СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ ДЛЯ ЗМЕЕВИКОВЫХ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2017 года по МПК F22B27/00 F22D5/00 C02F5/00 

Описание патента на изобретение RU2613356C1

Изобретение относится к технике получения насыщенного водяного пара для технологических нужд различных производств и может быть использовано в химической, деревообрабатывающей, пищевой, нефтедобывающей промышленности, производстве стройматериалов и других отраслях экономики; устанавливается на месте потребления пара. В настоящее время на промышленных предприятиях все большее применение находят змеевиковые парогенераторы (ПГ) низких давлений (ниже 3,8 МПа). Широкому внедрению этих котлов способствовали их преимущества: пар генерируется через несколько минут после включения котла, экономный расход топлива, малые габариты, простота эксплуатации и технического обслуживания т.п. Однако вопросу организации надежного водно-химического режима змеевиковых парогенераторов как зарубежные, так и отечественные производители не уделяют достаточного внимания. При этом требования к качеству питательной и котловой воды ПГ, предъявляемые различными производителями, так же подчас не обоснованы и не могут обеспечивать надежную работу парогенераторов.

Известен способ работы змеевикового парогенератора низкого давления, заключающийся в том, что в кольцевом пространстве модуля низкого давления, образованного цилиндрическими обечайками, питательная вода подогревается продуктами сгорания до 85-95°С; при температуре 100°С питательная вода закипает и дегазируется, при этом из нее выпадает накипь (см. патент RU №2515877, кл. F22B 27/00, опубл. 20.05.2014).

Этот технологический прием может быть применен в тех случаях, когда конденсат возвращается в котельную. Однако данный способ не позволяет проводить подготовку питательной воды, которая обеспечивала бы работу парогенератора без образования накипи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки питательной воды для змеевиковых парогенераторов низкого давления, заключающийся в том, что в питательную воду добавляют химические реагенты (см. патент RU №2029880, кл. F02G 5/04, опубл. 27.02.1995).

Сравнительно низкий температурный напор в змеевиковой части и объемное парообразование с последующим перегревом пара в камере пароперегревателя, сравнительно низкий температурный режим (200-400°С) проточной части турбины в сочетании с моющими способностями пара создают условия применения питательной воды с более низкими качествами. В описываемой в патенте установке выпускные газы захватывают в заданном количестве гранулы сыпучего материала, смешиваются с ними и нагревают их и затем гранулы вдуваются на высокой скорости в воду, вызывая парообразование на поверхности гранул и отложение как накипеобразующих, так и растворимых соединений, при этом и в объеме нагреваемой воды выделяются накипеобразующие соединения. Перепад сопряженных давлений для растворов с различным потенциалом рН дает возможность использовать работу парообразования раствора с большим рН для привода клапанов, дозирующих щелочной раствор с заданной рН в последующем процессе нейтрализации.

Однако данный способ подготовки воды с применением гранул и подачей щелочных растворов достаточно сложен, что сужает область его использования.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат заключается в предотвращении процессов накипеобразования и коррозии на теплопередающих поверхностях змеевиковых парогенераторов низкого давления.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ подготовки питательной воды для змеевиковых парогенераторов низкого давления заключается в том, что в питательную воду добавляют химические реагенты, при этом в питательную воду добавляют два химических реагента: АМИНАТ™КО-2 для дообескислороживания питательной воды и АМИНАТ™КО-3п для предотвращения накипеобразования и корректировки рН питательной воды, при этом дозу химического реагента АМИНАТ™КО-2 рассчитывают по формуле:

DКО-2=8×О2+i, мг/дм3

где О2 - содержание кислорода в питательной воде в мг/дм3;

i - избыток реагента АМИНАТ™КО-2, мг/дм3, который составляет в питательной воде - в пределах 5-15 мг/дм3, а в котловой воде - в пределах 10-25 мг/дм3,

а дозу химического реагента АМИНАТ™КО-3п рассчитывают по формуле:

DКО-3П=186×(Жпит.вост.)+6,7CFe, мг/дм3,

где Жпит.в. - жесткость питательной воды, мг-экв/дм3;

Жост. - остаточная жесткость, мг-экв/дм3;

CFe - содержание железа в питательной воде в мг/дм3.

В отличие от барабанных котлов в змеевиковых паровых котлах нагрев и испарение воды осуществляется за один проход среды по тракту, т.е. питательная вода, пройдя последовательно все поверхности нагрева, целиком превращается в пар. Движение теплоносителя - воды, пароводяной смеси и пара - осуществляется за счет принудительной циркуляции, создаваемой насосом.

При этом примеси, поступающие с питательной водой, не могут быть выведены из котла с продувкой части котловой воды, как у барабанных паровых котлов. Поэтому часть примесей может осаждаться на внутренней поверхности труб, а часть уноситься с паром. В связи с этим требования к качеству питательной воды должны быть более жесткими, обеспечивая получение чистого пара и ограничение образования отложений в змеевиках котлов. Поэтому для змеевиковых парогенераторов необходимо разрабатывать коррекционные водно-химические режимы, обеспечивающие безнакипные условия их работы.

