Hvad er Hydro-X:
Hydro-X (Hydro-X) er en metode og løsning opfundet i Danmark for 70 år siden, der giver den nødvendige korrigerende vandbehandling til varmeanlæg og kedler, både varmt vand og damp, med lavt damptryk (op til 40 atm). Ved anvendelse af Hydro-X metoden tilsættes kun én opløsning til det cirkulerende vand, som tilføres forbrugeren i plastbeholdere eller tønder i brugsklar form. Dette giver virksomheder mulighed for ikke at have specielle lagre til kemiske reagenser, værksteder til at forberede de nødvendige løsninger mv.
Brugen af Hydro-X sikrer opretholdelse af den nødvendige pH-værdi, rensning af vand fra ilt og fri kuldioxid, forebyggelse af kalkdannelse og, hvis det er til stede, rengøring af overflader, samt beskyttelse mod korrosion.
Hydro-X er en klar gulbrun væske, homogen, stærkt basisk, med en vægtfylde på ca. 1,19 g/cm ved 20°C. Dens sammensætning er stabil, og selv når den opbevares i lang tid, er der ingen væskeseparation eller udfældning, så der er ikke behov for omrøring før brug. Væsken er ikke brandfarlig.
Fordelene ved Hydro-X metoden er enkelheden og effektiviteten af vandbehandling.
Under driften af vandvarmesystemer, herunder varmevekslere, varmt vand eller dampkedler, fyldes de som regel op med yderligere vand. For at forhindre dannelse af kalk er det nødvendigt at udføre vandbehandling for at reducere indholdet af slam og salte i kedelvandet. Vandbehandling kan for eksempel udføres ved brug af blødgørende filtre, brug af afsaltning, omvendt osmose osv. Selv efter en sådan behandling er der fortsat problemer forbundet med den mulige forekomst af korrosion. Når kaustisk soda, trinatriumphosphat osv. tilsættes vand, består problemet med korrosion også, og f.eks. dampkedler og dampforurening.
Nok enkel metode, som forhindrer fremkomsten af kalk og korrosion, er Hydro-X metoden, hvorefter den tilsættes til kedelvand en lille mængde allerede forberedt opløsning indeholdende 8 organiske og uorganiske komponenter. Fordelene ved metoden er som følger:
- løsningen leveres til forbrugeren i en brugsklar form;
- opløsningen i små mængder indføres i vandet enten manuelt eller ved hjælp af en doseringspumpe;
– når du bruger Hydro-X, er der ingen grund til at bruge andre kemiske stoffer;
– der tilføres ca. 10 gange mindre til kedelvandet aktive stoffer end med traditionelle vandbehandlingsmetoder;
Hydro-X indeholder ikke giftige komponenter. Bortset fra natriumhydroxid NaOH og trinatriumphosphat Na3PO4 udvindes alle andre stoffer fra ikke-giftige planter;
– Ved brug i dampkedler og fordampere tilføres ren damp, og muligheden for skumning forhindres.
Sammensætningen af Hydro-X.
Opløsningen indeholder otte forskellige stoffer, både organiske og uorganiske. Virkningsmekanismen af Hydro-X har en kompleks fysisk-kemisk karakter.
Påvirkningsretningen for hver komponent er omtrent som følgende.
Natriumhydroxid NaOH i mængden af 225 g/l reducerer vandets hårdhed og regulerer pH-værdien, beskytter magnetitlaget; trinatriumphosphat Na3PO4 i mængden af 2,25 g / l - forhindrer dannelsen af skala og beskytter jernoverfladen. Alle seks organiske forbindelser overstiger ikke 50 g/l i alt og omfatter lignin, tannin, stivelse, glykol, alginat og natriummannuronat. Den samlede mængde af basisstoffer NaOH og Na3PO4 i Hydro-X vandbehandling er meget lav, cirka ti gange mindre end den, der anvendes ved traditionel behandling, ifølge støkiometriprincippet.
Effekten af Hydro-X's komponenter er mere fysisk end kemisk.
Organiske tilsætningsstoffer tjener følgende formål.
