Методы пассивации поверхностей котла после предпусковой очистки

Пассивация очищенных поверхностей котла является обязательным завершающим этапом химической очистки. Предпусковая химическая очистка облегчает создание защитной пленки на поверхности металла. Такая пленка обязательно должна быть создана, чтобы препятствовать коррозии металла после химической очистки. Основными причинами, вызывающими коррозию котельных поверхностей после химических промывок являются:

1) водные промывки, проводимые после химической очистки технической водой, насыщенной большим количеством кислорода, хлоридами и сульфатами, которые способствуют интенсивной коррозии (ржавлению) металла;

2) длительный перерыв между процессом химической очистки и пуском котла в нормальную эксплуатацию (от 6 до 30 суток, а иногда и больше), во время которого проводятся работы по демонтажу промывочной и монтажу эксплуатационной схемы. В этот же период ведется опрессовка смонтированного оборудования путем неоднократных заполнений его и последующих опорожнений для выявления и устранения дефектов. Это создает благоприятные условия для развития атмосферной коррозии металла, протекающей в тонкой пленке электролита при интенсивном поступлении кислорода к поверхности металла.

Для целей послепромывочной пассивации наибольшее распространение получили комбинированные растворы нитрита натрия (0, 5%) и моно- и динатрий-фосфатов (по 0, 25%), а также нитрит натрия с уротропином по 1% каждого и нитрит натрия с аммиаком при рН среды, равным 10. Температура пассивирующего раствора поддерживается в пределах 40-60⁰С. Длительность циркуляции составляет 4-6 часов.

Пассивирующие растворы приготовляются обязательно на обессоленной воде, так как присутствие в растворе хлоридов или сульфатов препятсятвует созданию защитной пленки на металле.

Основным назначением эксплуатационной химической очистки котла является удаление отложений, образующихся во время эксплуатации на внутренней поверхности труб. Это мероприятие необходимо для обеспечения экономичной работы блока и предотвращения создания аварийной ситуации из-за перегрева и коррозионных повреждений металла.

Своевременно и качественно выполненная эксплуатационная очистка котла способствует уменьшению выноса в проточную часть турбины меди, оксидов кремния и железа, а также частиц окалины, отслаивающихся при резких теплосменах с поверхности пароперегревательных труб.

Скорость образования отложений на внутренней поверхности труб в процессе эксплуатации блока зависит от вида сжигаемого топлива и конструктивных особенностей котла, обусловливающих тепловые нагрузки, от водного режима и качества питательной воды и конденсата. На количество и состав эксплуатационных отложений существенное влияние оказывает количество пусков и остановов блоков и проводимые во время простоя мероприятия по консервации оборудования.

Эксплуатационная очистка энергоблока обязательна, если на поверхностях нагрева котла обнаруживаются свищи и отдулины, образовавшиеся за счет отложений.

Наиболее эффективна очистка раствором композиции трилона Б (или двухзамещенной аммонийной соли ЭДТК) с лимонной кислотой, так как этот раствор обладает высокой эффективностью растворения оксидов железа, в том числе, наиболее труднорастворимого из них гематита; характеризуется образованием хорошо растворимых комплексов с ионами Fe(II) и Fе (III); высокой " железоемкостью" при минимальном количестве навешенных веществ в растворе (не более 3-5%). Использование эффективных смесей ингибиторов позволяет снизить коррозионные потери котельных сталей до минимума при температурах до 100-180°С. Раствор коррозионно безопасен по отношению к аустенитным сталям.

Недостатками применения данного раствора являются высокая стоимость реагентов, сложность нейтрализации отработанных растворов и недостаточная эффективность действия при применяемых концентрациях компонентов для удаления плотных железоокисных отложений или окалины при загрязненности 400-600 г/м² и выше.

Достаточно высокую эффективность удаления эксплуатационных отложений из котлов, обеспечивают композиции трилона Б с заменителями лимонной кислоты: серной кислотой, фталевым ангидридом, адипиновой кислотой.

Для получения оптимального значения рН раствора комплексона, равного 3, 0-3, 5, к раствору трилона Б или аммонийной соли ЭДТК добавляются концентрированные растворы серной, адипиновой, фталевой кислот. По сравнению с композицией с лимонной кислотой эти композиции характеризуются меньшей степенью растворения Fe₂O₃ и Fe₃O₄, за счет чего в них образуется больше взвешенных веществ (до 8-10%). Для снижения коррозионных потерь котельных сталей до допустимых значений (2-5 г/м²·ч) в них следует вводить смеси ингибиторов. Необходимо принимать во внимание, что при снижении значение рН растворов ниже 2, 5 наблюдается резкое снижение защитного действия ингибиторов и увеличение содержания взвешенных веществ в растворе. В связи с этим нельзя допускать передозирования концентрированных растворов кислот в контур и понижения рН раствора ниже 2, 5.

Эксплуатационные химические очистки проводятся для удаления от­ложений, образующихся с той или иной скоростью при всех водно-химиче­ских режимах ТЭС. Необходимость очистки определяется по температурному режиму труб, количеству отложений. Оптимальным является водный режим, при котором химические очистки можно проводить с большим ин­тервалом, совмещая их с капитальным или расширенным текущим ремонтом.

Для проведения очисток используется соляная кислота с ингибиторами (например, уротропин), замедляющими скорость взаимодействия соляной кислоты с металлом труб.

Парокислородная обработка (смесью перегретого пара и кислорода) поверхностей котлов приводит к разрушению и удалению внутритрубных отложений и созданию плотной равномерной защитной пленки магнетита. Этот метод применяют при загрязненности труб до 200 г/м². При большей загрязненности можно провести химическую очистку ингибированной соляной кислотой, а затем - парокислородную обработку.

В некоторых случаях (при ГАВР, ухудшенном качестве питательной воды, увеличении присосов охлаждающей воды и т.п.) возникает необ­ходимость проведения более частых химических промывок. Учитывая, что наибольшее количество отложений образуется в НРЧ, применяют упрощен­ные методы локальной химической очистки. Очистку потоков пароводяного тракта проводят раздельно. Горячую (150°С) деаэрированную воду из деаэ­ратора бустерными насосами подают в промываемый контур, скорость воды 1, 5-2 м/с. Сброс воды производят перед встроенной задвижкой (она закрыта). Раствор двух- или трехзамещенной аммонийной соли ЭДТК дозируют в соединительный трубопровод или коллектор перед очищаемой поверхностью НРЧ. После очистки (4-6 часов) проводят промывку горячей водой (1-2 часа). При контакте раствора ЭДТК с чистой поверхностью происходит коррозия металла. Поэтому в раствор добавляют ингибиторы кислотной коррозии, снижающие скорость коррозии углеродистой стали при химической очистке в 20-50 раз.

Комплексоны используются для химической очистки поверхностей на­грева барабанных котлов среднего давления «на ходу», т. е. во время их нормальной работы. Подача комплексона (трилона Б, двухзамещенной соли ЭДТК) в количестве, превышающем в 1, 2-1, 5 раза стехиометрическое соот­ношение, приводит к комплексованию катионов не только из воды, но и из отложений. Комплексонаты железа и других катионов (растворенная форма) удаляются из цикла с продувочной водой. Очистка «на ходу» производится периодически.