Эксплуатационные химические очистки паровых турбин

Еще относительно недавно промывки турбин от отложений осуществлялись влажным паром, а несколько позднее – влажным паром с вводимым в него раствором едкого натра. Последняя технология была вызвана к жизни наличием кремниевокислых отложений. Однако введение 100-процентной конденсатоочистки для прямоточных котлов СКП, промывка пара питательной водой для барабанных котлов ДКП, а также обескремнивание и обессоливание добавочной воды для всех котлов высоких и сверхвысоких давлений привели к резкому сокращению кремниевокислых отложений. При этом на первый план вышли медистые отложения в ц. в. д. турбины и железистые отложения практически по всем ступеням турбин высоких давлений.

Механическая очистка от таких отложений трудоемка и требует вскрытия машины. В связи с этим за последние годы были разработаны различные технологии химических очисток турбин без их останова, но со снижением нагрузки (до 10–25 %) и сполучением влажного пара путем впрыска в паропровод относительно небольшого количества влаги. Операция увлажнения пара совмещается с вводом избранного реагента для химической очистки.

В качестве реагента прежде всего можно рекомендовать раствор перекиси водорода для удаления медистых отложений. Промывки паровых турбин под нагрузкой являются весьма ответственной операцией и проводятся по схемам, разработанным Союзтехэнерго. Скорость снижения температуры ограничивается значением 0,5 град/мин для температуры пара в интервале 520–320 °С и значением 0,75 град/мин для последующего снижения температуры. Расход водного раствора с температурой 170 °С на впрыск в пар рассчитывают, исходя из обеспечения влажности пара на входе в турбину около 2 %. Малая длительность химических очисток турбин на ходу позволяет использовать для их проведения не только в воскресные и субботние дни, но даже ночные «провалы» нагрузок в будние дни.

Установку для приготовления и дозирования в пар раствора химических реагентов рекомендуется монтировать на передвижной раме, с тем чтобы ее можно было использовать при химической очистке любой турбины машзала. Вся установка и трубопроводы от нее до места впрыска в паропроводы должны быть выполнены из нержавеющей аустенитной стали.

Кроме использования перекиси водорода имеется опыт применения следующих реагентов для химических очисток паровых турбин: 1) совместное дозирование аммиака (20 мг/дм³) и гидразин (60 мг/дм³); 2) дозирование натрий-аммонийной соли ЭДТУ, получаемой при растворении трилона Б (1,5 г/дм³) в амминированной воде; 3) совместное дозирование трилона Б (1 г/дм³) и лимонной кислоты (0,5 г/дм³); 4) дозирование пиперидина (20 мг/дм³).

Эффективность всех этих растворов примерно одинакова. В настоящее время нет достаточных данных для уверенных рекомендаций по выбору конкретных реагентов. Кроме того, нет достаточных данных для конкретных рекомендаций по выбору концентраций моющих растворов. Нерешенным является также вопрос о необходимости ингибирования промывочных растворов.

В процессе очистки турбины конденсатоочистка данного блока должна быть включена. Это позволяет подавать конденсат после БОУ на питание котла. Поэтому следует проводить регенерацию ФСД непосредственно перед химической очисткой.

4.8.3. Эксплуатационные химические очистки конденсаторов
и сетевых подогревателей

Поверхности теплообмена агрегатов, химическая очистка которых рассмотрена далее, обычно выполнены из латуней, что необходимо учитывать при выборе метода очистки. В редких случаях, когда используются не латуни, а нержавеющие аустенитные стали, выбор реагентов и проведение химических очисток соответствуют условиям парогенераторов.

О необходимости очистки судят по ухудшению вакуума в конденсаторе и по снижению температуры горячей сетевой воды.

Отмывку отложений из конденсаторов и сетевых подогревателей проводят по внутренней стороне трубок. Характер отложений резко различен. Жесткая охлаждающая вода конденсаторов способствует образованию кальциевых, в основном карбонатных, накипей, а умягченная сетевая вода – железооксидных отложений в смеси с медьсодержащими соединениями. Кроме того, различны и возможности создания повышенных температур в процессе промывки. Для конденсаторов это затруднительно.

