Ян Марьяновский, Аркадиуш Наликовский, Aнна Пётшковская,
Предприятие MARCOR, г. Гданьск, Польша;
Артём Курьяков, ООО «Русватер», г. Санкт-Петербург, РФ.

Отложения котлового камня, как причина эксплуатационных проблем

В ходе нашего исследования мы рассматривали вопросы образования отложений котлового камня в котлах с низким и средним давлением (т.е. работающих под давлением до 40 бар). На внутренней поверхности котлов во время их работы, а также и во время простоя могут образовываться отложения различные по химическому составу и по структуре, обычно называемые котловым камнем. Данное явление обуславливается следующими процессами:

■ изменения в составе воды вследствие нагрева и концентрации, а также выделением твердых отложений;

■ накопление на поверхности котла различных растворенных в воде суспензий;

■ коррозия металлических элементов котла и образование отложений из продуктов коррозии.

Образование отложений зависит от множества факторов, а именно:

■ качества наполняющей котел воды;

■ качества котловой воды и интенсивности опреснения;

■ тепловой нагрузки и температуры поверхности;

■ конструктивных решений котла;

■ способа эксплуатации.

Данные отложения могут возникнуть также вследствие возвращения в котел конденсата с повышенной жесткостью воды, например в случае коррозионного повреждения теплообменника с бытовой водой.

Вследствие превышения растворимости в твердой форме выпадают в осадок соли соединений кальция, магния, железа, кремния. Во время нагрева воды происходит разложение бикарбоната кальция в соответствии с нижеприведенной реакцией:

Ca(HСO 3) 2 =CaСO 3 ↓+H 2 O+CO 2 (1)

Полученный карбонат кальция может осаждаться в форме кристаллического кальцита или в форме аморфного арагонита как ил. Диоксид же углерода выделяется в паровую часть котла и конденсирует в конденсате трубопровода, окисляя его как угольная кислота, вызывая коррозию труб и емкости для конденсата. Образующиеся железистые коррозионные отложения могут возвращаться в котел вместе с конденсатом и осаждаться там, вызывая уменьшение поперечного сечения труб вначале нагревателя, а затем непосредственно осаждаются в котле. Помимо этого в котле образуются отложения гипса и другие, перечисленные в таблице 1.

Taблица 1. Распространенные отложения, образующиеся в паровых котлах .

Часть отложений осаждается из воды в виде грязи, а часть в виде твердых отложений, называемых котловым камнем, который накапливается на нагревательных поверхностях и других элементах котла. Наиболее твердые отложения образуют силикаты (за исключением силиката магния), сульфаты, а также оксиды железа и карбонат кальция, если кристаллизуется в форме кальцита. Осаждаются в виде ила также гидроксид железа, карбонат кальция, как арагонит, гидроксид и силикат магния, фосфаты кальция и магния. Периодически в котле могут осаждаться соединения меди, накапливающиеся в котле вследствие декупрумизации его элементов либо поступающие с подающей водой. Это может послужить причиной гальванической коррозии котлов. Осаждение отложений в котле однозначно свидетельствует о несоответствующем процессе очистки воды для котловых нужд.

Отложения в котле изображены на фотографиях (рис. 1, 2 и 3).

Отложения карбоната кальция не представляют собой коррозионной угрозы (а даже наоборот, улучшают коррозионную безопасность). Однако данные отложения снижают тепловую эффективность котла, а также ухудшают его гидравлические параметры (увеличение сопротивления потока, локальная блокировка потока).

Отложения, осаждающиеся из поступивших из системы продуктов коррозии (гидратированные оксиды и гидроксиды), обычно образуют на теплообменных поверхностях мягкий и пористый слой с умеренным коэффициентом теплового сопротивления. Отложения данного типа способствуют коррозии, а особенно одной из ее разновидностей, называемой щелевой коррозией, связанной с возникновением так называемых концентрационных очагов, т.е. мест на поверхности металла с различной степенью насыщения воды кислородом (см. табл. 2).

Taблица 2. Коэффициент теплопроводности котлового камня с различным составом в сравнении с другими материалами .

Силикатный котловой камень имеет коэффициент теплопроводности в 500 раз ниже, чем сталь. Соответственно, он способствует перегреву конструкций котла порой на 100 О С и выше, вследствие чего пластичные свойства металла резко снижаются и могут образовываться выпуклости на различных его элементах, а также трещины на швах и локальные прогорания. При использовании котлов с отложениями котлового камня не избежать экономических потерь, связанных с расходом большего количества топлива. В зависимости от типа отложений эти необоснованные потери достигают нескольких процентов повышенного расхода топлива на 1 мм отложений (в некоторых источниках указывается 8-10% на 1 мм отложений) за счет роста потерь тепла с уходящими газами (рис. 4).

Химические технологии, помогающие в удалении отложений котлового камня

Очистка нагревательной поверхности от отложений в котле химическим способом достигается путем полного растворения отложений либо только их размягчением и отслоением от поверхности, а затем удалением сильной струей воды. На практике, как правило, эти два метода применяются в комплексе, вначале используют растворы, которые преобразуют отложения (если не полностью, то по крайней мере частично) в растворимые соли и вызывают тем самым нарушение их структуры и отслоение от поверхности. Затем оставшиеся, раздробленные с нарушенной структурой отложения отрываются с помощью сопел, работающих под давлением (рекомендуемое рабочее давление в наконечнике сопла составляет около 1000 бар).

Основными реагентами при химической очистке могут быть: минеральные кислоты, органические кислоты, комплексоны, щелочи, либо препараты, представляющие собой смесь вышеуказанных веществ. Соответственно, возможны методы очистки котлов: щелочные, комплексоны и кислотные, последние в свою очередь могут быть с применением ингибированных органических кислот, ингибированных неорганических кислот или смеси органических и неорганических кислот с ингибиторами коррозии.

К наиболее популярным относятся методы с применением неорганических кислот, в том числе соляной и сульфаминовой кислот, а также ортофосфорная, лимонная и аскорбиновая (витамин C) кислоты.

На практике для котлов, изготовленных на базе стали и чугуна, чаще всего применяют растворы, основа которых представляет собой соляную либо сульфаминовую кислоту, с добавлением ингибитора коррозии. Соляная кислота является наиболее эффективным и наиболее быстро действующим реагентом и может применяться как для удаления карбонатного камня, так и для борьбы с продуктами коррозии, а также загрязнений, имеющих механический состав, которые часто остаются в котловой воде. Преимуществом данного реагента является также его низкая цена, что весьма существенно в случае нахождения в котле большого количества отложений.

Однако в отношении котлов, изготовленных из коррозионно-стойкой стали применяются растворы фосфорной либо сульфаминовой кислот, с соответствующими ингибиторами коррозии.

Реакция соляной кислоты с отложениями котлового камня в зависимости от химических соединений, присутствующих в отложениях, выглядит следующим образом:

■ в случае соединений кальция и магния:

CaCO 3 +2HCl=CaCl 2 +H 2 O+CO 2 , (2)

Ca 3 (PO 4) 2 +6HCl=3CaCl 2 +2 H 3 PO 4 , (3)

Mg(OH) 2 +2HCl=2MgCl 2 +2H 2 O. (4)

■ в случае соединений железа:

FeO+2HCl=FeCl 2 +H 2 O, (5)

Fe 3 O 4 +8HCl=FeCl 2 +2FeCl 3 +4H 2 O. (6)

При растворении котлового камня в соляной кислоте растворимыми становятся те компоненты отложений, структура которых представлена карбонатами, фосфатами, гидроксидами кальция и магния и оксидами железа.

Если, однако, отложения представлены сульфатами, силикатами, алюмосиликатами, т.е. солями нерастворимыми в минеральных кислотах, необходимо преобразовать данные отложения, в процессе так называемой щелочной варки, в отложения, которые будут растворимы в минеральных кислотах. Для щелочной варки применяют щелочные соединения, такие как карбонат натрия, фосфат натрия и непосредственно гидроксид натрия. В процессе щелочной варки наступает инверсия сульфатов и силикатов в реакции двойного обмена на карбонаты и фосфаты, которые уже будут растворимы в соляной кислоте. Реакция щелочной варки протекает следующим образом:

3CaSO4+2Na2PO4=Ca 3 (PO4)+3 Na2SO4, (7)

CaSjO 3 +Na2CO 3 -CaCO 3 +Na2SjO 3 . (8)

Значительно труднее растворяются в соляной кислоте оксиды железа, а в частности магнетита. Эффективность их растворения в соляной кислоте представлена в следующей последовательности: FeO, Fe 2 O 3 и Fe 3 O 4 .

Я. Марьяновский в своих работах описал эффективность различных растворов для растворения магнетита. Результаты размещены в таблице 3 .

Taблица 3. Растворимость соединений магнетита в различных растворах и при разных температурах.

Процедуру очищения котлов невозможно было бы осуществить без ингибиторов коррозии. Это соединения, которые обычно добавляются от доли процента до нескольких процентов, они противодействуют коррозии стали как основного конструкционного материала котла. Они должны максимально ограничивать коррозию стали (железа), не влияя при этом на скорость растворения оксидов и других соединений. В процессе химической очистки конструкционный материал также подвергается травлению и для предотвращения данного явления необходимо для поверхности металла обеспечить ингибитор, который необратимо будет абсорбироваться металлической поверхностью. При выборе ингибитора основополагающими являются следующие аспекты: эффективное защитное действие и высокая стабильность ингибитора. Наиболее эффективные ингибиторы задерживают коррозию почти на 99% .

Опыт применения ингибиторов показывает, что эффективность их действия зависит от присутствия полярных групп, таких как амино-группа, сульфатная группа, а также в значительной степени гидрофобная группа. Ингибиторы со значительной долей гидрофобной группы плохо растворимы в воде либо нерастворимы в целом, однако растворимы в кислотах.

Хотя современные ингибиторы представляются очень эффективными и действенными, необходимо отметить, что в течение десятилетий перед соляной кислотой применялся уротропин (гексаметилентетрамин). Скорость коррозии стали в низких температурах при применении уротропина невысокая и снижена примерно в тысячу раз по сравнению с показателями коррозии без использования ингибиторов. Однако при температурах свыше 45 О С наступает процесс разложения уротропина, с выделением характерного запаха. В температуре около 60 О С уротропин не действует больше как ингибитор, а поверхность металла покрывается пузырьками водорода, которые высвобождаются. Может возникнуть так называемая водородная хрупкость металла. Водород начинает поглощаться зернами стали, где может скапливаться под высоким давлением в виде пузырьков, что в итоге может привести к необратимым повреждениям стали.

Ниже, в таблице 4 приведена эффективность выбранных субстанций как ингибиторов коррозии в 2N HCl для стали при температуре 38 О С после 4 ч .

Taблица 4. Эффективность ингибиторов в среде 2N HCl в темп. 38 О С, после 4 ч.

Технические и технологические мероприятия при химической очистке котла

Непосредственно сам изолированный процесс химической очистки котла, уже после получения формального разрешения на процедуру очистки, согласно утвержденной технологии, состоит из следующих последовательных существенных операций:

■ защита контрольно-измерительного оборудования;

■ вымывание водной струей отложений, слабо связанных с поверхностью и их удаление за пределы котла (несколькочасовая операция);

■ промывание раствором соляной кислоты с добавлением ингибитора коррозии, с подогревом или без подогрева ванны, в зависимости от технологии (от нескольких часов и больше в зависимости от толщины отложений);

■ повторная промывка котла водой (для остановки кислотной реакции и получения чистой поверхности - минимум несколько часов);

■ удаление остатков растворенных и нерастворенных отложений водной струей за пределы котла (минимум несколько часов);

■ нейтрализация и пассивация поверхности котла (от нескольких часов и больше).