Анализ различных химических реагентов для коррекционной обработки питательной воды змеевиковых парогенераторов показал, что в качестве реагентов для связывания кислорода может быть использован химический реагент на основе метабисульфита натрия АМИНАТ™КО-2.

Было также установлено, что для предотвращения накипеобразования в змеевиковых ПГ может быть использован химический реагент АМИНАТ™КО-3п на основе натриевых солей органических комплексообразователей с различной степенью замещения. Реагент обеспечивает безнакипный режим работы ПГ за счет перевода катионов жесткости и продуктов коррозии в растворенное состояние. Доза реагента рассчитывается на основании значений жесткости и содержания железа в питательной воде.

Использование реагента позволяет не ограничивать коэффициент упаривания воды в котловой воде ПГ при любой схеме водоподготовки (ВПУ). Дозирование реагента возможно как постоянно, так и периодически в зависимости от компонентного состава ионов-накипеобразователей. Единственным ограничением применения АМИНАТа™КО-3п является присутствие в контуре ПГ элементов оборудования, выполненных из медьсодержащих сплавов.

Корректировка степени замещения комплексообразователя в составе АМИНАТа™КО-3п позволяет поддерживать значение рН питательной воды в нормируемых пределах 8,5-10,0.

В процессе реализации описываемого способа подготовки питательной воды для змеевиковых парогенераторов низкого давления в питательную воду добавляют два химических реагента: АМИНАТ™КО-2 (ТУ 2149-098-17965829-2013) для дообескислороживания питательной воды и АМИНАТ™КО-3п (ТУ 2149-099-17965829-2013) для предотвращения накипеобразования и корректировки рН питательной воды, при этом дозу химического реагента АМИНАТ™КО-2 рассчитывают по формуле:

DКО-2=8×О2+i, мг/дм3

где О2 - содержание кислорода в питательной воде в мг/дм3;

i - избыток реагента АМИНАТ™КО-2, мг/дм3, который составляет в питательной воде - в пределах 5-15 мг/дм3, а в котловой воде - в пределах 10-25 мг/дм3,

а дозу химического реагента АМИНАТа™КО-3п рассчитывается по формуле:

ВКО-3п=186×(Жпит.вост.)+6,7CFe, мг/дм3,

где Жпит.в. - жесткость питательной воды, мг-экв/дм3;

Жост. - остаточная жесткость, мг-экв/дм3;

СFe - содержание железа в питательной воде в мг/дм3.

Приведенные формулы составлены на основании стехиометрических соотношений химического связывания кислорода и комплексообразования катионов жесткости и железа при дозировании реагентов и подтверждаются результатами внедрения.

При этом использование приготовленной предлагаемым способом питательной воды на действующих парогенераторах показало возможность надежной работы змеевиковых парогенераторов в условиях ограничения процессов коррозии и накипеобразования на теплопередающих поверхностях. В таблице 1 приведены результаты испытаний ПГ при различной жесткости питательной воды и содержании кислорода в воде. Для оценки эффективности предлагаемого способа обработки воды использовалась величина интенсивности накипеобразования, допустимое значение которой не должна превышать значения 0,1 г/м2ч.

При расчете дозы реагента АМИНАТа™КО-2 величина избытка принималась - 5 мг/дм3. Доза АМИНАТ™КО-3п рассчитывалась из условия, чтобы величина интенсивности накипеобразования не превышала допустимой величины.

Как показали результаты испытаний, при остаточной жесткости в питательной воде не более 0,01 мг-экв/дм3 интенсивность накипеобразования не превышает допустимой величины.

Настоящее изобретение может быть использовано на промышленных предприятиях, где используются змеевиковые парогенераторы низких давлений (ниже 3,8 МПа).

Похожие патенты RU2613356C1

название год авторы номер документа
Способ очистки внутренней поверхности котла 2017
  • Васильев Александр Михайлович
  • Темердашев Зауаль Ахлоович
  • Васильева Лада Виленовна
RU2640134C1
СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ ВОДЫ ЗАМОРАЖИВАНИЕМ 2002
  • Бадамшин И.Х.
  • Головин В.П.
RU2225847C2
Коагулянт титановый для очистки природных и сточных вод, способ его получения и использование в подтоварных водах и потокоотклоняющих технологиях 2021
  • Ким Виктор Дмитриевич
  • Премудров Алексей Владимирович
  • Тараскин Евгений Николаевич
RU2772365C1
Барабанный котёл и способ выработки пара в барабанном котле 2023
  • Ленёв Сергей Николаевич
  • Горбуров Дмитрий Вячеславович
  • Охлопков Андрей Владимирович
  • Никишов Кирилл Сергеевич
RU2818042C1
Способ контроля и регулировки водно-химического режима парового котла 2020
  • Тихонов Иван Андреевич
RU2724451C1
Способ защиты барабанных парогенераторов,преимущественно сверхвысокого давления от накипеобразования и коррозии 1980
  • Вайнман Аркадий Бенционович
  • Маргулова Тереза Христофоровна
SU876789A1
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ПАРОВОГО КОТЛА 2008
  • Поляков Олег Николаевич
  • Ковалев Николай Павлович
  • Ковалев Анатолий Павлович
  • Аксенова Любовь Викторовна
RU2378562C1
КОАГУЛЯНТ ТИТАНОВЫЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ПЛАСТОВЫХ СОЛЕНЫХ ВОД ДО ВОДЫ ПИТЬЕВОГО КАЧЕСТВА, СПОСОБ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ПЛАСТОВЫХ СОЛЕНЫХ ВОД ДО ВОДЫ ПИТЬЕВОГО КАЧЕСТВА (ВАРИАНТЫ) И КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ПЛАСТОВЫХ СОЛЕНЫХ ВОД ДО ВОДЫ ПИТЬЕВОГО КАЧЕСТВА 2007
  • Муляк Владимир Витальевич
  • Хабибуллин Азат Равмерович
  • Родак Владимир Прокофьевич
  • Шишкина Светлана Валерьевна
RU2367618C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА МОЧЕВИНЫ 2000
  • Новиков Б.В.
  • Лапин В.А.
  • Иоганн Л.А.
  • Капитула И.И.
  • Савенков А.В.
  • Пущин С.И.
RU2160711C1
Ингибитор коррозии для обработки внутренних поверхностей труб горячего водоснабжения 2021
  • Козловский Владислав Вадимович
  • Нартя Екатерина Федоровна
  • Зарипов Фаиз Абузарович
  • Усманов Ильнур Кабирович
RU2768819C1

