Способ обработки питательной воды для котлов высокого давления Советский патент 1992 года по МПК C02F5/10 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на мощных тепловых электростанциях для обработки питательной воды котлов «химическими реагентами.

Известен способ обработки питательной воды котлов трилоном Б, который должен предотвращать образование в котяе железооки сных отложений путем перевода присутствующих в питательной воде соединений железа в форму хорошо растворимых комплексонатов железа.

Недостатком известного способа является термическая нестойкость комплексонатов, железа при высокой температуре. В результате их разложения образуется и интенсивно осаждается в топочных экранах котла магнети- РезОз, формирующий низкотеплопроводные отложения, трудно удаляемые при химических очистках. По этой

причине дозирование трилона Б не может применяться в котла х высокого давления (более 11 МПа).

Известен также способ ввода аммиака в греющий пар подогревателей высокого давления с целью уменьшения содержания соединений железа в конденсате греющего пара подогревателей высокого давления и тем самым в питательной воде, поскольку конденсат смешивается с питательной водой в деаэраторе.

Недостатком данного способа является то, что соединения железа, осаждающиеся в котле, представляют собой низкотеплопроводный магнетит РезОф Кроме того, данный способ не позволяет радикально улучшить качество питательной воды, поскольку доля потока конденсата греющего пара подогревателей высокого давления в

Х| 00

4 СП

ю сл

составе питательной воды не превышает 15%.

Наиболее близким к предложенному способу является широко применяемый в энергетике способ обработки питательной воды котлов высокого давления путем дозирования аммиака и гидразина.

Недостатком данного способа является интенсивное образование на поверхностях нафёва котлов железоокисных отложений Ma&netWa РезОз, характеризующихся низ- кой теплопроводностью. Это диктует необходимость проведения частых эксплуатационных химических очисток котлов высокого давления через 2-3 года для предупреждения перегрева и пережога металла труб из-за отложений, Частые химические очистки котлов в свою очередь приводят к значительным затратам, уменьшению ресурса работы металла труб и ухудшению экологической обстановки вследствие увеличения сбросов промывочных растворов.

Целью изобретения является увеличение межпромывочного периода работы котлов.

Для осуществления способа в питательную воду дозируют аммиак, гидразин и гид- роксид цинка в концентрации не менее 0,6 от концентрации железа в питательной воде. Расчет ведут по ионам металлов.

Концентрация цинка должна составлять не менее 0,6 от фактического содержания железа в питательной воде, поскольку стехиометрическое соотношение Zn и Fe в соединении ZnFe20/i (которое необходимо получить) составляет 0,58. С учетом кинетики процесса взаимодействия гидроксида цинка Zn(OH)2 и гидроксида железа Fe(OH)2, для более интенсивного их взаимодействия концентрацию цикла целесообразно увеличить примерно в два раза.

Гидроксид цинка вводят в виде суспензии, которую приготавливают в баке с обессоленным конденсатом из высокодисперсного порошка Ре(ОН)г с организацией постоянного перемешивания раствора.

Принципиально возможно дозирование цинка и в виде хорошо растворимых солей, в результате гидролиза либо термического распада которых в водном теплоносителе образуется гидроксид цинка Для котлов высокого давления это менее желательно, поскольку дополнительно в котел вводятся анионы сильных либо летучих кислот.

При обработке питательной воды только аммиаком и гидразином в конденсатно- питательном тракте энергоблоков присутствует продукт коррозии стальных поверхностей тракта гидроксид железа Fe(OH)2

В условиях высркой температуры более 200 С гидроксид железа подвергается термическому разложению (в основном в подогревателях высокого давления и

окончательно в котле) с образованием Рез04, который и осаждается в топочных экранах котла, формируя низкотеплопроводные отложения.

При дополнительном (наряду с аммиа0 ком и гидразином) дозировании в питательную воду гидроксида цинка Zn(OH)2 происходит взаимодействие его с продуктом коррозии - гидроксидом железа Fe(OH)2 с образованием феррита цинка ZnFe204Tep5 мически стойкого и, что принципиально важно, характеризующегося высокой теплопроводностью, в четыре-пять раз большей, чем у магнетита. Таким образом, вместо магнетита в котле осаждается новое хими0 ческое соединение - феррит цинка, формирующее высокотеплопроводные отложения. В результате этого существенно снижается температура металла труб котла, что позволяет допустить накопление существенно

5 большего количества отложений и тем самым значительно увеличить период работы котла между эксплуатационными очистками

П р и м е р. В питательную воду после

0 деаэратора дозируют аммиак и гидразин в количествах, обеспечивающих концентрацию аммиака до 1000 мкг/кг для поддержания значения рН питательной воды 9,1±0,1 и концентрацию гидразина 20-60 мкг/кг.

5 Дополнительно питательную воду обрабатывают гидроксидом цинка Zn(OH)2 путем ввода его раствора насосом-дозатором в точку тракта перед деаэратором (после подогревателей низкого давления), то есть в

0 точку тракта, в которой температура воды не достигает 200°С - начала термического распада гидроксида железа. Опытной проверкой предложенного способа на энергоблоке с газомазутным барабанным котлом ТП-96Б

5 высокого давления (14 МПа) экспериментально подтверждено (рентгеноструктур- ным анализом) образование отложений в топочных экранах именно соединений ZnFe204.

0

Благодаря высокой теплопроводности указанного соединения температура металла топочных экранов находилась в нормативных пределах при количестве отложений

5 1300-1400 г/м , что во много раз превышает регламентированную предельно допустимую величину отложений 400 г/м2. Фактиче- ский период работы котла между химическими очистками увеличился до 8 лет то есть в два раза.

В таблице представлены сравнительные данные по обработке питательной воды энергоблока с котлом высокого давления ТП-96Б известным и предложенным способами.

Использование предложенного способа позволяет увеличить период между эксплуатационными химическими очистками котла в два раза, уменьшить затраты на проведение очисток и ремонтные работы, свя- занные с сокращением количества периодических вырезок контрольных образцов труб, сократить объем загрязненных

сточных вод, повысить надежность работы поверхностей нагрева котла.

Формула изобретения Способ обработки питательной воды для котлов высокого давления, включающий введение аммиака и гидразина, отличающийся тем, что, с целью увеличения межпромывочного периода работы котла, в питательную воду дополнительно вводят гидроксид цинка в концентрации не менее 0,6 концентрации железа в воде (в пересчете на ионы металлов).

Использование: мощные тепловые электростанции, Сущность изобретения: в питательную воду дозируют аммиак, гидразин и гидроксид цинка в концентрации не менее 0,6 от концентрации железа в воде (по ионам металлов), Способ позволяет увеличить период между эксплуатационными химическими очистками котла в два раза, уменьшить затраты на проведение очисток и ремонтные работы, сократить обьем загрязненных стоков. 1 табл.