СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ОТ ОТЛОЖЕНИЙ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ Российский патент 2001 года по МПК F28G9/00 B08B3/08 C23G3/04 

Предлагаемый способ может быть использован при проведении химических очисток любого теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС, включая все пароводяные тракты котлов, парогенераторов, турбин, конденсаторов, регенеративных подогревателей, конденсатно-питательного тракта, а также водогрейных котлов, теплосетей, бойлеров, систем индивидуального теплоснабжения промышленных и жилых зданий
Известен способ химической очистки и пассивации внутренней поверхности стальных теплообменных труб (патент РФ N 2069295, опубл. 20.11.96, БИ N 32), включающий ее обработку обессоленной водой, насыщенной кислородом, при котором воду нагревают до температуры 50-200^oC, при этом ее дополнительно насыщают углекислым газом путем подачи его в смеси с кислородом с достижением концентраций обоих компонентов выше пределов их растворимости в диапазоне вышеуказанных температур нагрева воды.

Указанный способ имеет следующие недостатки. Избыточное содержание кислорода приводит к дополнительному образованию продуктов коррозии металла. Происходит некачественная пассивация, поскольку при температуре 50-200^oC оксиды железа, образующие защитную пленку, находятся, как правило, в гидратной форме. Данный способ распространяется только для очистки стальных труб с небольшими отложениями, так как поддержание температуры выше 100^oC (до 200^oC) требует дополнительных энергозатрат и специальных мероприятий.

Известен способ химической очистки от отложений на поверхностях пароводяных трактов теплоэнергетического оборудования ("Методические указания по эксплуатационной химической очистке котлов энергоблоков сверхкритического давления", РД 34.37.403-91, СПО ОРГРЭС, Москва 1991 г, стр. 17/21, 8, 23), при котором определяют количественный и качественный состав отложений, режимные параметры и время полной очистки для выбранной моющей композиции, подают ее в тракты, выдерживают до полной очистки и удаляют с растворенными отложениями, а затем проводят водную отмывку с нейтрализацией и пассивацией.

Известный способ имеет следующие недостатки: выдержка моющей композиции в трактах до полной очистки от отложений стимулирует химические реакции компонентов моющей композиции с основным металлом оборудования, травмирование его поверхностных слоев, что неминуемо приводит к снижению прочностных характеристик металла (утонение стенок, наводораживание, локальное обезуглероживание, восстановление оксидов металла до металла с последующим образованием карбонилов металла, т.е. переходом в некристаллическое состояние и разрыхление металла), а также интенсифицирует коррозионные процессы при дальнейшей эксплуатации оборудования. Эти отрицательные факторы усугубляются при различных по толщине отложениях на поверхностях. Водная отмывка с нейтрализацией и пассивацией не способна полностью ликвидировать отрицательные последствия после полной химической очистки.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении эффективности очистки.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе химической очистки от отложений поверхностей теплоэнергетического оборудования, заключающемся в определении количественного и качественного состава отложений, времени полной очистки t_п для выбранной моющей композиции, подаче ее в тракты, выдержке и удалении ее с растворенными отложениями и последующей водной отмывке с нейтрализацией, согласно изобретению моющую композицию выдерживают в течение времени t=(0,4-0,6)t_п, а после нейтрализации в тракты подают водную эмульсию поверхностно-активного вещества, обеспечивают ее выдержку, контролируя при этом концентрацию поверхностно-активного вещества, и при снижении ее до установившегося значения удаляют водную эмульсию поверхностно-активного вещества.

Кроме того, в качестве поверхностно-активного вещества может быть использован пленкообразующий амин, например октадециламин.

Предлагаемый способ химической очистки осуществляют следующим образом. На первом этапе определяют количественный и качественный состав отложений и время t_п, необходимое для полной очистки. При проведении химической очистки ведется химический контроль за растворением отложений в моющей композиции. Например, при обработке котлов кислотными композициями контролируются значения pH и концентрация железа. Временные зависимости pH и концентрации железа представлены на рис. 12-4, 13-4 и 13-7 (см. Маргулова Т.Х. Химические очистки теплоэнергетического оборудования. - М.: Энергия, 1969 г.). Эти зависимости характерны для практически всех применяемых кислотных моющих композиций, при этом время выдержки определяется по стабилизации концентрации железа, что является признаком полной очистки от отложений. Время полной очистки от отложений для выбранной моющей композиции определяется по данным качественного и количественного состава отложений. Как правило, отложения неоднородны по толщине, при их растворении моющая композиция взаимодействует также и с металлом. Уменьшение времени выдержки t моющей композиции до 0,4-0,6 от времени полной очистки t_п приводит к тому, что отложения не полностью удалены с поверхностей "жестким" химическим методом очистки. При частичной химической очистке происходит разрыхление отложений за счет неодинаковой скорости растворения компонентов отложений и создаются благоприятные условия для ускорения процесса доочистки поверхностей от отложений с помощью поверхностно-активного вещества (ПАВ).

После стадии водной отмывки и нейтрализации производится окончательная очистка от отложений, которая осуществляется физическим методом при обработке поверхностей водной эмульсией поверхностно-активного вещества ПАВ. При взаимодействии ПАВ с очищаемыми поверхностями происходит взрыхление и отслоение отложений механическим путем за счет действия "расклинивающего давления" ПАВ без вступления его с металлом в химические реакции. При этом одновременно происходит пассивация и консервация поверхностей.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить полную очистку от отложений поверхностей теплоэнергетического оборудования в более короткие сроки, сохраняя при этом прочностные характеристики металла, и защитить его от дальнейшей коррозии.

Изобретение может быть использовано при проведении химических очисток любого теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС, включая все пароводяные тракты котлов, парогенераторов, турбин, конденсаторов, регенеративных подогревателей, конденсатно-питательного тракта, а также водогрейных котлов, теплосетей, бройлеров, систем индивидуального теплоснабжения промышленных и жилых зданий. Способ включает определение количественного и качественного состава отложений, времени полной очистки t_n для выбранной моющей композиции, подачу ее в тракты, выдержку и удаление ее с растворенными отложениями и последующую водную отмывку с нейтрализацией. При этом моющую композицию выдерживают в течение времени t = (0,4 - 0,6)t_n, а после нейтрализации в тракты подают водную эмульсию поверхностно-активного вещества, обеспечивают ее выдержку, контролируя при этом концентрацию поверхностно-активного вещества, и при снижении ее до установившегося значения удаляют водную эмульсию поверхностно-активного вещества. Такое выполнение обеспечивает полную очистку поверхностей при уменьшении времени на очистку. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ химической очистки от отложений поверхностей теплоэнергетического оборудования, заключающийся в определении количественного и качественного состава отложений, времени полной очистки t_n для выбранной моющей композиции, подаче ее в тракты, выдержке и удалении ее с растворенными в ней отложениями и последующей водной отмывке с нейтрализацией, отличающийся тем, что моющую композицию выдерживают в течение времени t =(0,4 -0,6) t_n после нейтрализации в тракты подают водную эмульсию поверхностно-активного вещества, обеспечивают ее выдержку, контролируя при этом концентрацию поверхностно-активного вещества, и при снижении ее до установившегося значения удаляют водную эмульсию поверхностно-активного вещества. 2. Способ химической очистки от отложений поверхностей теплоэнергетического оборудования по п.1, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют пленкообразующие амины, преимущественно, октадециламин.