Реферат патента 2017 года СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ ДЛЯ ЗМЕЕВИКОВЫХ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к технике получения насыщенного водяного пара. Способ подготовки питательной воды для змеевиковых парогенераторов низкого давления заключается в том, что в питательную воду добавляют химические реагенты, при этом в питательную воду добавляют два химических реагента: АМИНАТ™КО-2 для дообескислороживания питательной воды и АМИНАТ™КО-3п для предотвращения накипеобразования и корректировки рН питательной воды, при этом дозу химического реагента АМИНАТ™КО-2 рассчитывают по формуле: DКО-2=8×О2+i, мг/дм3, где О2 - содержание кислорода в питательной воде в мг/дм3; i - избыток реагента АМИНАТ™КО-2, мг/дм3, который составляет в питательной воде - в пределах 5-15 мг/дм3, а в котловой воде - в пределах 10-25 мг/дм3, а дозу химического реагента АМИНАТ™КО-3п рассчитывают по формуле: DКО-3П=186×(Жпит.вост.)+6,7СFe, мг/дм3, где: Жпит.в. - жесткость питательной воды, мг-экв/дм3; Жост. - остаточная жесткость, мг-экв/дм3; СFe - содержание железа в питательной воде в мг/дм3. Изобретение направлено на предотвращение процессов накипеобразования и коррозии на теплопередающих поверхностях змеевиковых парогенераторов низкого давления.

Формула изобретения RU 2 613 356 C1

Способ подготовки питательной воды для змеевиковых парогенераторов низкого давления, заключающийся в том, что в питательную воду добавляют химические реагенты, отличающийся тем, что в питательную воду добавляют два химических реагента: АМИНАТ™КО-2 для дообескислороживания питательной воды и АМИНАТ™КО-3п для предотвращения накипеобразования и корректировки рН питательной воды, при этом дозу химического реагента АМИНАТ™КО-2 рассчитывают по формуле:

DKO-2=8×O2+i, мг/дм3

где О2 - содержание кислорода в питательной воде в мг/дм3;

i - избыток реагента АМИНАТ™КО-2, мг/дм3, который составляет в питательной воде - в пределах 5-15 мг/дм3, а в котловой воде - в пределах 10-25 мг/дм3,

а дозу химического реагента АМИНАТ™КО-3п рассчитывается по формуле:

DКО-3П=186×(Жпит.вост.)+6,7CFe, мг/дм3,

где: Жпит.в. - жесткость питательной воды, мг-экв/дм3;

Жост. - остаточная жесткость, мг-экв/дм3;

С - содержание железа в питательной воде в мг/дм3.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2613356C1

ПОЛИМЕРНЫЕ ДИСПЕРГАТОРЫ И СПОСОБЫ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПАРОГЕНЕРАТОРЕ АЭС 1997
  • Эгебрехт Филлип М.
  • Бейтс Джозеф Д.
  • Келли Джон А.
  • Хафф Джеймс Д.
  • Миннис Ральф
RU2190630C2
ИНГИБИТОР УГЛЕКИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ ДЛЯ ПАРО-КОНДЕНСАТНЫХ УСТАНОВОК АМИНАТ ПК-3 2012
RU2500835C1
Штамп для прессовки заготовок оптических линз 1952
  • Стефанович Л.В.
SU99109A1
CN 1557746 A, 29.12.2004
ЛОПАСТЬ ВИНТА, ВИНТ, ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ И СПОСОБ 2013
  • Финк Себастьян
  • Сюдр Лоран
RU2524757C1

RU 2 613 356 C1

Авторы

Афлетонов Радик Абузарович

Зарипов Фаиз Абузарович

Бутакова Мария Вадимовна

Гусева Ольга Владимировна

Даты

2017-03-16Публикация

2015-12-18Подача