Непосредственно процесс химической очистки с применением кислотной ванны производится с принудительной циркуляцией промывных растворов, что обеспечивает более высокую эффективность и сокращает время процедуры. Вспомогательное оборудование, так называемый насосный агрегат для промывки состоит из химического насоса, соответствующей мощности (целесообразно в течение часа пятикратно промыть емкость котла), вспомогательного бака (емкостью 0,2-2 м 3), а также армированных резиновых шлангов. Напорный шланг (от насоса) соединяется с самой низкой частью котла, например с нижним коллектором, а насос обратной воды с наиболее высокой точкой и производится водный тест, с целью проверки герметичности. Чтобы не допустить пенообразования в котле, вследствие быстро выделяемого диоксида углерода, к раствору добавляется незначительное количество так называемого пеногасителя. Это сотые доли % от объема, а оказывают крайне полезное воздействие в предотвращении хлопотного пенообразования и выливания пены на наружные элементы котла и насосный агрегат. Циркуляция раствора производится до тех пор, пока контрольный анализ не покажет, что концентрация реагентов поддерживается на постоянном уровне.

Если паровые котлы загрязнены отложениями силикатной, сульфатной или магнетитовой природы, которые слабо растворяются в серной кислоте, либо не растворяются в целом, после процедуры удаления струей воды слабо связанных с поверхностью отложений и перед нейтрализацией и пассивацией котла необходимо выполнить процедуру щелочной варки. Процедура осуществляется с применением карбоната натрия и добавлением фосфата натрия, преобразующего нерастворимые в соляной кислоте соли в растворимые в ней карбонаты и фосфаты.

Процедура щелочной варки котла продолжается 2-3 суток без получения пара с частыми, около 0,5 ч, простоями. После этого этапа котел вновь подвергается окислению раствором HCl с ингибитором коррозии, согласно вышеприведенной схеме, и заканчивает процесс процедура нейтрализации и пассивации котла.

Раствор, образовавшийся после очистки, т.е. сточные воды необходимо слить в несколько приемов во вспомогательный бак и произвести в нем коррекцию сточных вод до 6,5

Последним шагом является визуальное подтверждение очистки котла. В процессе осуществления процедуры ведется «Журнал операций», в котором фиксируются все произведенные действия и анализы.

Формальные действия, связанные с процедурой химической очистки котла

В Польше техническое оборудование, к которому относятся паровые котлы, подвергается техническому надзору и все ремонтные мероприятия, к которым собственно и относятся операции, связанные с химической очисткой, попадают под устав от 21 декабря 2000 г о техническом надзоре . Процедуру очистки может осуществлять только учреждение, получившее разрешение в Техническом Надзоре на осуществление химической очистки оборудования. Каждая операция химической очистки должна быть согласована с отделением Технического Надзора (ТН) согласно с WUDT-UC-CH-2/2008.

Решение о необходимости химической очистки котла обычно принимается после плановой инспекции котла. Во время инспекции должны быть проверены определенные зоны котла, для которых свойственны коррозионные процессы или образование котлового камня. Другие факторы, которые необходимо учитывать, это:

■ снижение общей эффективности котла;

■ повреждение нагревательных труб во время нормальной работы котла.

Химическая очистка производится всегда после обнаружения :

■ прогораний даже одиночных труб в котле, что может быть вызвано незначительным количеством твердых отложений около 50 г/м 2 (что соответствует толщине 0,025 мм);

■ отложений в количестве большем, чем 250 г/м 2 (что соответствует толщине около 1 мм).

Taблица 5. Количество отложений на теплообменных поверхностях в котле и рекомендуемые действия.

Очистке должна предшествовать соответствующая запись в Книге по эксплуатации котла, рекомендующая химическая очистку в соответствующем для данного региона отделении ТН.

Исходная документация для химической очистки должна быть разработана на основе анализа химического состава отложений с очищаемого устройства/элемента устройства, в соответствии с определенным образцом, с учетом химического сопротивления материала, из которого изготовлено устройство/элемент устройства.

Учреждение, уполномоченное осуществлять операцию химической очистки, после завершения процедуры должно выдать свидетельство о произведенной химической очистке, а владелец котла уведомляет соответствующее отделение ТН с целью проведения срочного внутреннего аудита. Целью внутреннего аудита является проверка чистоты котла и определение технического состояния стенок элементов котла и обнаружение различных повреждений, таких как коррозия, трещины, деформации и т.д. После внутреннего аудита производится гидравлический тест, заключающийся в двукратном образовании в котле с помощью напорного насоса испытательного давления (около 25% выше допустимого), с целью определения герметичности котла и его элементов. Если все испытания проходят успешно, котел допускается к дальнейшей регулярной эксплуатации, что фиксируется соответствующей записью в Книге по эксплуатации котла.

Химическая очистка котлов «в работе», в процессе их нормальной эксплуатации

Описанный ниже метод представляет собой специфическую методику предотвращения дальнейшего накопления отложений котлового камня в котле, если для этого есть определенные условия. Имеется методика очистки котла от уже образовавшихся в котле отложений, применяемая в случаях, если толщина слоя отложений менее 2 мм. Способ очистки котла от отложений котлового камня при методе «в работе» заключается в очистке воды и подаче в котел тщательно рассчитанных доз химических реагентов, которые способствуют отслоению и эмульгированию котлового камня.

Методы химической очистки котлов «в работе», в отличие от традиционных методов в широком понимании, не основываются на сильных кислотах, а используют более дружественные для человека и окружающей среды субстанции из группы хелатов и органических полимеров. Наиболее популярные хелатные соединения, используемые в данной методике, это соли этилендиаминтетрауксусной (EDTA) и нитрилотриуксусной (НТА) кислот. К наиболее часто применяемым полимерам, в свою очередь, относятся акриловые полимеры, с повышенной устойчивостью к высокой температуре и давлению. С точки зрения термического разложения хелатов и органических полимеров, методика может применяться в паровых котлах, с рабочим давлением не выше 50 бар. Основной задачей хелатных соединений, применяемых в данной методике, является захват из общей массы отложений ионов кальция и магния и их комплексообразование. Таким образом, нерастворимые соли этих металлов переходят в раствор. В свою очередь, полимерный компонент отвечает за дисперсию остальных элементов отложений, например, оксидов железа или кремния, трансформируя их в жидкую - коллоидную форму.

Сильное сродство хелатных соединений к кальцию и магнию обуславливает то, что данный метод является эффективным даже в отношении солевых отложений, не поддающихся действию сильных минеральных кислот, таких, например, как сульфаты, фосфаты и даже силикаты . Способность хелатного соединения - EDTA связывать кальций, представлена на рис. 5 .

Процедура очистки котла «в работе», в зависимости от количества скопившихся отложений, может длиться от нескольких дней до нескольких месяцев. Очищающее средство добавляется в подпиточную воду. Доза препарата рассчитывается на основе физико-химического анализа подпиточной воды, а в частности - показателей общей жесткости. Например, для связывания карбоната натрия CaCO 3 , в концентрации 1 мг/л, необходимая доза комплексона составляет 3,8 мг/л. Обычно доза рассчитывается таким образом, чтобы содержащееся в препарате хелатное соединение полностью связало остаточную жесткость подпиточной воды, и остался незначительный избыток в размере от 0,4 до 1,0 мг/л. Больший избыток комплексона вследствие его концентрации в котловой воде может вызвать нежелательные коррозионные реакции на наружной поверхности котла (так называемая «хелатная коррозия»). Дозировка чистящего средства осуществляется при использовании мембранного насоса-дозатора, управляемого с помощью импульсов, поступающих от водомера, установленного на трубопроводе подпиточной воды, либо сопряженного с насосом, подающим воду в котел.

Во время дозировки чистящего препарата, котел работает в нормальном режиме, нет также необходимости в приостановлении дозировки корректирующих веществ, применяемых в процессе его нормальной эксплуатации, например таких как фосфаты, поглотители кислорода, либо ингибиторы коррозии. Однако, в связи с этим появляется необходимость в частой продувке котлов, т.к. удаленные отложения частично рассеиваются полимерными соединениями и переводятся в коллоидную форму. Две черты, характерные для процесса очистки «в работе», - это рост общей жесткости котловой воды, а также рост концентрации железа в сточной воде, что представлено на рис. 6 и 7.

Результаты проведенных до настоящего времени нашей компанией процедур химической очистки котлов «в работе» демонстрируют, что данная методика не уступает по эффективности традиционным методам очистки котлов, с использованием кислотных ванн. На рис. 8 показано состояние котла перед процедурой, а также результаты после 4 месяцев применения процедуры очистки.

При помощи метода возможно удаление свыше 90% массы отложений, образовавшихся на нагревательных поверхностях парового котла, в сроки, не превышающие, как правило, 6 месяцев, без исключения котла из эксплуатации.

Сравнивая оба метода очистки паровых котлов, а именно традиционный метод (в большинстве случаев кислотный) и метод «в работе», можно отметить следующие преимущества метода «в работе» по сравнению с традиционной методикой:

■ отсутствие необходимости исключения котла из рабочего процесса, методика осуществляется в ходе нормальной эксплуатации котла;

■ использование химических веществ не представляет опасности для персонала;

■ минимизация подверженности конструктивных элементов котла коррозии, применяемые химические вещества характеризуются значительно меньшей коррозионной агрессивностью, нежели кислоты;

■ методика не требует использования дополнительного, часто дорогостоящего оборудования из нержавеющей стали - циркуляционный насос большой мощности, вспомогательный бак, шланги;

■ стоимость процедуры обычно составляет от одного до нескольких процентов от стоимости традиционных процедур;

■ чистящие средства не попадают в пар, что весьма существенно в случаях производства продовольственной продукции;

■ метод «в работе» не представляет угрозы для окружающей среды - не возникает необходимость в утилизации сточных вод - по сравнению со значительным количеством сточных вод, образующихся при использовании традиционных методик.

Естественно, что данная методика имеет и некоторые ограничения. К наиболее существенным можно отнести:

■ методика «в работе» из-за продолжительного ожидания результата является эффективной для котлов, толщина слоя отложений в которых не превышает 2 мм;

■ с точки зрения термического разложения компонентов, верхний предел для применения метода - рабочее давление не более 50 бар;

■ обязательным является контроль общей жесткости подпиточной воды и рассчитанная на этом основании корректирующая доза препарата, чтобы избежать возможности хелатной коррозии;

■ в случае сверхнормативной жесткости подпиточной воды, превышающей 0,09 мл/дм 3 , связанной с некорректной работой станции умягчения воды, метод становится неэкономичным из- за высокого расхода химических веществ, в связи с поглощением их недостаточно очищенной водой.

Заключение

Методы традиционной очистки котлов известны более 100 лет, хотя общедоступными лишь в течение последних 50 лет стали высокоэффективные ингибиторы кислотной коррозии. Эффективность их не вызывает сомнений, но с экономической точки зрения стоимость процедуры достаточно высокая. Если к данной цифре прибавить также потери пара, исключенного из производства, то процедура химической очистки оказывается весьма дорогостоящей.