При эксплуатационных химических очистках конденсаторов турбин соляной кислотой от карбонатных отложений происходит интенсивное выделение углекислого газа с образованием довольно устойчивой пены. Чтобы обеспечить доступ реагента к отложениям, нужно предусмотреть меры для интенсивного удаления углекислоты и провоцируемой ею пены. Для этого необходима (рис. 3.9.) установка газоотводчика-воздушника (Æ 100 мм) как на выходной 7, так и на поворотной 6камерах конденсатора. В бак 2с избыточным давлением (0,1–0,15 МПа) через барботажный кольцевой коллектор подается пар, разрушающий пену. Начальная концентрация соляной кислоты в баке принимается равной 1–2 %, с доведением ее до 4–5 % в процессе последующего дозирования, температура очистки 25–30 °С, длительность очистки 2,5–3.5 ч (рис. 4.10).

Рис. 4.9. Схема промывки конденсатора соляной кислотой

с принудительным отводом газа и пены:

1 – барботажный кольцевой коллектор; 2 – бак; 3 – промывной насос; 4 – входная камера;
5 – поверхность теплообмена; 6 – поворотная камера; 7 – выходная камера; 8 – воздушник

Очистка конденсаторов с использованием соляной кислоты в отсутствие ингибиторов недопустима, так как это может привести к значительной коррозии латуни. Агрессивность промывочных солянокислотных растворов в значительной мере зависит от концентрации в растворе ионов-окислителей (Fe³⁺ и Си²⁺), что учитывается при подборе ингибиторов.

В отложениях сетевых подогревателей с латунными трубками всегда присутствуют железо, медь, цинк. Для отмывки таких отложений эффективно применение композиций с комплексоном. Однако существует отличие в подборе композиции по сравнению с применяемой для очистки стальных поверхностей. Это связано с ингибированием растворов, желательной кратковременностью их воздействия и предупреждением повторного осаждения меди из раствора. Последнее может происходить за счет вытеснения ионами железа ионов меди из медных комплексов с ЭДТУ.

Рис. 4.10. Изменение состава промывочного раствора в процессе соляно-кислотной очистки конденсатора типа 50-КЦС-4 с трубами из латуни Л68

При использовании отмывочного раствора следующего состава: трилон Б (10 г/дм³), гидразин-гидрат (5 г/дм³) и лимонная кислота для доведения значения рН до 4,0, скорость коррозии латуни Л-68 велика, она резко снижается при введении ингибитора бензотриазола (1 г/дм³).Проведенная этой композицией очистка сетевого подогревателя (отложения состояли из Fe₂О₃ – 29 %; СuО – 31,8 %;
А1₂О₃ – 3 %; ZnO – 0,7 %; (СаО + MgО) – 3,9 %; SiO₂ – 15,1 %) была осуществлена при температуре раствора 80–85 °С менее чем за 5 ч.

Предварительное исследование трубок с данными отложениями показало важность правильного ингибирования раствора. Скорость коррозии латуни в ингибированном бензотриазолом растворе составляла 0,4 г/(м²·ч), а в отсутствие ингибитора она возрастала до 32–35 г/(м²·ч).

В последние годы для очистки отложений с латунных поверхностей стали применять очищенный концентрат низкомолекулярных кислот (НМК). Удаление карбонатной накипи из конденсаторов с помощью НМК протекает при температурах 20 – 40 °С, но удаление железокарбонатных накипей требует повышения температуры до 60 °С. Очистка конденсаторов с применением НМК возможна неограниченное число раз [(скорость коррозии латуни в 6–7-процентном растворе НМК, составляет 0,3 г/(м²·ч)], в то время как число солянокислотных очисток резко ограничено. Несмотря на малую скорость коррозии латуней, ингибирование растворов НМК для отмывки отложений с латунных поверхностей обязательно. Это объясняется воздействием промывочного раствора на чистые поверхности стали (корпус, трубопроводы).