Natriumalginat og mannuronat bruges sammen med nogle katalysatorer og fremmer udfældningen af calcium- og magnesiumsalte. Tanniner absorberer ilt og skaber et korrosionsbestandigt lag af jern. Lignin virker som tannin og hjælper også med at fjerne eksisterende skæl. Stivelsen danner slammet, og glykolen forhindrer skumdannelse og fugtdråber i at blive bortført. Uorganiske forbindelser opretholder et svagt alkalisk miljø, der er nødvendigt for den effektive virkning af organiske stoffer og tjener som en indikator for koncentrationen af Hydro-X.
Funktionsprincippet for Hydro-X.
Organiske komponenter spiller en afgørende rolle i virkningen af Hydro-X. Selvom de er til stede i minimale mængder, på grund af dyb dispersion, er deres aktive reaktive overflade ret stor. Molekylvægten af de organiske komponenter i Hydro-X er betydelig, hvilket giver en fysisk effekt ved at tiltrække vandforurenende molekyler. Dette trin af vandbehandling forløber uden kemiske reaktioner. Absorptionen af forurenende molekyler er neutral. Dette giver dig mulighed for at opsamle alle sådanne molekyler, der både skaber hårdhed og jernsalte, chlorider, kiselsyresalte osv. Alle vandforurenende stoffer aflejres i slammet, som er mobilt, amorft og ikke klæber sammen. Dette forhindrer dannelse af kalk på varmefladerne, hvilket er en væsentlig fordel ved Hydro-X metoden.
Neutrale Hydro-X-molekyler absorberer både positive og negative ioner (anioner og kationer), som igen neutraliseres gensidigt. Neutralisering af ioner påvirker direkte reduktionen af elektrokemisk korrosion, da denne type korrosion er forbundet med et andet elektrisk potentiale.
Hydro-X er effektiv mod ætsende gasser - ilt og fri kuldioxid. En Hydro-X-koncentration på 10 ppm er tilstrækkelig til at forhindre denne type korrosion, uanset omgivelsestemperaturen.
Kaustisk soda kan forårsage kaustisk skørhed. Brugen af Hydro-X reducerer mængden af frie hydroxider, hvilket reducerer risikoen for kaustisk skørhed i stålet markant.
Uden at stoppe systemet for skylning, gør Hydro-X processen det muligt at fjerne gammel eksisterende kedelsten. Dette skyldes tilstedeværelsen af ligninmolekyler. Disse molekyler trænger ind i kedelvægtens porer og ødelægger den. Selvom det stadig skal bemærkes, at hvis kedlen er stærkt forurenet, er det mere økonomisk gennemførligt at udføre en kemisk skylning og derefter bruge Hydro-X til at forhindre kalksten, hvilket vil reducere dets forbrug.
Det resulterende slam opsamles i slamopsamlere og fjernes fra dem ved periodiske nedblæsninger. Filtre (mudderopsamlere) kan anvendes som slamsamlere, hvorigennem en del af vandet, der returneres til kedlen, ledes igennem.
Det er vigtigt, at det slam, der dannes under påvirkning af Hydro-X, om muligt fjernes ved daglige nedblæsninger af kedlen. Mængden af nedblæsning afhænger af vandets hårdhed og plantetypen. PÅ indledende periode Når overflader renses for eksisterende slam, og der er et betydeligt indhold af forurenende stoffer i vandet, bør nedblæsningen være større. Udrensning udføres ved at åbne skylleventilen helt i 15-20 sekunder dagligt og med en stor tilførsel af råvand 3-4 gange dagligt.
Hydro-X kan bruges i varmeanlæg, i fjernvarmeanlæg, til lavtryksdampkedler (op til 3,9 MPa). Samtidig med Hydro-X bør der ikke anvendes andre reagenser, bortset fra natriumsulfit og sodavand. Det siger sig selv, at efterfyldningsvandreagenser ikke falder ind under denne kategori.
I de første par måneder af driften bør reagensforbruget øges en smule for at eliminere den skala, der findes i systemet. Hvis der er bekymring for, at kedlens overhedning er forurenet med saltaflejringer, skal den rengøres med andre metoder.
I nærvær af eksternt system vandbehandling skal vælges optimal tilstand drift af Hydro-X, som skal sikre samlede besparelser.
En overdosis af Hydro-X påvirker hverken kedlens pålidelighed eller kvaliteten af damp til dampkedler negativt og medfører kun en stigning i forbruget af selve reagenset.
dampkedler
Råvand bruges som efterfyldningsvand.
Konstant dosering: 0,2 liter Hydro-X pr. kubikmeter efterfyldningsvand og 0,04 liter Hydro-X pr. kubikmeter kondensat.