Подводя итоги, следует обратить внимание, что метод химической очистки паровых котлов «в работе» характеризуется столь же высокой, а в некоторых случаях и превосходящей эффективностью, по сравнению с традиционными методами кислотной очистки, и при этом применение данного метода позволяет избежать многих перечисленных выше недостатков, имеющих место в случае традиционных методов. Авторы обладают достаточно обширным опытом в сфере методов традиционной химической очистки котлов, в частности Я. Марьяновский - 40-летним, однако мы убеждены, что необходимостью является разработка и внедрение современных, более экономически выгодных, а в то же время безопасных и экологически чистых технологий. У нас есть много примеров успешного внедрения технологий безкислотной очистки котлов «в работе», что дает данному методу очень хороший прогноз на будущее.

Литература

1. Д. Хомич. Очистка воды в котельных и на тепловых станциях. - Изд. Arkady 1989 г.

2. А. Якубяк. Вода в дизельных паровых электростанциях. - Изд. Научно-хническое, Варшава 1967 г.

4. З. Шклярская-Шмялковская. Ингибиторы коррозии металлов. - WNT Варшава 1971 г.

5. Устав от 21 декабря 2000 г. o техническом надзоре Dz. U. z 2000 г. № 122, 1321 с изменениями.

6. Metal Ion Control for Hard Surface Cleaners, брошюра DOW Chemical Company.

7. Carter W. Brown, Mark A. Moore, Saleh A. Al-BenHamad and Michel Didden, On-line Cleaning of Boilers Using A Novel Polymer Technology to Avoid Acid, The 4th Middle East Refining & Petrochemicals Conference and Exhibition, 29 September - 1 October 2003, Kingdom of Bahrain.

Некоторые соли выделяются из воды в процессе ее нагревания и испарения в котле и оседают на внутренних стенках поверхностей нагрева в виде плотной, трудно отделимой накипи, которая ухудшает передачу тепла через стенку и может вызвать разрушение металла в результате его перегрева. Другие соли выпадают в объеме котловой воды в виде мелкодисперсных взвешенных частиц, что приводит к появлению в котле подвижного осадка, называемого шламом, который также может послужить причиной аварии котла.

Чтобы предотвратить образование химических элементов и накипи, необходимо с периодичностью раз в 2-4 года производить полную очистку котельного оборудования:

Экономия бюджета вашего предприятия

Механическая очистка

Заказать

(включая стоимость реагентов)

Самый распространенный и наиболее экономичный способ очистки котла, не требующий больших затрат, полностью отвечающий всем стандартам очистки. Этот способ требует остановки теплообменного аппарата, его охлаждения, дренирования воды и частичной разборки. Механическая очистка котла осуществляется с помощью установки ЭКР-2 и механического инструмента.

Механическая очистка котлов от накипи осуществляется с помощью инструментов двух видов. Ручные инструменты — шаберы, скребки, металлические щётки. К механическому инструменту относятся нераскидные и раскидные головки, приводимые в движение через гибкий вал от двухскоростного асинхронного электродвигателя или воздушной турбины. При механической очистке, в первую очередь, проводится очистка стенок барабанов и коллекторов. Для этого применяют специальные головки ОП (открытой поверхности).

Головки ОП оборудованы шарошками, насаженными на оси. При вращении электродвигателем или воздушной турбиной вместе с головкой вращаются и шарошки, счищая своими зубцами накипь со стенок, к которым прижимается головка. Головки ОП бывают одно-, двух-, трёх- и четырёхрядными.

Удаление накипи с применением ручного инструмента проводится в местах, недоступных для очистки механическим инструментом (в углах соединений перегородок, возле выступающих концов труб и т. д.).

Очистка накипи молотком с острыми концами, так называемым клавачем, категорически запрещается, поскольку при этом повреждается металлическая поверхность барабана на глубину 0,5...1 мм, что благоприятствует усилению коррозии.

Очищенную ручным или механическим инструментом поверхность моют протоком воды, а потом проверяют качество очистки. Экранные и кипятильные трубы очищают после барабанов и коллекторов. Для этого применяют другие головки, которые отличаются от головок ОП тем, что оси шарошек прикреплены к головке на шарнирах. При вращении головки эти оси вместе с шарошками от действия центробежной силы расходятся в стороны, прижимаются к стенке трубы и очищают её от накипи. Такие головки для очистки труб называются раскидными. Во всех случаях очистка труб шарошками осуществляется с одновременной обмывкой водой мест очистки. При этом происходит охлаждение шарошек и смывание накипи, которая забивает пространство между зубцами шарошек. Во время очистки гибкий вал не следует пропускать в трубу ниже закреплённого хомутика. Это нужно для того, чтобы предотвратить выход головки из нижнего конца трубы и поломку шарошек.

Химическая очистка

Заказать

(включая стоимость реагентов)

Этот способ очистки позволяет производить очистку теплообменных агрегатов (котлы всех типов, теплообменники, бойлеры, охладители, охлаждающие рубашки компрессоров и пр.) от накипи без необходимости разборки агрегата. Также он позволяет проникать очищающему раствору во все труднодоступные места агрегата, что позволяет произвести более тщательную очистку теплообменных поверхностей.

Индивидуальный подбор реагентов, а также концентрации раствора, методов проведения промывки, в зависимости от физико-химических качеств накипи и материала теплообменных поверхностей, позволяет производить промывку без повреждения агрегатов.
Схема промывки разрабатывается индивидуально для каждого конкретного агрегата, в зависимости от применяемых реагентов, технологии и степени загрязненности. Она включает в себя компенсационный бак, химический насос, трубопроводы, подключение к котлу, трубопроводы удаления углекислого газа, выделяющегося при химической реакции. Также может быть предусмотрен подогрев раствора, в зависимости от технологии промывки.

Технология химической очистки котлоагрегатов требует соблюдения строгих правил техники безопасности в связи с применением в процессе кислот, щелочей, а также других химических добавок. Химическая очистка производится под руководством опытных специалистов. Процесс промывки контролируется регулярным взятием химических проб раствора на присутствие активных ионов водорода, массового содержания железа и других металлов в растворе, из которых изготовлены поверхности нагрева котлоагрегата. Химический анализ перед чисткой производится для исключения химического повреждения поверхности теплообмена.
После химической промывки котлоагрегатов проводится нейтрализация активных остатков реагентов, пассивизация промываемых поверхностей, а также химическое покрытие их антикоррозийным слоем (фосфатирование).

Отработанные растворы нейтрализуются, доводятся до санитарных норм и сливаются в канализацию. Применяемые нами реагенты для чистки котлов не содержат солей тяжелых металлов и являются биоразлагаемыми.

Гидродинамическая очистка

Заказать

(включая стоимость реагентов)

Этот способ чистки котельного оборудования заключается в разрушении отложений и одновременном их удалении с очищаемой поверхности струями воды высокого давления, подаваемыми в рабочую зону от насоса высокого давления через специальные сопловые насадки, с использованием гидродинамической установки высокого давления.

В зависимости от вида и состояния очищаемого оборудования, оператор ГУВД может изменять величину давления от 0 до 630 атм и расход воды до 4,5 куб. м в час, при этом очистка происходит без нарушения целостности очищаемого оборудования, с наибольшей эффективностью, производительностью и качеством.

Высокоэффективно удаляет любые отложения, независимо от их физических свойств, химического состава и пространственного расположения. Более щадящий метод, не повреждающий поверхности обрабатываемого оборудования. В процессе очистки не возникает избыточного давления в самой промываемой емкости, что исключает повреждение уплотняющих элементов и узлов обрабатываемого оборудования.

Применение систем сверхвысокого давления позволяет повысить производительность очистных работ в десятки раз и тем самым сократить простои технологического оборудования, т. е. прямые и косвенные экономические потери. Экологическая чистота и безопасность технического процесса гарантируются. При очистке используется экологически чистая рабочая среда (вода), что позволяет значительно упростить утилизацию отходов обработки.

3.1 Водогрейтые котлы (кВт)
	механическая	химическая	гидродинамическая
Малой мощности (Baxi, Feroli, Viessmann, Boderus, Vaillant, Dakon)
50 — 200 кВт
св. 200 — 300 кВт
св. 300 — 500 кВт
Среднеймощности (De Dietrich, ЗиоСаб, Viessmann, Wolf)
св. 0,5 — 0,9 мВт
св. 1 — 2,4 мВт
св. 2,5 — 5 мВт
св. 5 — 10 мВт
Промышленные (ДКВР, ДЕ, Е)
1 — 2,4 мВт
св. 2,5 — 9 мВт
св. 10 — 15 мВт
св. 15 — 20 мВт
св. 20 — 25 мВт
св. 25 — 50 мВт
св. 50 — 100 мВт
св.100 — 200 мВт
3.2 Вспомогательное оборудование (бойлера, подогреватели, теплообменники, водяные экономайзеры площадь очищаемой поверхности кв.м.)
	механическая	химическая	гидродинамическая
до 10 кв.м.
св. 10 — 25 кв.м.
св. 25 — 50 кв.м.
св. 50 — 75 кв.м.
св. 75 — 100 кв.м.
св. 100 — 200 кв.м.
св. 200 — 350 кв.м.
св. 350 — 500 кв.м.
св. 500 — 1000 кв.м.
св. 1000 — 2500 кв.м.

Своевременная промывка газовых котлов необходима для поддержания оптимальной пропускной способности и сохранения теплообменных качеств оборудования. Очистка может проводиться несколькими способами, однако основными остаются механический и химический. Первый вариант предполагает демонтаж большого количества деталей и промывку каждого элемента отдельно с помощью мощной водяной струи, ершей, щеток и зубил. Данный метод позволяет удалить сильные загрязнения, однако отличается большими временными и финансовыми затратами. Химическая очистка осуществляется с помощью специальных реагентов и установок для промывки котлов, которые нагнетают рабочие вещества. Такая методика не требует проведения разборки устройства и позволяет удалить налет, ржавчину и накипь даже из труднодоступных мест. Следует отметить, что периодическое обслуживание котлов , в том числе их очистка, должна производиться квалифицированными и опытными мастерами.

Основные реагенты

Для удаления с поверхности устройства ржавчины и накипи применяются специальные средства. Промывка может осуществляться с помощью адипиновой кислоты, которая разводится водой и подается в емкость. Как правило, посредством данного вещества промываются бытовые отопительные котлы. Также допускается применение лимонной кислоты, которая может быть добавлена непосредственно в реагент, циркулирующий в технической жидкости. Достаточно популярным средством для химической промывки является соляная кислота, так как данное вещество способно удалять даже самые сложные отложения. Следует отметить, что при ее использовании необходимо правильно подбирать концентрацию, которая напрямую зависит от толщины стенок котла.

Порядок проведения промывки:

обследование котлов

• производство контрольной вырезки

• анализ химического состава накипи

• подбор моющего реагента

• очистка котлов

• промывка и нейтрализация котлов

• утилизация моющего раствора

Химическая промывка теплообменника

Химическая промывка теплообменника осуществляется с применением сертифицированных реагентов квалифицированными специалистами. При проведении химических промывок сведен к минимуму риск механический повреждений оборудования. Теплообменники моются в течении 1-2х дней в зависимости от объема и степени загрязнений. Предварительно, перед проведением промывки инженер-химик оценивает природу и степень загрязнений. Регулярное проведение промывок обеспечит надежную работу оборудования и экономию топлива.

