СПОСОБ КОНСЕРВАЦИИ КОТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ Российский патент 2021 года по МПК C23F11/08 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, к способам консервации котлов и трубопроводов тепловых сетей, применяемых во время проведения профилактических (ремонтных) работ или полного останова оборудования.

Известен способ защиты оборудования и коммуникаций, находящихся в контакте с водной средой с применением композиции для ингибирования коррозии металлов [SU 1728305, опубликовано 23.04.1992], в состав которой входят жидкое стекло, изопропиловый спирт, вода, а также для повышения защитных свойств композиции - полиэтиленполиамин и водная вытяжка кубового остатка производства хвойного эфирного масла из древесной зелени. В качестве амина в известной композиции используется полиэтиленполиамин. Недостатком известного способа является привязка к определенной сырьевой базе (водная вытяжка кубового остатка производства хвойного эфирного масла из древесной зелени), сложность многокомпонентного состава.

Известен способ консервации систем теплоснабжения [Правила технической эксплуатации энергоустановок, зарегистрировано в Минюсте РФ 02.04.2003 г., №4358, с. 117], включающий заполнение полостей оборудования и трубопроводов теплоносителем в виде умягченной деаэрированной воды, специально подготовленной для снижения скорости протекания коррозии металлических поверхностей и образования на них отложений перед началом отопительного периода, обеспечения движения, нагрева и охлаждения теплоносителя насосами и теплообменным оборудованием, восполнение утечек теплоносителя умягченной деаэрированной водой, в отопительный период, а также опорожнение полостей, гидропневмопромывку, очистку фильтров и грязевиков и защиту поверхностей оборудования от коррозии на период простоя после окончания отопительного периода.

Недостатком известного способа, взятом в качестве ближайшего аналога, является низкая эффективность защиты от коррозии, требует больших финансовых и эксплуатационных затрат, приводит к сбросу значительного количества сточных вод. Кроме того, во время простоя требуется проводить дополнительные мероприятия по защите внутренних поверхностей от коррозии.

Задачей, на которую направлено данное изобретение, является повышение эффективности консервации, продление срока службы котельного оборудования, снижение капитальных и эксплуатационных затрат, улучшение экологии, повышение защиты теплообменного оборудования и трубопроводов от коррозии и образования отложений.

Заявляемое изобретение основано на применении способа физико-химической консервации котельного оборудования и тепловых сетей, который достигается за счет применения разработанной авторами композиции консерванта, включающей трилон Б, силикат натрия и уранин.

Заявляемый способ консервации котельного оборудования и тепловых сетей, включает следующие этапы: останов и дренирование котельного оборудования; установка заглушек на подводящем и отводящем трубопроводах для исключения, в случае негерметичности запорной арматуры; подготовка консерванта в емкости или устройстве приготовления и подачи химического раствора предварительно установленную на фланец в верхней части котла; заполнение котла через подпиточную линию на 2/3 его объема; ввод приготовленного консерванта в систему котлового агрегата; включение насоса котлового контура для размешивание консерванта, создания раствора консервации; отбор из продувочного трубопровода части состав консервации для анализа концентрации раствора в воде; окончательное заполнение котла до верхнего уровня при достижении концентрации раствора консервации до необходимого параметра.

Консервант дополнительно с силикатом натрия, в отличии от аналога, содержит трилон Б и уранин при следующем соотношении компонентов мас.%:

Силикат натрия (Na₂SiO₃) 0,5-2% Трилон Б 0,5-2%; Уранин 0,1-0,2% Вода Остальное

Техническим результатом заявленного изобретения является предотвращение внутренней коррозии оборудования во время консервации за счет снижения реакции воды с внутренними металлическими поверхностями котловых агрегатов и тепловых сетей, образования защитной пленки на внутренних поверхностях оборудования, а также снижение концентрации нерастворимых солей. Дополнительным результатом является выявление утечки раствора консервации.

Способ консервации котельного оборудования осуществляется следующим образом:

Котельный агрегат в период остановки дренируется, на подводящем и отводящем трубопроводе устанавливаются заглушки для исключения, в случае негерметичности запорной арматуры, подпитки котла сетевой водой и снижения концентрации консервирующего раствора, или перетока консервирующего раствора в тепловую сеть в случае консервации одного из нескольких котлов. При консервации котельной заглушки устанавливаются на подающем и обратном трубопроводе. После чего готовится консервант.

Приготовление консерванта производится в специальной установленной емкости или устройстве приготовления и подачи химического раствора по патенту на полезную модель РФ №188162 (опубликовано 01.04.2019). Емкость преимущественно берется объемом 0,1 м³. Емкость или устройство устанавливается непосредственно на котел, на фланцевое соединение в верхней части котла. В емкости смешивается необходимое количество реагентов, рассчитанное для всего водяного объема котла. Котел подпитывается через подпиточную линию и заполняется на 2/3 его объема подпиточной водой. После заполнения в котел из емкости подается приготовленный консервант, включается насос котлового контура для жаротрубных котлов и происходит размешивание консерванта путем его растворения в воде. В случае если на котле нет насоса котлового контура, подпитка котла и заполнение консервирующим раствором осуществляется через устройство приготовления и подачи химического раствора. После заполнения, из продувочного трубопровода отбирается часть состава консервации для анализа концентрации раствора в воде. Если концентрация доведена до необходимого параметра, котел заполняется до верхнего уровня и остается заполненный на весь срок останова, с периодическим контролем концентрации раствора консервации. Экспериментально было установлено, что в начале цикла консервации возможно снижение концентрации раствора в воде, вследствие протекания реакции, затем концентрация раствора не снижается.

