СПОСОБ ПРЕДПУСКОВОЙ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКО-ПАРОВОЙ ОЧИСТКИ И ПАССИВАЦИИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ КОТЕЛЬНЫХ ТРУБ ОТ ОТЛОЖЕНИЙ Российский патент 2016 года по МПК F28G9/00 

Область использования

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для предпусковой очистки внутренней поверхности котельных труб тепловых электростанций (ТЭС) от отложений и для последующей пассивации этой поверхности.

Отложения на внутренней поверхности котельных труб в предпусковой период скапливаются в процессе изготовления труб, их транспортировки, хранения и монтажа и состоят, в основном, из продуктов атмосферной коррозии котельных сталей.

Уровень техники

Известен способ предпусковой очистки внутренней поверхности котельных труб от отложений путем продувки труб перегретым паром с дозированной подачей в него комплексообразующего вещества (RU 2313053, F28G 9/0, 2007 - прототип). В качестве комплексообразующего вещества согласно указанному прототипу предусмотрено использование этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) и ее солей. Основным достоинством ЭДТА и ее солей является универсальность, то есть способность комплексования со всеми катионами, присутствующими в эксплуатационных отложениях, и с продуктами атмосферной коррозии котельных сталей.

При практическом применении указанной технологии были выявлены, однако, следующие недостатки:

- при рН паро-химической среды, находящемся в диапазоне 4,0-6,0, коррозионные потери с чистой поверхности входных участков котельных труб достигают 600 г/(м²·ч) при допустимой величине 5 г/(м²·ч);

- ограниченная возможность при получении исходной концентрации комлексообразующего вещества в водном растворе из-за его низкой растворимости в температурном интервале 70-80°С;

- ограниченная возможность при получении исходной концентрации комплексообразующего вещества в паре из-за возможного достижения температуры насыщения при заданном давлении и последующих гидроударов;

- низкая удельная очищающая способность (не более 1 г/кг);

- требуются дополнительные мероприятия по пассивации очищенных поверхностей нагрева.

Раскрытие изобретения

Достигаемым техническим результатом изобретения является создание единой последовательной технологии предпусковой очистки и пассивации внутренних поверхностей котельных труб от продуктов атмосферной коррозии, обеспечивающей повышение эффективности процесса со снижением коррозионных потерь до нормативной величины.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе предпусковой очистки внутренней поверхности котельных труб от отложений путем продувки труб перегретым паром с дозированной подачей в него комплексообразующего вещества согласно изобретению в качестве комплексообразующего вещества используют комплексное полиаминное соединение (КПС).

Причинно-следственная связь между отличительным признаком изобретения и указанным техническим результатом заключается в том, что КПС вследствие высокого содержания поверхностно-активных веществ и будучи растворимым в воде в любых пропорциях в смеси с водяным паром оказывает активное физико-механическое воздействие на отложения и эффективное пассивирующее воздействие на очищенные внутренние поверхности сталей котельных труб. Кроме этого, КПС обладает широким спектром температурной стабильности от 30 до 545°С, что позволяет расширить температурный диапазон применения способа с выбором оптимальных условий проведения процесса в конкретных обстоятельствах.

Подробное описание изобретения

Как уже отмечалось, предпусковая очистка и пассивация котельных труб паровой средой с КПС основана на высокотемпературном физико-механическом воздействии данной смеси на продукты атмосферной коррозии и на очищенные поверхности сталей котельных труб. За счет механического воздействия поверхностно-активных веществ продукты атмосферной коррозии переводятся в мелкодисперсную среду и удаляются паровым потоком из контура очистки. На очищенных поверхностях за счёт высокотемпературного воздействия поверхностно-активных веществ создается мономолекулярный защитный (пассивирующий) слой. Комплексное воздействие паровой среды с КПС на внутренние поверхности котельных труб позволяет существенно снизить расход обессоленной или умягченной воды, а также многократно увеличивает эффективность технологии предпусковой очистки и пассивации.

Водно-химический раствор, создаваемый на основе КПС, и получаемая за счет его впрыска в пар паровая среда имеют рН 9,0÷11,0. При такой величине рН коррозионные потери с чистой поверхности котельных труб оказываются значительно ниже нормативных значений.

Осуществление процесса очистки и пассивации котельных труб паровой средой с КПС наиболее эффективно при следующих параметрах: температура - 130÷170°С, давление - 0,2÷0,7 МПа, скорость - 20÷80 м/с, расход паровой среды - 5÷50 т/ч, рН - 9,0÷11,0, концентрация КПС в водном растворе - до 50,0%, содержание КПС в паровой среде - до 5 г/кг.

Примеры

Перегретый пар с давлением 0,7 МПа и температурой 170°С подавали в экранные трубы котла с расходом 15,0 т/ч и со скоростью 30-40 м/с. Перед входом перегретого пара в экранные трубы от узла приготовления реагентов насосом-дозатором впрыскивали водный раствор КПС с различной концентрацией.

Пример 1

Параметры паровой среды с КПС: температура - 170°С, давление - 0,7 МПа, скорость 30 м/с, расход 15 т/ч, рН=9,0, концентрация КПС в водном растворе 40%, концентрация КПС в паровой среде 4 г/кг.

Удельная очищающая способность 2,5 г/кг.

Пример 2

Параметры паровой среды с КПС: температура - 170°С, давление - 0,7 МПа, скорость 40 м/с, расход 15 т/ч, рН=11,0, концентрация КПС в водном растворе 50%, концентрация КПС в паровой среде 5 г/кг.

Удельная очищающая способность 2,5 г/кг.

Таким образом, достоинствами способа предпусковой очистки согласно изобретению являются:

- единая технология очистки и пассивации;

- при рН паровой среды в диапазоне 9,0÷11,0 коррозионные потери с очищенной внутренней поверхности котельных труб не превышают допустимой величины, равной 5 г/(м²·ч);

- при комнатной температуре КПС растворим в воде в любых пропорциях, что снимает ограничение по увеличению его исходной концентрации в паровой среде;

- удельная очищающая способность повышается до 2,5 г/кг.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для предпусковой очистки внутренней поверхности котельных труб тепловых электростанций (ТЭС) от отложений и для последующей пассивации этой поверхности. Способ предпусковой очистки внутренней поверхности котельных труб от отложений заключается в продувке труб перегретым паром с дозированной подачей в него комплексообразующего вещества. Отличие: в качестве комплексообразующего вещества используют комплексное полиаминное соединение (КПС). Достигаемым техническим результатом изобретения является создание единой последовательной технологии предпусковой очистки и пассивации внутренних поверхностей котельных труб от продуктов атмосферной коррозии, обеспечивающей повышение эффективности процесса со снижением коррозионных потерь до нормативной величины.

Способ предпусковой очистки внутренней поверхности котельных труб от отложений путем продувки труб перегретым паром с дозированной подачей в него комплексообразующего вещества, отличающийся тем, что в качестве комплексообразующего вещества используют комплексное полиаминное соединение.