Устройства и приборы

Заливка кислоты внутрь емкости осуществляется с помощью специального оборудования, чаще всего с этой целью используются бустеры. Устройства состоят из емкости, в которую помещается реагент, и насоса, перекачивающего его в котел. Также оборудование имеет электронагревательный прибор, предназначенный для повышения температуры реагента. Необходимо помнить, что сотрудники, проводящие подобное ТО котельной , должны быть экипированы защитной одеждой, резиновыми перчатками и специальными очками.

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ
«ЕЭС РОССИИ»

ДЕПАРТАМЕНТ НАУКИ И ТЕХНИКИ

ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ
ПО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ ХИМИЧЕСКИМ
ОЧИСТКАМ ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ

РД 34.37.402-96

ОРГРЭС

Москва 1997

Разработано АО «Фирма ОРГРЭС»

Исполнители В.П. СЕРЕБРЯКОВ, А.Ю. БУЛАВКО (АО «Фирма ОРГРЭС»), С.Ф. СОЛОВЬЕВ (АОЗТ «Ростэнерго»), А.Д. ЕФРЕМОВ, Н.И. ШАДРИНА (АООТ «Котлоочистка»)

Утверждено Департаментом науки и техники РАО «ЕЭС России» 04.01.96 г.

Начальник А.П . БЕРСЕНЕВ

ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМ ХИМИЧЕСКИМ ОЧИСТКАМ ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ

РД 34.37.402-96

Срок действия установлен

2. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНОЛОГИИ И СХЕМЕ ОЧИСТКИ

2.1. Моющие растворы должны обеспечивать качественную очистку поверхностей с учетом состава и количества отложений, имеющихся в экранных трубах котла и подлежащих удалению.

2.2. Необходимо оценивать коррозионные повреждения металла труб поверхностей нагрева и выбрать условия очистки моющим раствором с добавлением эффективных ингибиторов для снижения коррозии металла труб в ходе очистки до допустимых значений и ограничения появления неплотностей при химической очистке котла.

2.3. Схема очистки должна обеспечивать эффективность очистки поверхностей нагрева, полноту удаления растворов, шлама и взвеси из котла. Очистку котлов по циркуляционной схеме следует проводить со скоростями движения моющего раствора и воды, обеспечивающими указанные условия. При этом должны учитываться конструктивные особенности котла, местонахождение конвективных пакетов в водяном тракте котла и наличие большого количества горизонтальных труб малого диаметра с многократными гибами на 90 и 180°.

2.4. Необходимо проводить нейтрализацию остатков кислотных растворов и послепромывочную пассивацию поверхностей нагрева котла для защиты от коррозии при продолжительности простоя котла от 15 до 30 сут или последующую консервацию котла.

2.5. При выборе технологии и схемы очистки должны учитываться экологические требования и предусматриваться установки и оборудование для нейтрализации и обезвреживания отработанных растворов.

2.6. Все технологические операции должны проводиться, как правило, при прокачке моющих растворов через водяной тракт котла по замкнутому контуру. Скорость движения моющих растворов при очистке водогрейных котлов должна быть не менее 0,1 м/с, что является приемлемым, так как обеспечивает равномерное распределение моющего реагента в трубах поверхностей нагрева и постоянное поступление к поверхности труб свежего раствора. Водные отмывки необходимо выполнять на сброс со скоростями не менее 1,0 - 1,5 м/с.

2.7. Отработанные моющие растворы и первые порции воды при водных отмывках должны направляться на общестанционный узел нейтрализации и обезвреживания. Отвод воды в эти установки проводится до достижения на выходе из котла значения рН, равного 6,5 - 8,5.

2.8. При выполнении всех технологических операций (за исключением окончательной водной отмывки сетевой водой по штатной схеме) используется техническая вода. Допустимо пользование сетевой воды при всех операциях, если такая возможность имеется.

3. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ

3.1. Для всех видов отложений, встречающихся в водогрейных котлах, можно использовать в качестве моющего реагента соляную или серную кислоту, серную кислоту с гидрофторидом аммония, сульфаминовую кислоту, концентрат низкомолекулярных кислот (НМК).

Выбор моющего раствора производится в зависимости от степени загрязненности очищаемых поверхностей нагрева котла, характера и состава отложений. Для разработки технологического режима очистки образцы вырезанных из котла труб с отложениями обрабатываются в лабораторных условиях выбранным раствором с поддержанием оптимальных показателей моющего раствора.

3.2. В качестве моющего реагента используется в основном соляная кислота. Это объясняется ее высокими моющими свойствами, позволяющими очистить от любого типа отложений поверхности нагрева даже с высокой удельной загрязненностью, а также недефицитностью реагента.

В зависимости от количества отложений очистку ведут в одну (при загрязненности до 1500 г/м2) или в две стадии (при большей загрязненности) раствором с концентрацией от 4 до 7 %.

3.3. Серная кислота применяется для очистки поверхностей нагрева от железоокисных отложений с содержанием в них кальция не более 10 %. При этом концентрация серной кислоты по условиям обеспечения ее надежного ингибирования при циркуляции раствора в контуре очистки должна быть не более 5 %. При количестве отложений менее 1000 г/м2 достаточно одной стадии кислотной обработки, при загрязненности до 1500 г/м2 требуется две стадии.

Когда очистке подвергаются только вертикальные трубы (экранные поверхности нагрева), допустимо использование метода травления (без циркуляции) раствором серной кислоты с концентрацией до 10 %. При количестве отложений до 1000 г/м2 требуется одна кислотная стадия, при большей загрязненности - две стадии.

В качестве моющего раствора для удаления железоокисных (в которых кальция менее 10 %) отложений в количестве не более 800 - 1000 г/м2 можно рекомендовать также смесь разбавленного раствора серной кислоты (концентрация менее 2 %) с гидрофторидом аммония (такой же концентрации) Такая смесь характеризуется повышенной по сравнению с серной кислотой скоростью растворения отложений. Особенностью этого метода очистки является необходимость периодически добавлять серную кислоту для поддержания рН раствора на оптимальном уровне 3,0 - 3,5 и дляпредотвращения образования соединений гидроокиси Fe (III).

К недостаткам методов с использованием серной кислоты можно отнести образование большого количества взвеси в моющем растворе в процессе очистки и меньшую по сравнению с соляной кислотой скорость растворения отложений.

3.4. При загрязненности поверхностей нагрева отложениями карбонатно-железоокисного состава в количестве до 1000 г/м2 могут использоваться сульфаминовая кислота или концентрат НМК в две стадии.

3.5. При использовании всех кислот необходимо введение в раствор ингибиторов коррозии, защищающих металл котла от коррозии в условиях применения данной кислоты (концентрация кислоты, температура раствора, наличие движения моющего раствора).

Для химических очисток используется, как правило, ингибированная соляная кислота, в которую на заводе-поставщике введен один из ингибиторов коррозии ПБ-5, КИ-1, B-1 (В-2). При приготовлении моющего раствора этой кислоты дополнительно должен вводиться ингибитор уротропин или КИ-1.

Для растворов серной и сульфаминовой кислот, гидрофторида аммония, концентрата МНК используются смеси катапина или катамина АВ с тиомочевиной либо с тиурамом, либо с каптаксом.

3.6. При загрязненности выше 1500 г/м2 или при наличии в отложениях кремнекислоты или сульфатов более 10 % рекомендуется проведение щелочения перед кислотной обработкой или между кислотными стадиями. Щелочение проводят обычно между кислотными стадиями раствором едкого натра или смеси его с кальцинированной содой. Добавление к едкому натру кальцинированной соды в количестве 1 - 2 % повышает эффект разрыхления и удаления сульфатных отложений.

При наличии отложений в количестве 3000 - 4000 г/м2 очистка поверхностей нагрева может потребовать последовательного чередования нескольких кислотных и щелочных обработок.

Для интенсификации удаления твердых железоокисных отложений, которые расположены в нижнем слое, и при наличии в отложениях более 8 - 10 % кремниевых соединений целесообразно добавление в кислотный раствор фторсодержащих реагентов (фторид, гидрофторид аммония или натрия), добавляемых в раствор кислоты через 3 - 4 ч после начала обработки.

Во всех этих случаях предпочтение должно отдаваться соляной кислоте.

3.7. Для послепромывочной пассивации котла в тех случаях, когда она необходима, используется одна из следующих обработок:

а) обработка очищенных поверхностей нагрева 0,3 - 0,5 %-ным раствором силиката натрия при температуре раствора 50 - 60 °С в течение 3 - 4 ч при циркуляции раствора, что обеспечит защиту от коррозии поверхностей котла после слива раствора во влажных условиях в течение 20 - 25 сут и в сухой атмосфере в течение 30 - 40 сут;

б) обработка раствором гидроксида кальция в соответствии с методическими указаниями по его применению для консервации котлов.

4. СХЕМЫ ОЧИСТКИ

4.1. Схема химической очистки водогрейного котла включает следующие элементы:

котел, подлежащий очистке;

бак, предназначенный для приготовления моющих растворов и служащий одновременно промежуточной емкостью при организации циркуляции моющих растворов по замкнутому контуру;

промывочный насос для перемешивания растворов в баке по линии рециркуляции, подачи раствора в котел и поддержания требуемого расхода при прокачивании раствора по замкнутому контуру, а также для откачки отработанного раствора из бака на узел нейтрализации и обезвреживания;

трубопроводы, объединяющие бак, насос, котел в единый контур очистки и обеспечивающие прокачку раствора (воды) по замкнутому и разомкнутому контурам;

узел нейтрализации и обезвреживания, где собираются отработанные моющие растворы и загрязненные воды для нейтрализации и последующего обезвреживания;

каналы гидрозолоудаления (ГЗУ) или промливневой канализации (ПЛК), куда отводятся условно чистые воды (с рН 6,5 - 8,5) при отмывках котла от взвешенных веществ;

баки для хранения жидких реагентов (в первую очередь соляной или серной кислоты) с насосами для подачи этих реагентов в контур очистки.

4.2. Промывочный бак предназначен для приготовления и подогрева моющих растворов, является усреднительной емкостью и местом вывода газа из раствора в контуре циркуляции при очистке. Бак должен иметь антикоррозионное покрытие, должен быть оборудован загрузочным люком с сеткой с размером ячеек 10´10 ÷ 15´15 мм или с дырчатым днищем с отверстиями этого же размера, уровнемерным стеклом, гильзой для термометра, переливным и дренажным трубопроводами. Бак должен иметь ограждение, лестницу, устройство для подъема сыпучих реагентов, освещение. К баку должны быть подведены трубопроводы подачи жидких реагентов, пара, воды. Подогрев растворов паром осуществляется через барботажное устройство, расположенное в нижней части бака. Целесообразно в бак подвести горячую воду из теплосети (с обратной линии). Техническая вода может подаваться как в бак, так и во всасывающий коллектор насосов.

Вместимость бака должна быть не менее 1/3 объема промывочного контура. При определении этого значения необходимо учитывать вместимость трубопроводов сетевой воды, включенных в контур очистки, или тех, которые будут заполнены при этой операции. Как показывает практика, для котлов тепловой производительностью 100 - 180 Гкал/ч объем бака должен быть не менее 40 - 60 м3.

Для равномерного распределения и облегчения растворения сыпучих реагентов целесообразно от трубопровода рециркуляции, заведенного в бак для перемешивания растворов, отвести в загрузочный люк трубопровод диаметром 50 мм с резиновым шлангом.

