание ОП - 680 мг/л, ПВ - 1220 мг/л, Fe203 ОП - 2,87 г/л, ПВ - 0,30 г/л.

К 07:00 pH выровнялось (ОП - 6,15, ПВ - 6,25) началось вытеснение раствора и промывка контура циркуляции. Промывка производилась до положительного анализа воды по шрифту.

После кислотной очистки осуществлялась интенсивная отмывка контура химобессоленной водой расходом 500÷600 т/ч пониточно, до солесодержания на выходе не более чем в три-четыре раза больше, чем на входе (0,5 - 1,65, 0,5 - 1,82).

После отмывки контура в 04:00 03.06.12 началась предварительная консервация тракта СКД котла вводом в контур 25%-раствора аммиака в количестве 5 т.

Контур циркуляции прогревался подачей пара на ПВД до 100°С. После ввода аммиака зафиксирован pH раствора, равный 10,7. После перемешивания раствора в контуре в 15:40 ТПН был остановлен, раствор «заперт» в тракте при давлении 6 кгс/см2.

Холодные и горячие отмывки котла ст. №8 Экибастузкой ГРЭС-1

Предпусковые отмывки проводились в период с 18.06 по 22.06.2012 г.

Первая холодная отмывка началась в 5:00 18 июня, расходы воды на нитку составляли по 250 тонн в час, при этих расходах не создавалось необходимых скоростных режимов для промывки. В 10:30 было принято решение увеличить расходы до 900 тонн в час на одну нитку, при таком расходе разность оксидов железа в основном конденсате и среды до ВЗ значительно выросла (по нитке А составила 1270 мкг/кг, по нитке Б 2940мкг/кг) по истечении 8 часов непрерывной холодной отмывки разность оксидов железа уменьшилась и составила 200 мкг/кг по нитке А и 40 мкг/кг по нитке Б. В 21:15 было принято решение завершить холодную отмывку блока и начать подготовку к первому розжигу.

В 11:58 19 июня был произведен первый розжиг котла и начата горячая отмывка. Горячая отмывка продолжалась 20 часов при расходах воды 250-450 т/ч. В 16:55 20.06.12 произошел аварийный останов блока по электрической части. Следующая горячая отмывка началась 22 июня в 10:00. Стабильный результат по выходу оксидов железа в остром паре установился в 23:00 и составил 220 мкг/кг (разница между основным конденсатом и острым паром в течение 3х часов не изменялась и была в районе нуля). По достижению таких результатов было принято решение о начале ввода кислорода в тракт СКД.

Пароводокислородная очистка, пассивация и консервация первичного тракта котла 22.06.2012 23:00 проведена горячая отмывка котла согласно инструкции по эксплуатации. Подъём параметров для кислородной пассивации: Топ =350÷400 °С и Роп = 40…50 кгс/см2 по острому пару на выходе с котла длился до 0:00.

.06.2012 0:00 подали кислород с давлением 40÷45 кгс/см2 медленным открытием задвижки на всас ТПН Б с предварительным подрывом задвижки.

Содержание кислорода контролировалось через каждые 30 минут. Концентрация составила 0,95 - 1,4 г/л.

Пассивация первичного тракта котла производилась в течение 5 часов. При стабилизации концентрации железа на уровне 100 мкг/кг пассивация первичного тракта котла закончена.

К 7:00 Произведен толчок турбоагрегата с подачей пара во вторичный тракт. Начало поднятия числа оборотов турбины.

Пароводокислородная очистка, пассивация и консервация вторичного тракта котла 29.06.2012 5:30 Произведена синхронизация. Блок выведен в сеть.э=34МВт. Повторно проведена пропарка линии ввода кислорода.

В 09:06 в работе находилось 14 мазутных форсунок, Nэ=48МВт, t’ВЗ=360°С,ОП=430°С, t’ГПП=435°С, t”ППТО=356°С. Подали кислород с давлением 40÷45 кгс/см2 медленным открытием задвижки на всас ТПН Б с предварительным подрывом задвижки.

Во время пароводокислородной очистки, пассивации и консервация вторичного тракта котла параметры блока поддерживались на том же уровне.

Содержание кислорода контролировалось через каждые 30 минут. Концентрация составила в ГПП 1,1 - 1,8 г/л.

Пассивация вторичного тракта котла производилась в течение 14 часов. При стабилизации концентрации железа на уровне 86 мкг/кг пассивация вторичного тракта котла закончена.

Произведена вырезка контрольных образцов и определено состояние их внутренних поверхностей. Результаты представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4.

Результаты определения загрязненности труб после химической очистки

Был применен комбинированный метод очистки, пассивации и консервации. В качестве первой стадии обработки была использована кислотная отмывка, второй (основной) - пароводокислородная очистка, пассивация и консервация. Данный комбинированный метод очистки, пассивации и консервации привел к:

. По результатам химической лаборатории от 03.февраля 2012 г. загрязненность внутренних поверхностей образцов труб котла П-57-3М энергоблока №8 Экибастузской ГРЭС-1 составляла 350 - 400 г/м2. После окончания работ по химической очистке и предварительной консервации тракта СКД котла загрязненность внутренних поверхностей снизилась до 44-65 г/м2.

. Во время первого подэтапа химической очистки солесодержание ОП - 880 мг/л, ПВ - 1120 мг/л, Fe203 ОП - 2320 мг/л, ПВ - 3430 мг/л. После пассивации и консервации солесодержание сократилось до ОП- 50 мг/л, ПВ - 182 мг/л, содержание железа сократилось до 86 мг/л. Что обеспечивает:

резкое сокращение переноса продуктов коррозии в пароводяном тракте энергоблока во время его эксплуатации;

экологическую чистоту;

увеличение надежности эксплуатации энергооборудования, в результате - сокращение аварийных остановов энергоблока;

. Осмотр состояния внутренних поверхностей коллекторов от 13.06.2012, камер котла П-57-3М ст. №8 показал отсутствие отложений в самих камерах и коллекторах, а также отсутствие отложений на внутренних поверхностях камер и коллекторов. Что обеспечивает надежный водно-химический режим при пуске и эксплуатации энергоблока.

. Первая холодная и горячая отмывки проводились 18 - 19 июня на протяжении 15-20 часов. 29 июня перед пароводокислородной очистки, пассивации и консервации вторичного тракта котла отмывки длились на протяжении 1,5 - 2 часов. Время холодных и горячих отмывок сократилось в 10 раз.

. Согласно методическим указаниям по предпусковой парокислородной очистке и пассивации пароводяного тракта теплоэнергетического оборудования коррозионная устойчивость защитных пленок внутренних поверхностей нагрева по шкале устойчивости характеризуется как высокая. Это говорит о том, что пассивация обеспечивает:

надежную, продолжительную консервацию котла во время его останова;

глубокую пассивацию металла и консервацию оборудования во время останова;

коррозийную стойкость запассивированной стали 20, превышающую коррозионную стойкость аустенитной нержавеющей стали;

надежную пассивацию кислородом микротрещин, ранее имевшихся на металле.

.3 Проведение предпусковой пароводокислородной очистки и пассивации внутренних поверхностей нагрева котла П-57-3Р ст.№2 ЭГРЭС-1

4.3.1 Краткая характеристика котла П-57-3Р

Прямоточный котел Пп-1650-25-545 КТ (П-57-3Р) ОАО «Подольский машиностроительный завод» предназначен для работы в блоке с турбиной К-540-240 и рассчитан на сжигание Экибастузского каменного угля.

Технические характеристики котла приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5.

Технические характеристики котла П-57-3Р