Консервация котельного оборудования совместно с тепловыми сетями производится аналогичным образом. Тепловая сеть консервируется совместно с источником теплоты (котельной), для чего предварительно выполняются расчеты необходимого количества реагента для приготовления состава консервации из расчета на весь водяной объем тепловой сети и котельной. Приготовление раствора консервации также происходит в специально подготовленной емкости или устройстве приготовления и подачи химического раствора, при этом емкость устанавливается на грязевик, на обратном трубопроводе, перед этим грязевик очищают и промывают. Емкость устанавливается на фланцевое соединение грязевика. Заполнение раствором консервации и подпитка происходит через установленную емкость, после заполнения оборудования раствором консервации включается сетевой насос, создающий равномерное размешивание и заполнение всего водяного контура, при этом развоздушивание контура осуществляется через котлы. Далее насос останавливают. Производится отбор пробы для анализа концентрации раствора консервации, тепловая сеть остается с консервирующим составом на весь срок консервации.

После окончания консервации, перед запуском котельного оборудования и тепловых сетей в работу, состав дренируется с последующей промывкой. После консервации берется анализ сетевой воды для контроля остатков раствора консервации. Наличие раствора консервации определяется по присутствию в сетевой воде уранина.

Используемый в способе раствор консервации является комбинированным составом, который создает защитную пленку на поверхности металла, обеспечивает растворение нерастворимых солей металлов, а также осуществляет индикацию наличия консервирующего раствора в сетевой воде.

Трилон Б делает нерастворимые соли металлов растворимыми, придает растворимость нерастворимым солям многих металлов. Его действие основано на извлечении ионов металла из молекул нерастворимых солей металлов и замещения в них ионами натрия, почти все соли которого растворимы в воде. Объемное содержание трилона Б в количестве 0,5-2 мас.% достаточно эффективного растворяет соли металлов. При использовании менее 0,5 мас.%, эффективность снижается, более 2 мас.% - нецелесообразно ввиду удорожания состава в целом.

Силикат натрия (жидкое натриевое стекло) образует на поверхности металла прочную, плотную защитную пленку в виде соединений Fe₃O₄⋅FeSiO₃. При силикатной обработке воды образуется защитная пленка на поверхности металла от воздействия СО₂ и О₂. Эта пленка экранирует металл от воздействия коррозионных агентов (СО₂ и О₂). Формирование защитной пленки происходит при выдержке консервирующего раствора в котле в течение нескольких суток или при циркуляции раствора через котел или тепловую сеть в течение нескольких часов. Объемное содержание силиката натрия в количестве 0,5-2 мас.% достаточно для эффективного формирования защитной пленки. При использовании менее 0,5 мас.%, эффективность снижается, защитной пленки формируется не достаточно, более 2 мас.% нецелесообразно ввиду удорожания состава.

Уранин, известный также под названием флуоресцеин натрия, представляет собой динатриевую соль флуоресцеина. Чаще всего это кристаллы красно-оранжевого или красного цвета. Данное вещество хорошо растворяется в воде. Основное предназначение уранина - применение в качестве индикатора на предприятиях с целью определения утечек различных жидкостей, дренажей, утечек технологической воды и др. То есть уранин позволяет найти несанкционированные потери (микротрещины в тепловых сетях, утечки в оборудование, запорно-регулирующей арматуры, фланцевых соединений и т.д.), а также уранин будет выступать индикатором наличия консервирующего раствора.

В заявляемом способе, при разработке технологической схемы консервации оборудования, максимально используются штатные установки коррекционной обработки питательной и котловой воды, установки химической очистки оборудования, баковое хозяйство котельных.

Достижение технического результата предлагаемым изобретением оценивается степенью защиты внутренних поверхностей нагрева. Заявленный способ был опробован при остановах на котельном оборудовании заявителя при консервации.

Применение способа обеспечивало эффективную защиту внутренних поверхностей котлов и тепловых сетей. В таблице приведены результаты использования состава консервации.

Использование заявляемого изобретения позволит в течение всего времени вывода оборудования из эксплуатации выполнять защиту внутренних поверхностей котлов и тепловых сетей, а также позволит найти возможные несанкционированные потери теплоносителя.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, к способам консервации котлов и трубопроводов тепловых сетей, применяемых во время проведения профилактических работ или полного останова оборудования. Способ включает ввод в пароводяной тракт консерванта, содержащего силикат натрия, при этом приготовление консерванта производят в емкости, устанавливаемой в верхней части котла, котел заполняют подпиточной водой на 2/3 объема, из емкости вводят консервант, насосом котлового контура консервант смешивают с подпиточной водой, после чего котел заполняют до верхнего уровня, при этом консервант дополнительно содержит трилон Б и уранин при следующем соотношении компонентов, мас.%: силикат натрия (Na₂SiO₃) 0,5-2,0; трилон Б 0,5-2,0; уранин 0,1-0,2; вода остальное. Технический результат: изобретение позволяет в течение всего времени вывода оборудования из эксплуатации выполнять защиту внутренних поверхностей котлов и тепловых сетей, а также найти возможные несанкционированные потери теплоносителя. 1 табл.

Способ консервации котельного оборудования, включающий ввод в пароводяной тракт консерванта, содержащего силикат натрия, отличающийся тем, что приготовление консерванта производят в емкости, устанавливаемой в верхней части котла, котел заполняют подпиточной водой на 2/3 объема, из емкости вводят консервант, насосом котлового контура консервант смешивают с подпиточной водой, после чего котел заполняют до верхнего уровня, при этом консервант дополнительно содержит трилон Б и уранин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

силикат натрия (Na₂SiO₃) 0,5-2,0 трилон Б 0,5-2,0 уранин 0,1-0,2 вода остальное