4.3. Насос, предназначенный для прокачки моющего раствора по контуру очистки, должен обеспечивать скорость движения не менее0,1 м/с в трубах поверхностей нагрева. Выбор этого насоса производитсяпо формуле

Q = (0,15 ÷ 0,2) · S · 3600,

где Q - подача насоса, м3/ч;

0,15 ÷ 0,2 - минимальная скорость движения раствора, м/с;

S - площадь максимального поперечного сечения водяного тракта котла, м2;

3600 - переводной коэффициент.

Для химической очистки водогрейных котлов с тепловой производительностью до 100 Гкал/ч могут применяться насосы с подачей 350 - 400 м3/ч, а для очистки котлов с тепловой производительностью 180 Гкал/ч - 600 - 700 м3/ч. Напор промывочных насосов должен быть не менее гидравлического сопротивления промывочного контура при скорости 0,15 - 0,2 м/с. Этой скорости для большинства котлов соответствует напор не выше 60 м вод. ст. Для прокачки моющих растворов устанавливаются два насоса, предназначенные для перекачки кислот и щелочей.

4.4. Трубопроводы, предназначенные для организации прокачки моющих растворов по замкнутому контуру, должны иметь диаметры не менее диаметров соответственно всасывающих и напорных патрубков промывочных насосов, трубопроводы отвода отработанных моющих растворов из контура очистки в бак-нейтрализатор могут иметь диаметры, значительно меньшие диаметров основных напорно-возвратных (сбросных) коллекторов.

Контур очистки должен предусматривать возможность слива всего или большей части моющего раствора в бак.

Диаметр трубопровода, предназначенного для отвода отмывочной воды в промливневый канал или систему ГЗУ, должен учитывать пропускную способность этих магистралей. Трубопроводы контура очистки котла должны быть стационарными. Их трассировка должна быть выбрана таким образом, чтобы они не мешали обслуживанию основного оборудования котла в период эксплуатации. Арматура на этих трубопроводах должна быть расположена в доступных местах, трассировка трубопроводов должна обеспечивать их опорожнение. При наличии на электростанции (отопительной котельной) нескольких котлов монтируются общие напорно-возвратные (сбросные) коллекторы, к которым подсоединены трубопроводы, предназначенные для очистки отдельного котла. На этих трубопроводах необходимо установить запорную арматуру.

4.5. Сбор моющих растворов, поступающих из бака (по линии перелива, дренажной линии), от корыт пробоотборников, от протечек насосов через сальники и т.д., должен осуществляться в приямке, откуда они специальным откачивающим насосом направляются на узел нейтрализации.

4.6. При проведении кислотных обработок в поверхностях нагрева котла и трубопроводах промывочной схемы нередко образуются свищи. Нарушение плотности контура очистки может произойти в начале кислотной стадии, а величина потерь моющего раствора не позволит дальнейшее выполнение операции. Для ускорения опорожнения дефектного участка поверхности нагрева котла и последующего безопасного проведения ремонтных работ по устранению течи целесообразно в верхнюю часть котла подвести азот или сжатый воздух. Для большинства котлов удобным местом подсоединения являются воздушники котла.

4.7. Направление движения кислотного раствора в контуре котла должно учитывать место нахождения конвективных поверхностей. Целесообразно направление движения раствора в этих поверхностях организовать сверху вниз, что будет способствовать удалению отслоившихся частиц отложений из этих элементов котла.

4.8. Направление движения моющего раствора в экранных трубах может быть любым, так как при восходящем потоке при скорости 0,1 - 0,3 м/с в раствор будут переходить мельчайшие взвешенные частицы, которые при этих скоростях не будут осаждаться в змеевиках конвективных поверхностей при движении сверху вниз. Крупные частицы отложений, для которых скорость движения меньше скорости витания, будут скапливаться в нижних коллекторах панелей экранов, поэтому их удаление оттуда необходимо производить интенсивной водной отмывкой при скорости воды не менее 1 м/с.

Для котлов, в которых конвективные поверхности являются выходными участками водяного тракта, целесообразно направление потока организовать так, чтобы они были первыми по ходу движения моющего раствора при прокачке по замкнутому контуру.

Схема очистки должка иметь возможность изменения направления потока на противоположное, для чего должна быть предусмотрена перемычка между напорным и сбросным трубопроводами.

Обеспечение скорости движения отмывочной воды выше 1 м/с может быть достигнуто при подключении котла к магистрали теплосети, при этом схема должна предусматривать прокачку воды по замкнутому контуру с постоянным отводом отмывочной воды из контура котла при одновременной подаче в него воды. Количество подаваемой в контур очистки воды должно соответствовать пропускной способности сбросного канала.

С целью постоянного отвода газов из отдельных участков водяного тракта воздушники котла объединяются и выводятся в промывочный бак.

Подсоединение напорно-возвратного (сбросного) трубопроводов к водяному тракту должно производиться как можно ближе к котлу. Для отмывки участков трубопровода сетевой воды между секционной задвижкой и котлом целесообразно использовать линию байпаса этой задвижки. При этом давление в водяном тракте должно быть меньше, чем в трубопроводе сетевой воды. В некоторых случаях эта линия может служить дополнительным источником поступления воды в контур очистки.

4.9. Для повышения надежности схемы очистки и большей безопасности при ее обслуживании она должна быть укомплектована стальной арматурой. С целью исключения перетоков растворов (воды) из напорного трубопровода в возвратный по перемычке между ними, пропуска их в сбросной канал или бак-нейтрализатор и для возможности установки при необходимости заглушки арматура на этих трубопроводах, а также на линии рециркуляции в бак должна быть фланцевая. Принципиальная (общая) схема установки для химической очистки котлов показана на рис. .

4.10. При химической очистке котлов ПТВМ-30 и ПТВМ-50 (рис. , ) проходное сечение водяного тракта при использовании насосов подачей 350 - 400 м3/ч обеспечивает скорость движения раствора около 0,3 м/с. Последовательность прохождения моющего раствора через поверхности нагрева может совпадать с движением сетевой воды.

При очистке котла ПТВМ-30 особое внимание необходимо обратить на организацию отвода газов из верхних коллекторов панелей экранов, так как направление движения раствора имеет многократные изменения.

Для котла ПТВМ-50 подвод моющего раствора целесообразно выполнить в трубопровод прямой сетевой воды, что позволит организовать направление движения его в конвективном пакете сверху вниз.

4.11. При химической очистке котла КВГМ-100 (рис. ) трубопроводы подвода и возврата моющих растворов подсоединяются к трубопроводам обратной и прямой сетевой воды. Движение среды проводится в такой последовательности: фронтовой экран - два боковых экрана - промежуточный экран - два конвективных пучка - два боковых экрана - задний экран. При прохождении по водяному тракту моющий поток многократно меняет направление движения среды. Поэтому особое внимание при очистке этого котла следует уделить организации постоянного отвода газов из верхних экранных поверхностей.

4.12. При химической очистке котла ПТВМ-100 (рис. ) движение среды организуется либо по двух-, либо по четырехходовой схеме. При применении двухходовой схемы скорость движения среды будет около 0,1 - 0,15 м/с при использовании насосов подачей около 250 м3/ч. При организации двухходовой схемы движения трубопроводы подвода и отвода моющего раствора подсоединяются к трубопроводам обратной и прямой сетевой воды.

При применении четырехходовой схемы скорость движения среды при использовании насосов той же подачи увеличивается вдвое. Подсоединение трубопроводов подвода и отвода моющего раствора организуется в перепускные трубопроводы от фронтового и заднего экранов. Организация четырехходовой схемы требует установки заглушки на одном из этих трубопроводов.

Рис. 1. Схема установки для химической очистки котла:

1 - промывочный бак; 2 - промывочные насосы;

Рис. 2. Схема химической очистки котла ПТВМ-30:

1 - задние дополнительные экраны; 2 - конвективный пучок; 3 - боковой экранконвективной шахты; 4 - боковой экран; 5 - фронтовые экраны; 6 - задние экраны;

Арматура закрыта

Рис. 3. Схема химической очистки котла ПТВМ-50 :

1 - правый боковой экран; 2 - верхний конвективный пучок; 3 - нижний конвективный пучок; 4 - задний экран; 5 - левый боковой экран; 6 - фронтовой экран;

Арматура закрыта

Рис. 4. Схема химической очистки котла КВГМ-100 (основной режим):

1 - фронтовой экран; 2 - боковые экраны; 3 - промежуточный экран; 4 - боковой экран; 5 - задний экран; 6 - конвективные пучки;

Арматура закрыта

Рис. 5. Схема химической очистки котла ПТВМ-100:

а - двухходовая; б - четырехходовая;

1 - левый боковой экран; 2 - задний экран; 3 - конвективный пучок; 4 - правый боковой экран; 5 - фронтовой экран;

Движение среды при применении двухходовой схемы соответствует направлению движения воды в водяном тракте котла в период его работы. При применении четырехходовой схемы прохождение моющим раствором поверхностей нагрева проводится в следующей последовательности: фронтовой экран - конвективные пакеты фронтового экрана - боковые (фронтовые) экраны - боковые (задние) экраны - конвективные пакеты заднего экрана - задний экран.

Направление движения может быть противоположным при изменении назначения временных трубопроводов, подсоединенных к перепускным трубопроводам котла.

4.13. При химической очистке котла ПТВМ-180 (рис. , ) движение среды организуется либо по двух-, либо по четырехходовой схеме. При организации прокачки среды по двухходовой схеме (см. рис. ) подсоединение напорно-сбросных трубопроводов производится к трубопроводам обратной и прямой сетевой воды. При такой схеме предпочтительно направление среды в конвективных пакетах сверху вниз. Для создания скорости движения 0,1 - 0,15 м/с необходимо использовать насос подачей 450 м3/ч.

При прокачке среды по четырехходовой схеме применение насоса такой подачи обеспечит скорость движения 0,2 - 0,3 м/с.

Организация четырехходовой схемы требует установки четырех заглушек на перепускных трубопроводах от раздаточного верхнего коллектора сетевой воды к двухсветному и боковым экранам, как указано на рис. . Подсоединение напорно-сбросных трубопроводов в этой схеме проводится к трубопроводу обратной сетевой воды и ко всем четырем перепускным трубам, отглушенным от камеры обратной сетевой воды. Учитывая, что перепускные трубы имеют D у 250 мм и на большей части своей трассировки - поворотные участки, выполнение подсоединения трубопроводов для организации четырехходовой схемы требует больших трудозатрат.

При применении четырехходовой схемы направление движения среды по поверхностям нагрева следующее: правая половина двухсветного и бокового экранов - правая половина конвективной части - задний экран - камера прямой сетевой воды - фронтовой экран - левая половина конвективной части - левая половина бокового и двухсветного экранов.

Рис. 6. Схема химической очистки котла ПТВМ-180 (двухходовая схема):

1 - задний экран; 2 - конвективный лучок; 3 - боковой экран; 4 - двухсветный экран; 5 - фронтовой экран;

Арматура закрыта

Рис. 7. Схема химической очистки котла ПТВМ-180 (четырехходовая схема):

1 - задний экран; 2- конвективный пучок; 3- боковой экран; 4 - двухсветныйэкран;5 - фронтовой экран;

4.14. При химической очистке котла КВГМ-180 (рис. ) движение среды организуется по двухходовой схеме. Скорость движения среды в поверхностях нагрева при расходе около 500 м3/ч составит около 0,15 м/с. Подсоединение напорно-возвратных трубопроводов выполняется к трубопроводам (камерам) обратной и прямой сетевой воды.

Создание четырехходовой схемы движения среды применительно к этому котлу требует значительно больших, чем по котлу ПТВМ-180, переделок и поэтому ее применение при выполнении химической очистки нецелесообразно.

