Опыт Бельгии в области использования пленкообразующих и нейтрализующих аминов | ФПНУ

Katja S. Verheyden, Roger A.M. Ertryckx, Marc De Wispeleare, Nancy Poelemans

Резюме

В докладе представлен обзор работ, выполненных в Бельгии в области исполь-зования коммерческих смесей, содержащих плёнкообразующие и нейтрализующие амины, в качестве реагентов для обработки воды в пароводяных трактах котлов. Использование плёнкообразующих аминов описано применительно к барабанным кот-лам, работающим на ископаемом топливе, и рассчитанным на рабочее давление 12,8 МПа. Нейтрализующие амины применялись на двух котлах мусоросжигательных установок при давлении 4 МПа. Приводятся данные по концентрациям железа и меди в пароводяных трактах котлов.

Металлографический анализ трубы, извлеченной из одного из котлов, выявил наличие очень тонкого слоя магнетита толщиной от 5 до 10 микрон.

Наиболее важным моментом при данном способе обработки воды является более быстрый пуск после короткого останова блоков. Необходимое качество пара и котловой воды достигается значительно быстрее по сравнению с традиционным аммиачным водно-химическом режимом.

Каковы причины перехода от классического, хорошо известного метода коррекционной обработки к относительно неизвестному методу?

До сих пор, для котлов высокого давления в Бельгии, в основном, применялся аммиачный и гидразинный водно-химический режим, а для котлов низкого давления использовали Na3PО4 (тринатрийфосфат). Водно-химический режим проводился, анализировался и контролировался одним или несколькими штатными химиками, которые располагали достаточным временем для проведения полного анализа требуемых химических параметров. У них было время для изучения (процессов) и приобретения опыта. Либерализация энергетического рынка в настоящее время полностью изменила дея-тельность химцеха. Теперь, меньшее количество сотрудников с меньшим опытом дол-жны контролировать работу одной или чаще нескольких установок, блоков, или установок комбинированного производства тепла и электричества (ТЭЦ). Например, это приводит к тому, что установка контролируется раз в неделю, анализы выполняются либо на площадке, либо в другом месте, и лишь после этого станционный персонал, наконец, получает необходимые рекомендации.

Котлы, которые первоначально предназначались для непрерывной работы на полной нагрузке, в настоящее время переводятся на работу в переменном режиме, с остановами на выходные дни.

В первом примере, рассматривается новый метод коррекционной обработки воды в связи с изменением рабочего режима и в силу того, что оба котла проходили несколько раз химическую промывку после повреждения труб в результате водо-родного охрупчивания. Было принято решение провести очистку на ходу с исполь-зованием смесей, содержащих плёнкообразующие и нейтрализующие амины, а на од-ном котле — содержащей дополнительно полиакрилатом натрия.

Во втором примере, режим коррекционной обработки воды был изменен из-за сложностей с поддержанием необходимой концентрации фосфатов и проблемы кристаллизации в дозирующей емкости. Известно, что фосфатный режим требует регу-лярного постоянного химконтроля. Это труднореализуемая задача при контроле раз в неделю и системе ввода реагентов с ручным (неавтоматическим) регулированием.

Водоподготовка на двух традиционных котлах с естественной циркуляцией Основные технические характеристики энергоблоков:

Два традиционных котла с естественной циркуляцией, работающих на ископаемом топливе:

— давление — 12,8 МПа;
— паропроизводительность — 780 т/ч (при полной нагрузке);
— температура перегрева и вторичного перегрева пара — 540 °С;

Применение водоохлаждаемого конденсатора
Применение медных сплавов для конденсатора и подогревателей низкого давления
Топливо: мазут или газ
Подпиточная вода — обессоленная водопроводная вода

Водно-химический режим пароводяного тракта

Водоподготовку с использованием смеси плёнкообразующих и нейтрализующих аминов начали проводить на Блоке 1 в августе 1999 г. после очистки «на ходу» и в октябре 2000 г. на Блоке 2 (без очистки «на ходу»).

Ввод реагентов осуществлялся автоматически и равномерно на обоих блоках. Насос — дозатор реагентов в котловую воду включался после розжига первой горелки и прекращался после погасания последней горелки. Расход реагентов составлял 0,5 л/ч. Насос запускался при величине рН < 9 и останавливался при рН > 9,06. Во время непродолжительного останова ввод реагентов не осуществлялся. При более продол-жительных остановах проводилась периодическая циркуляция в котле с вводом допол-нительной дозы реагентов.

В 2001 г., Блок 1 систематически останавливали на несколько недель, а Блок 2 находился в эксплуатации с остановами на выходные дни. В 2002 г., оба блока рабо-тали в переменном режиме (с остановами на выходные дни).

Изменения химических параметров

Проводимость. В Табл. 1 и 2 сравниваются средние (усредненные) значения удельной проводимости в пароводяных трактах обоих блоков в период водоподготовки с дозированием аммиака, а также в период обработки с применением аминной смеси. Приводятся местные нормы и нормативы EPRI [1].

Значения проводимости, измеренные в процессе обработки воды с исполь-зованием полиаминов и нейтрализующих аминов, постоянно превышали значения, полученные при гидразинно-аммиачном водно-химическом режиме. Это происходило из-за разложения органических соединений на органические кислоты и диоксид углерода. Нормативы EPRI не соблюдались.

Можно также отметить, что значения, полученные для Блока 2 постоянно превы-шали значения, полученные для Блока 1. Этот факт можно объяснить следующим об-разом:

различиями в эксплуатационных режимах;
более высокими тепловыми потоками на Блоке 2 (напр. из-за различий в конструк-ции, сжигания разных по характеристикам топлив, и пр.);
в отличие от Блока 2, химочистке на ходу на Блоке 1 предшествовал перевод блока на новый метод обработки.

Действительно, в присутствие примесей удельная проводимость Н-катиониро-ванной пробы не может служить в качестве индикатора.

Железо и медь. В Табл. 3 и 4 сравниваются средние (усредненные) значения концентраций железа и меди, измеренные в пароводяных трактах обоих блоков в период ведения аммиачного водно-химического режима, а также в период обработки с применением смеси полиаминов и нейтрализующих аминов. Приводятся местные нормы и нормативы EPRI.

При использовании нового метода обработки:

местные нормы соблюдались все время, за исключением концентраций меди в котловой воде;
нормативы EPRI не соблюдались по концентрациям железа. По меди они были несколько выше, но это же наблюдалось и при ГАВР;
концентрации железа и меди сравнимы со значениями, измеренными при ГАВР по конденсату и питательной воде, но несколько выше для котловой воды.

Табл. 1. Сравнение удельной проводимости на Блоке 1 при аммиачной обработке воды и при использовании смеси полиаминов и нейтрализующих аминов

Место отбора проб

Амиак

Смесь аминов

EPRI

Предельно-допустимая величина

Удельная проводимость (mСм/см)

Котловая вода

2,2

3,0

—

5,1

Насыщенный пар

2,8

5.4

—

5,1

Удельная проводимость Н-катионированной пробы ( m См/см)

После конденсатного насоса

0,2

1,0

0,2

3,0

Питательная вода

0,2

1,1

0,2

3,0

Перегретый пар

0,2

1,4

0,2

3,0

Табл. 2. Сравнение удельной проводимости на Блоке 2 при аммиачной обработке воды и при использовании смеси полиаминов и нейтрализующих аминов