Рис. 8. Схема химической очистки котла КВГМ-180:

1 - конвективный пучок; 2 - задний экран; 3 - потолочный экран; 4 - промежуточный экран; 5 - фронтовой экран;

Арматура закрыта

Направление движениясреды в поверхностях нагрева следует организовать с учетом смены направления потока. При кислотных и щелочных обработках движение раствора в конвективных пакетах целесообразно направить снизу вверх, так как эти поверхности будут первыми в контуре циркуляции по замкнутому контуру. При водных отмывках движение потока в конвективных пакетах целесообразно периодически менять на противоположное.

4.15. Моющие растворы приготавливаются либо порциями в промывочном баке с последующей их закачкой в котел, либо путем добавления реагента в бак при циркуляции нагретой воды по замкнутому контуру очистки. Количество приготовленного раствора должно соответствовать объему контура очистки. Количество раствора в контуре после организации прокачивания по замкнутому контуру должно быть минимальным и определяться необходимым уровнем для надежной работы насоса, что обеспечивается поддержанием минимального уровня в баке. Это позволяет добавлять кислоту в процессе обработки для поддержания необходимой ее концентрации или значения рН. Каждый из двух способов приемлем для всех кислотных растворов. Однако при выполнении очистки с использованием смеси гидрофторида аммония с серной кислотой предпочтителен второй способ. Дозировку серной кислоты в контур очистки лучше производить в верхнюю часть бака. Ввод кислоты может производиться либо плунжерным насосом подачей 500 - 1000 л/ч, либо самотеком из бака, установленного на отметке выше промывочного бака. Ингибиторы коррозии для моющего раствора на основе соляной или серной кислоты не требуют специальных условий их растворения. Они загружаются в бак до ввода в него кислоты.

Смесь ингибиторов коррозии, используемая для моющих растворов серной и сульфаминовой кислот, смеси гидрофторида аммония с серной кислотой и НМК, приготавливается в отдельной емкости небольшими порциями и заливается в люк бака. Установка специального бака для этой цели не обязательна, так как количество приготавливаемой смеси ингибиторов небольшое.

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ОЧИСТКИ

Примерные технологические режимы, применяемые для очистки котлов от различных отложений, в соответствии с разд. приведены в табл. .

Таблица 1

	Тип и количество удаляемых отложений	Технологическая операция	Состав раствора	Параметры технологической операции				Примечание
				Концентрация реагента, %	Температура среды, °С	Продолжительность, ч	Критерий окончания
1. Соляная кислота при циркуляции	Без ограничений	1.1 Водная промывка					Осветление сбрасываемой воды
		1.2. Щелочение					По времени	Необходимость операции определяется при выборе технологии очистки в зависимости от количества и состава отложений
		1.3. Отмывка технической водой					Значение рН сбрасываемого раствора 7 - 7,5
		1.4. Приготовление в контуре и циркуляция раствора кислоты	Ингибированная HCl Уротропин (или КИ-1)				В контуре	При удалении карбонатных отложений и снижении концентрации кислоты периодическая поддозировка кислоты для поддержания концентрации 2 - 3 %. При удалении железоокисных отложений без поддозировки кислоты
		1.5. Отмывка технической водой					Осветление сбрасываемой воды	При проведении двух-трех кислотных стадий допускается дренирование моющего раствора с однократным заполнением котла водой и его дренированием
		1.6. Повторная обработка котла раствором кислоты при циркуляции	Ингибированная HCl Уротропин (или КИ-1)				Стабилизация концентрации железа	Выполняется при количестве отложений более 1500 г/м2
		1.7. Отмывка технической водой					Осветление отмывочной воды, нейтральная среда
		1.8. Нейтрализация при циркуляции раствора	NaOH (или Na2CO3)				По времени
		1.9. Дренирование щелочного раствора
		1.10. Предварительная отмывка технической водой					Осветление сбрасываемой воды
		1.11. Окончательная отмывка сетевой водой в теплосеть						Проводится непосредственно перед пуском котла в работу
2. Серная кислота при циркуляции	<10 % при количестве отложений до 1500 г/м2	2.1. Водная промывка					Осветление сбрасываемой воды
		2.2. Заполнение котла раствором кислоты и его циркуляция в контуре					Но не более 6 часов	Без поддозировки кислоты
			КИ-1 (или катамин)
			Тиурам (или тиомочевина)
		2.3. Выполнение операции по п.
		2.4. Повторная обработка котла кислотой при циркуляции					Стабилизация концентрации железа	Выполняется при количестве отложений более 1000 г/м3
		2.5. Выполнение операций по пп. 1.7 - 1.11
3. Серная кислота травлением		3.1. Водная промывка					Осветление сбрасываемой воды
		3.2. Заполнение экранов котла раствором и их травление					По времени	Возможно применение ингибиторов: катапина АВ 0,25 % с тиурамом 0,05 %. При использовании менее эффективных ингибиторов (1 % уротропина или формальдегида) температура не должна превышать 45 °С
			Тиурам (или тиомочевина)
		3.3. Выполнение операции по п.
		3.4. Повторная обработка кислотой					По времени	Выполняется при количестве отложений более 1000 г/м2
		3.5. Выполнение операции по п. 1.7
		3.6. Нейтрализация заполнением экранов раствором	NaOH (или Na2СО3)				По времени
		3.7. Дренирование щелочного раствора
		3.8. Выполнение операции по п. 1.10						Допускается двух- трехкратное заполнение и дренирование котла до нейтральной реакции
		3.9. Выполнение операции по п. 1.11
4. Гидрофторид аммония с серной кислотой при циркуляции	Железоокисные с содержанием кальция <10 % при количестве отложений не более 1000 г/м2	4.1. Водная промывка					Осветление сбрасываемой воды
		4.2. Приготовление раствора в контуре и его циркуляция					Стабилизация концентрации железа	Возможно применение ингибиторов: 0,1 % ОП-10 (ОП-7) с 0,02 % каптакса. При увеличении рН более 4,3 - 4,4 поддозировка серной кислоты до рН 3 - 3,5
			Тиурам (или каптакс)
		4.3. Выполнение операции по п. 1.5
		4.4. Повторная обработка моющим раствором					Стабилизация концентрации железа в контуре при рН 3,5-4,0
			Тиурам (или каптакс)
		4.5. Выполнение операций по пп. 1.7 - 1.11
5. Сульфаминовая кислота при циркуляции	Карбонатно-железоокисные в количестве до 1000 г/м2	5.1. Водная промывка					Осветление сбрасываемой воды
		5.2. Заполнение контура раствором и его циркуляция	Сульфаминовая кислота				Стабилизация жесткости или концентрации железа в контуре	Без поддозировки кислоты. Температуру раствора желательно поддерживать розжигом одной горелки
			ОП-10 (ОП-7)
		5.3. Выполнение операции по п. 1.5
		5.4. Повторная обработка кислотой аналогично п. 5.2
		5.5. Выполнение операций по пп. 1.7 - 1.11
6. Концентрат НМК при циркуляции	Карбонатные и карбонатно-железоокисные отложения в количестве до 1000 г/м2	6.1. Водная промывка					Осветление сбрасываемой воды
		6.2. Приготовление в контуре раствора и его циркуляция	НМК пересчете на уксусную кислоту				Стабилизация концентрации железа в контуре	Без поддозировки кислоты
		8.3. Выполнение операции по п. 1.5	ОП-10 (ОП-7)
		6.4. Повторная обработка кислотой аналогично п. 6.2 6.5. Выполнение операций по пп. 1.7 - 1.11

6. КОНТРОЛЬ ЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ОЧИСТКИ

6.1. Для осуществления контроля за технологическим процессом очистки используются контрольно-измерительные приборы и точки отбора проб, выполненные в контуре очистки.

6.2. В процессе очистки контролируются следующие показатели:

а) расход моющих растворов, прокачиваемых по замкнутому контуру;

б) расход воды, прокачиваемой через котел по замкнутому контуру при водных отмывках;

в) давление среды по манометрам на напорном и всасывающем трубопроводах насосов, на сбросном трубопроводе из котла;

г) уровень в баке по указательному стеклу;

д) температура раствора по термометру, установленному на трубопроводе контура очистки.

6.3. Контролируется отсутствие скопления газа в контуре очистки периодическим поочередным закрытием всех вентилей на воздушниках котла, кроме одного.

6.4. Организуется следующий объем химического контроля за отдельными операциями:

а) при приготовлении моющих растворов в баке - концентрация кислоты или значение рН (для раствора смеси гидрофторида аммония с серной кислотой), концентрация едкого натра или кальцинированной соды;

б) при обработке кислотным раствором - концентрация кислоты или значение рН (для раствора смеси гидрофторида аммония с серной кислотой), содержание железа в растворе - 1 раз в 30 мин;

в) при обработке щелочным раствором - концентрация едкого натра или кальцинированной соды - 1 раз в 60 мин;

г) при водных отмывках - значение рН, прозрачность, содержание железа (качественно, на образование гидроксида при щелочной обработке) - 1 раз в 10 - 15 мин

7. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОЧИСТКИ

7.1. Для обеспечения полноты очистки котла расход реагентов должен определяться на основании данных по составу отложений, удельной загрязненности отдельных участков поверхностей нагрева, определяемых по образцам труб, вырезанных до химической очистки, а также из расчета получения необходимой концентрации реагента в промывочном растворе.

7.2. Количество едкого натра, кальцинированной соды, гидрофторида аммония, ингибиторов и кислот при отмывке железо-окисных отложений определяется по формуле

где Q - количество реагента, г;

V - объем контура очистки, м3 (сумма объемов котла, бака, трубопроводов);

Ср - требуемая концентрация реагента в моющем растворе, %;

γ - удельная масса моющего раствора, т/м3 (принимаемая равной 1 т/м3);

a - коэффициент запаса, равный 1,1 - 1,2;

7.3. Количество соляной и сульфаминовой кислоты и концентрата НМК для удаления карбонатных отложений рассчитывается по формуле

где Q - количество реагента, т;

А - количество отложений в котле, т;

п - количество 100 %-ной кислоты, необходимое для растворения 1 т отложений, т/т (при растворении карбонатных отложений для соляной кислоты п = 1,2, для НМК п = 1,8, для сульфаминовой кислоты п = 1,94);

7.4. Количество отложений, подлежащих удалению при очистке,определяется по формуле

А = g · f · 10-6,

где А - количество отложений, т;

g - удельная загрязненность поверхностей нагрева, г/м2;

f - поверхность, подлежащая очистке, м2.

При значительном отличии удельной загрязненности конвективных и экранных поверхностей определяется раздельно количество отложений, имеющихся на каждой из этих поверхностей, затем эти значения суммируются.

Удельная загрязненность поверхности нагрева находится как соотношение массы отложений, снятых с поверхности образца трубы, к площади, с которой эти отложения были удалены (г/м2). При подсчете количества отложений, находящихся на экранных поверхностях, следует увеличивать значение поверхности (ориентировочно в два раза) по сравнению с той, которая указана в паспорте котла или в справочных данных (где приведены данные только по радиационной поверхности этих труб).

Данные по площади поверхностей труб, подлежащих очистке, и их водяному объему для наиболее распространенных котлов приведены в табл. . Фактический объем контура очистки может несколько отличаться от указанного в табл. и зависит от протяженности трубопроводов обратной и прямой сетевой воды, заполняемых моющим раствором.

7.5. Расход серной кислоты для получения значения рН 2,8 - 3,0 в смеси с гидрофторидом аммония рассчитывается, исходя из суммарной концентрации компонентов при их соотношении по массе 1: 1.

Из стехиометрических соотношений и на основе практики проведения очисток установлено, что на 1 кг оксидов железа (к пересчете на Fе2О3) затрачивается около 2 кг гидрофторида аммония и 2 кг серной кислоты. При очистке раствором 1 %-ного гидрофторида аммония с 1 % серной кислоты концентрация растворенного железа (в пересчете на Fе2О3) может достигать 8 - 10 г/л.

8. МЕРЫ ПО СОБЛЮДЕНИЮ ПРАВИЛ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

8.1. При подготовке и проведении работ по химической очистке водогрейных котлов необходимо соблюдать требования «Правил техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей» (М.: СПО ОРГРЭС, 1991).

8.2. Технологические операции химической очистки котла начинаются только после полного окончания всех подготовительных работ и удаления с котла ремонтного и монтажного персонала.

8.3. Перед проведением химической очистки весь персонал электростанции (котельной) и подрядных организаций, участвующий в проведении химической очистки, проходит инструктаж по технике безопасности при работе с химическими реагентами с записью в журнале инструктажа и росписью инструктируемых.

8.4. Организуется зона вокруг очищаемого котла, промывочного бака, насосов, трубопроводов и вывешиваются соответствующие предупреждающие плакаты.

8.5. Изготавливаются ограждающие поручни на баках приготовления растворов реагентов.

8.6. Обеспечивается хорошее освещение очищаемого котла, насосов, арматуры, трубопроводов, лестниц, площадок, пробоотборных точек и рабочего места дежурной смены.

8.7. Организуется подвод воды шлангами к узлу приготовления реагентов, к месту работы персонала для смыва пролитых или проливающихся через неплотности растворов.

8.8. Предусматривается средства для нейтрализации моющих растворов на случай нарушения плотности промывочного контура (сода, хлорная известь и т.д.).

8.9. Рабочее место дежурной смены обеспечивается аптечкой с медикаментами, необходимыми для оказания первой помощи (индивидуальные пакеты, вата, бинты, жгут, раствор борной кислоты, раствор уксусной кислоты, раствор соды, слабый раствор марганцовокислого калия, вазелин, полотенце).

8.10. Не допускается присутствие в опасных зонах вблизи очищаемого оборудования и районе сброса промывочных растворов лиц, не участвующих непосредственно в проведении химической очистки.

8.12. Все работы по приему, переносу, сливу кислот, щелочей, приготовлению растворов производятся в присутствии и под непосредственным руководством технических руководителей.

8.13. Персонал, непосредственно участвующий в работах по химической очистке, обеспечивается шерстяными или брезентовыми костюмами, резиновыми сапогами, прорезиненными фартуками, резиновыми перчатками, очками, респиратором.

8.14. Ремонтные работы на котле, реагентном баке разрешаются только после тщательной их вентиляции.

Приложение

ХАРАКТЕРИСТИКА РЕАГЕНТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ХИМИЧЕСКИХ ОЧИСТКАХ ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ

1. Соляная кислота

Техническая соляная кислота содержит 27 - 32 % хлористого водорода, имеет желтоватый цвет и удушливый запах. Ингибированная соляная кислота содержит 20 - 22 % хлористого водорода и представляет собой жидкость от желтого до темно-коричневого цвета (в зависимости от вводимого ингибитора). В качестве ингибитора используются ПБ-5, В-1, В-2, катапин, КИ-1 и др. Содержание ингибитора в соляной кислоте находится в пределах 0,5 ÷ 1,2 %. Скорость растворения стали Ст 3 в ингибированной соляной кислоте не превышает 0,2 г/(м2 · ч).

Температура замерзания 7,7 %-ного раствора соляной кислоты минус 10 °С, 21,3 %-ного - минус 60 °С.

Концентрированная соляная кислота на воздухе дымит, образует туман, который раздражает верхние дыхательные пути и слизистую оболочку глаз. Разбавленная 3 - 7 %-ная соляная кислота не дымит. Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров кислоты в рабочей зоне 5 мг/м3.

Воздействие соляной кислоты на кожу может привести к тяжелым химическим ожогам. При попадании соляной кислоты на кожу или в глаза ее необходимо немедленно смыть обильной струей воды, затем пораженное место кожного покрова обработать 10 %-ным раствором бикарбоната натрия, а глаза - 2 %-ным раствором бикарбоната натрия и обратиться в медпункт.

Индивидуальные средства защиты: грубошерстный костюм или хлопчатобумажный костюм с кислотостойкой пропиткой, резиновые сапоги, перчатки из кислотостойкой резины, защитные очки.

Ингибированная соляная кислота транспортируется в стальных негуммированных железнодорожных цистернах, автоцистернах, контейнерах. Резервуары для длительного хранения ингибированной соляной кислоты должны быть футерованы диабазовой плиткой на кислотоупорной силикатной замазке. Срок хранения ингибированной соляной кислоты в железной таре не более одного месяца, после чего требуется дополнительное введение ингибитора.

2. Серная кислота

Техническая концентрированная серная кислота имеет плотность 1,84 г/см3 и содержит около 98 % H2SO4; с водой смешивается в любых пропорциях с выделением большого количества теплоты.

При нагреваний серной кислоты образуются пары серного ангидрида, которые, соединяясь с водяными парами воздуха, образуют кислотный туман.

Серная кислота при попадании на кожу вызывает сильные ожоги, весьма болезненные и трудно поддающиеся лечению. При вдыхании паров серной кислоты раздражаются и прижигаются слизистые оболочки верхних дыхательных путей. Попадание серной кислоты в глаза грозит потерей зрения.

Индивидуальные средства защиты и меры первой помощи те же, что при работе с соляной кислотой.

Серная кислота транспортируется в стальных железнодорожных цистернах или в автоцистернах и хранится в стальных емкостях.

3. Едкий натр

Едкий натр - белое, очень гигроскопичное вещество, хорошо растворимое в воде (при температуре 20 °С растворяется 1070 г/л). Температура замерзания 6,0 %-ного раствора минус 5 °С, 41,8 %-ного - 0 °С. Как твердый едкий натр, так и его концентрированные растворы вызывают сильные ожоги. Попадание щелочи в глаза может привести к тяжелым заболеваниям глаз и даже к потере зрения.

При попадании щелочи на кожу необходимо удалить ее сухой ватой или кусочками ткани и промыть пораженное место 3 %-ным раствором уксусной или 2 %-ным раствором борной кислоты. При попадании щелочи в глаза необходимо тщательно промыть их струей воды с последующей обработкой 2 %-ным раствором борной кислоты и обратиться в медпункт.

Индивидуальные средства защиты: хлопчатобумажный костюм, защитные очки, прорезиненный фартук, резиновые перчатки, резиновые сапоги.

Едкий натр в твердом кристаллическом виде перевозится и хранится в стальных барабанах. Жидкая щелочь (40 %-ная) транспортируется и хранится в стальных емкостях.

4. Концентрат и конденсат низкомолекулярных кислот

Очищенный конденсат НМК представляет собой жидкость светло-желтого цвета с запахом уксусной кислоты и ее гомологов и содержит не менее 65 % кислот С1 - С4 (муравьиной, уксусной, пропионовой, масляной). В водном конденсате эти кислоты содержатся в пределах 15 ÷ 30 %.

Очищенный концентрат НМК - горючий продукт с температурой самовоспламенения 425 °С. Для тушения загоревшегося продукта должны применяться пенные и кислотные огнетушители, песок, кошма.

Пары НМК вызывают раздражение слизистой оболочки глаз и дыхательных путей. ПДК паров очищенного концентрата НМК в рабочей зоне 5 мг/м3 (в пересчете на уксусную кислоту).

При попадании на кожу концентрат НМК и его разбавленные растворы причиняют ожоги. Индивидуальные средства защиты и меры первой помощи те же, что и при работе с соляной кислотой, дополнительно должен применяться противогаз марки А.

Неингибированный очищенный концентрат НМК поставляется в железнодорожных цистернах и стальных бочках вместимостью от 200 до 400 л, выполненных из высоколегированных сталей 12Х18Н10Т, 12Х21Н5Т, 08Х22Н6Т или биметаллов (Ст3 + 12Х18Н10Т, Ст3 + Х17Н13М2Т), и хранится в емкостях из такой же стали или в емкостях, изготовленных из углеродистой стали и футерованных плиткой.

5. Уротропин

Уротропин в чистом виде представляет собой бесцветные гигроскопичные кристаллы. Технический продукт - белый порошок, хорошо растворимый в воде (31 % при температуре 12 °С). Легко воспламеняется. В растворе соляной кислоты постепенно разлагается на хлористый аммоний и формальдегид. Обезвоженный чистый продукт иногда именуется сухим спиртом. При работе с уротропином необходимо строгое соблюдение требований правил пожаробезопасности.

При попадании на кожу уротропин способен вызывать экземы с сильным зудом, быстро проходящие после прекращения работы. Индивидуальные средства защиты: защитные очки, резиновые перчатки.

Уротропин поставляется в бумажных мешках. Должен храниться в сухом помещении.

6. Смачиватели ОП-7 и ОП-10

Представляют собой нейтральные маслянистые жидкости желтого цвета, хорошо растворимые б воде; при встряхивании с водой образуют устойчивую пену.

При попадании ОП-7 или ОП-10 на кожу их необходимо смыть струей воды. Индивидуальные средства защиты: защитные очки, резиновые перчатки, прорезиненный фартук.

Поставляются в стальных бочках и могут храниться на открытом воздухе.

7. Каптакс

Каптакс - желтый горький порошок с неприятным запахом, практически нерастворимый в воде. Растворяется в спирте, ацетоне и щелочах. Растворение каптакса наиболее удобно производить в ОП-7 или ОП-10.

Длительное воздействие пыли каптакса вызывает головную боль, плохой сон, ощущение горечи во рту Попадание на кожу может вызвать дерматиты. Индивидуальные средства защиты: респиратор, защитные очки, прорезиненный фартук, резиновые перчатки или силиконовый защитный крем. По окончании работы необходимо тщательно вымыть руки и тело, прополоскать рот, вытряхнуть спецодежду.

Каптакс поставляется в резиновых мешках с бумажным и полиэтиленовым вкладышами. Хранится в сухом хорошо проветриваемом помещении.

8. Сульфаминовая кислота

Сульфаминовая кислота - белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде. При растворении сульфаминовой кислоты при температуре 80 °С и выше происходит ее гидролиз с образованием серной кислоты и выделением большого количества тепла.

Индивидуальные средства защиты и меры первой помощи те же, что и при работе с соляной кислотой.

• Для достижения оптимального результата очистки котлов используются комплексная гидрохимическая и гидродинамическая, гидроэнергетическая и гидроабразивная технологии очистки, являющиеся в настоящее время наиболее эффективными.
• При проведении работ используется высококачественное мощное оборудование, в том числе гидродинамические машины давлением до 1500 бар, установки для очистки внутренних поверхностей труб с помощью мягких абразивных материалов, гидроимпульсное оборудование для очистки труб диаметров от 10 до 100 ммм, а также насосные станции производительностью до 200м3/ч для обеспечения циркуляции реагентов.
• В компании внедрена система менеджмента качества ISO 9001-2008, что гарантирует четкость протекания всех бизнес-процессов.
• В компании внедрена система экологического менеджмента ISO 14001:2004.
• В компании внедрена система менеджмента профессиональной безопасности и охраны здоровья OHAS 18001:2007
• Для наиболее результативной очистки гидрохимическим методом используются реагенты и ингибиторы коррозии, обладающие наибольшей эффективностью.
• Компания является проектной организаций и имеет допуск СРО на проектирование работ, оказывающих влияние на безопасность объектов капитального строительства, на каждый вид работ разрабатывается проекта производства работ или технологический регламент.
• Профессиональные специалисты имеют все необходимые аттестаты и производят работы строго по технологическим картам.
• Компания «ВекФорт» несет ответственность за конструкционные материалы котельного оборудования и исключает их повреждение.
• В компании работают квалифицированные инспекторы, обязанностью которых является проведение внутреннего контроля произведенных работ перед сдачей их заказчику.

Гидрохимический метод очистки это процесс очистки внутренних поверхностей теплового и теплообменного оборудования и систем от накипно-коррозионных отложений, путем циркуляции по контуру рабочих растворов специальных технических моющих средств, минеральных или органических кислот со специальными добавками. В процессе промывки происходит растворение и удаление отложений без повреждения основного конструкционного материала. Технология используется при очистке систем отопления, неразборных котлов и теплообменников.

Гидрохимическая промывка очень эффективна для удаления отложений в тепловых и теплообменных системах, включая трубопроводы, так как она позволяет полностью перевести в растворенное состояние и удалить все отложения из системы. Отложения, как правило, представляют собой многокомпонентные твердые наслоения, которые состоят из окислов железа и карбонатов, фосфатов, сульфатов, окиси кальция, магния, они создают большое термическое сопротивление тепловому потоку, что ведет к снижению температуры теплоносителя и уменьшению теплопроводности системы отопления.

Гидрохимическую очистку внутренних поверхностей водогрейных котлов необходимо производить на регулярной основе, так как образование накипно-коррозионных отложений на внутренних поверхностях водного тракта котла в ходе его эксплуатации приводит к существенному снижению его рабочей эффективности и всей связанной системы. Это приводит к уменьшению и дестабилизации теплообмена системы, происходят сбои в работе оборудования, повреждает трубопроводы и увеличивает расход топлива.

Периодическая гидрохимическая очистка водогрейных котлов позволяет избежать всех негативных последствий, связанных с образованием твердых накипно-коррозионных отложений!

Количество отложений на внутренних поверхностях водогрейного котла необходимо определять после каждого отопительного сезона на основании методики определения плотности и состава отложений приведенной в РД 153-34.1-37.306-2001.

Работы по очистки водогрейных котлов от накипно-коррозионных отложений мы производим в следующем порядке:

1. Обследование состояния водогрейного котла.

Обследование состояния котла производится совместно с представителями службы эксплуатации. Перед началом работ необходимо сделать вырезку образца трубы, желательно участка внешнего змеевика конвективной части, как наиболее определяющей сопротивление, с целью выявления степени забитости отложениями. Обследование можно производить как визуальным методом, так и лабораторно, путем анализа полного состава отложений. Метод лабораторного обследования осуществляется в специализированных лабораториях.

2. Промывка внутренних поверхностей котла сетевой водой.

3. Монтаж схемы очистки.

Котел отключается и выполняется врезка штуцеров для подключения оборудования и создания промывочного циркуляционного контура.
Для организации технологического процесса химической очистки водогрейных котлов монтируется схема химической очистки.

Схема должна позволять организовать все технологические операции, необходимые при проведении химической очистки, а именно:

• приготовление моющего раствора;
• заполнение водогрейного котла моющим раствором;
• удаление из отмывочного контура воздуха и газов, образующихся при растворении отложений;
• циркуляцию отмывочного и нейтрализующего растворов;
• нейтрализацию и удаление отмывочного раствора;
• интенсивную водную отмывку всех внутренних поверхностей котлов.

В состав схемы химической очистки может входить следующее оборудование:

• баки для приготовления и нейтрализации моющего раствора, являются емкостью, необходимой для устойчивой работы циркуляционного контура;
• циркуляционные насосы, необходимые для заполнения водогрейного котла, вытеснения промывочного раствора, создания циркуляции в промывочном контуре;
• химический бочковой насос — для подачи моющего или нейтрализующего реагентов в бак при приготовлении или нейтрализации моющего раствора.
• соединительные шланги, быстрофиксирующиеся и фланцевые соединения, штуцера и арматура — для организации циркуляционного промывочного контура, заполнения и опорожнения водогрейного котла.
• На Рисунке 1. в качестве примера представлена принципиальная технологическая схема химической очистки водогрейного котла ДКВР- 10/13.

4. Щелочение котла.

Щелочение применяют для удаления с внутренних поверхностей котла маслянистых, кремнекислых и иных загрязнений, а также некоторой части рыхлой ржавчины и окалины, образовавшихся при изготовлении, хранении и монтаже оборудования. Очистку внутренних поверхностей котла от рыхлой ржавчины, масел и других загрязнений производят путем обработки котла 0,5-0,8%-ным раствором едкого натра с добавлением 0,3-0,5%-ного раствора тринатрийфосфата (щелочение) с соблюдением мер предосторожности.

В результате щелочения, т.е. обработки внутренней поверхности котла щелочно-фосфатным раствором, происходит:
а) ослабление сцепления слоя ржавчины и окалины с металлом вследствие проникания раствора щелочи в трещины, упаривания его и частичного растворения им окислов железа с образованием ферритов натрия;
б) омыление или эмульгирование маслянистых загрязнений;
в) частичное растворение кремнекислых загрязнений с образованием силикатов натрия.

5. Промывка котла технической водой.

6. Приготовление рабочего раствора реагента и запуск циркуляционного контура.

Исходя из характера отложений, осуществляется выбор и концентрация реагента. В виде реагентов используются современные высокоэффективные технические моющие средства на основе поверхностно-активных веществ, комплекса кислот и ингибиторов коррозии либо соляной кислоты с вводом необходимых ингибиторов коррозии для защиты конструкционных материалов.

Технология гидрохимической промывки заключается в обеспечении циркуляции моющего раствора технического моющего средства по замкнутому контуру, при заданной температуре. В ходе циркуляции моющего раствора происходит постепенное растворение и снятие слоев скопившихся отложений. По мере движения моющего раствора по системе, его моющая способность снижается, что сопровождается повышением уровня pH, это свидетельствует о том, что раствор вступает в реакцию с отложениями. В ходе промывки раствор корректируется. Циркуляцию моющего раствора необходимо осуществлять до тех пор, пока уровень pH не будет изменяться, это сигнализирует о том, что максимальное количество отложений удалено.

В процессе циркуляции рабочего раствора моющего реагента необходимо осуществлять химический контроль очищающей способности реагента. Химический контроль должен производиться каждые ½ часа — измерение рН раствора. В случае повышения рН до 6, корректировка рабочего раствора путем добавления в количестве 10 % от начальной концентрации. Контроль производится ph-метром или лакмусовым индикатором.

7. Промывка котла технической водой.

После промывки моющим реагентом осуществляется промывка котла технической водой, а затем производится пассивация внутренних поверхностей котла.

8. Пассивация внутренних поверхностей котла.

После окончания гидрохимической очистки, промыть контур 0,1-0,2 % раствором каустической соды (гидроксид натрия) в целях нейтрализации и пассивации внутренней поверхности труб, после чего промыть технической водой до уровня pH на выходе — 6-7. Остатки не используемого раствора, имеющие уровень pH ниже 6, нейтрализуются каустической содой до уровня pH 6-7, затем сливаются в канализацию.

9. Окончательная промывка контура сетевой водой.

При проведении гидрохимической очистки котла осуществляется контроль следующих показателей:

• расход моющего реагента;
• расход воды во время водных промывок;
• давление среды на напорном и всасывающем трубопроводах насосов, на сбросном трубопроводе из котла;
• уровень жидкости в баке;
• температура рабочего раствора моющего реагента;
• отсутствие скоплений газа в контуре котла.

Наш опыт работ

За прошедшие годы нами накоплен большой опыт в сфере гидрохимической очистки теплового и теплообменного оборудования.

Предоставляем Вашему вниманию примеры наших работ и наших клиентов:

• ОАО «Мосэнерго»: участие в разработке и внедрении технологии очистки котлов ПТВМ-100 в г.Зеленограде (статья в журнале «Энергосбережение» 2000г.)
• ООО «Севергазпром» — техническое диагностирование утилизационных теплообменников и систем химводоподготовки промплощадок КС-13 Урдома и КС-16 Юбилейный. В 2000-2006 годах в ООО «Севергазпром» нами производились работы по химической очистке более чем 500 котлов-утилизаторов газоперекачивающих агрегатов на 7 компрессорных станциях, расположенных в Республике Коми и Архангельской области. Кроме того, очищены 4 водогрейных котла АБА-4, теплообменники 2-х ЦТП и системы отопления домов в 2-х рабочих поселках
• ОАО «АвтоВАЗ» — разработка технологии и производство работ по химической очистке осушителей сжатого воздуха ОСВ-250 производства ООО НПП"ЭНСИ«.
• МУП «ПЭУг.Сходня» — комплексная очистка 50 кожухотрубных теплообменников, 10 водогрейных котлов, пусконаладка систем «Комплексон1»
• Спорткомплекс Московского института электронной техники — комплексная очистка теплообменников систем воздушного отопления, теплового пункта, очистка агрегатов подготовки воды для бассейна
• НПО «ЭНЕРГОМАШ» — очистка рубашек охлаждения компрессоров, теплообменников испытательного стенда и печей отжига, теплообменники ГВС цеха429 в количестве 140 шт.
• Московская железная дорога — разработка технологии безразборной очистки системы охлаждения тепловозов совместно с МИИЖТ.(статья в журнале «Локомотив» 2001г.)
• Очистка теплообменников (Alfa Laval, Frolling, Cetheterm, АPV, SWEP) горячего водоснабжения и отопления и кондиционирования, установленных в ИТП: Среднерусский Банк Сбербанка России, Финансово-хозяйственное управление Комплекса Перспективного развития города Москвы, Банк Кредит Свисс Ферст Бостон, Свято-Троицкая Сергиева Лавра, «Новое подворье» — Английский клуб, «Дон-Строй», «Атомстройэкспорт», «ДЕЗ района Крюково», Центральный телеграф, Мострансгаз.

В 2008-2009 годах нами произведены работы по очистке: 1 паровой котел Garioni Naval GPT 6000, 2 котла ТВГ-4р, 2 котла КВГ 4/115, 1 котел КВ-ГМ-35-150, 1 котел Ferolli PREX 1250, 2 котла ПТВМ-30, 3 котла «Турботерм-2000», 12 теплообменников Alfa laval — Заказчики — мясокомбинат «Партнер и К», МУП «Истринская теплосеть», ООО «Тепловые сети Балашихи», ЗАО «РИДАН», Среднерусский банк Сбербанка Росси, Свято Троицкая Сергиева Лавра. С концерном «Куриное царство» (г.Липецк) заключен договор на постоянное обслуживание котельных и ИТП по данному виду работ.

Каждый проект по очистке индивидуален! Если Вы заинтересовались нашими услугами, звоните! Специалисты проконсультируют Вас по всем вопросам своей компетенции, помогут подобрать оптимальные формы сотрудничества, произведут расчет стоимости работ, окажут содействие в решении существующих проблем.