Blødgjort vand som make-up vand.
Startdosering: 1 liter Hydro-X for hver kubikmeter vand i kedlen.
Konstant dosering: 0,04 liter Hydro-X pr. kubikmeter ekstra vand og kondensat.
Dosering til rensning af kedlen fra kalk: Hydro-X doseres i en mængde 50% mere end den konstante dosis.
Varmesystemer
Fødevandet er råvand.
Startdosering: 1 liter Hydro-X for hver kubikmeter vand.
Konstant dosering: 1 liter Hydro-X for hver kubikmeter efterfyldningsvand.
Make-upvandet er blødgjort vand.
Startdosering: 0,5 liter Hydro-X for hver kubikmeter vand.
Konstant dosering: 0,5 liter Hydro-X pr. kubikmeter efterfyldningsvand.
I praksis er tillægsdoseringen baseret på resultaterne af pH- og hårdhedsanalyser.
Måling og kontrol
Den normale dosering af Hydro-X er omkring 200-400 ml pr. ton ekstra vand pr. dag med en gennemsnitlig hårdhed på 350 µgeq/dm3 beregnet på CaCO3, plus 40 ml pr. ton returvand. Det er naturligvis vejledende tal, og mere præcist kan doseringen bestemmes ved at overvåge vandkvaliteten. Som allerede nævnt vil en overdosis ikke forårsage nogen skade, men den korrekte dosering vil spare penge. Ved normal drift overvåges hårdhed (beregnet som CaCO3), total koncentration af ioniske urenheder, specifik elektrisk ledningsevne, kaustisk alkalinitet og hydrogenionkoncentration (pH) i vand. På grund af sin enkelhed og brede række af pålidelighed kan Hydro-X bruges både i manuel dosering og i automatisk tilstand. Hvis det ønskes, kan forbrugeren bestille et kontrolsystem og computerstyring af processen.
a) Iltkorrosion
Oftest fra iltkorrosion lider stålvandsøkonomiser af kedelenheder, som ved utilfredsstillende afluftning af fødevand fejler 2-3 år efter installation.
Det direkte resultat af iltkorrosion af ståløkonomisatorer er dannelsen af huller i rørene, gennem hvilke en vandstråle strømmer med høj hastighed. Sådanne stråler rettet mod væggen af et tilstødende rør er i stand til at slide det ned til dannelsen af gennemgående huller. Da economizer-rørene er så kompakte, at det dannede korrosionshul kan forårsage massive skader på rørene, hvis kedelenheden forbliver i drift i længere tid med det hul, der er opstået. Støbejernsøkonomizere beskadiges ikke af iltkorrosion.
iltkorrosion indløbssektionerne af economizers er oftere udsatte. Men med en betydelig koncentration af ilt i fødevandet trænger det også ind i kedelenheden. Her er hovedsageligt tromler og nedløbsrør udsat for iltkorrosion. Den vigtigste form for iltkorrosion er dannelsen af fordybninger (gruber) i metallet, som, når de udvikler sig, fører til dannelsen af fistler.
En stigning i trykket forstærker iltkorrosion. Derfor, for kedelenheder med et tryk på 40 atm og derover, er selv "Brækker" af ilt i afluftere farlige. Sammensætningen af det vand, som metallet kommer i kontakt med, er afgørende. Tilstedeværelsen af en lille mængde alkali øger lokaliseringen af korrosion, tilstedeværelsen af chlorider spreder det over overfladen.
b) Parkeringskorrosion
Kedelenheder, der er inaktive, påvirkes af elektrokemisk korrosion, som kaldes parkering. I henhold til driftsbetingelserne tages kedelenheder ofte ud af drift og sættes i reserve eller stoppes i lang tid.
Når kedelenheden sættes i reserve, begynder trykket i den at falde, og der opstår et vakuum i tromlen, der får luft til at komme ind og kedelvandet beriges med ilt. Sidstnævnte skaber betingelser for forekomsten af iltkorrosion. Selv i det tilfælde, hvor vandet er helt fjernet fra kedelenheden, er dens indre overflade ikke tør. Udsving i temperatur og luftfugtighed forårsager fænomenet med kondensering af fugt fra atmosfæren indeholdt i kedelenheden. Tilstedeværelsen af en film beriget med ilt på metaloverfladen skaber gunstige betingelser for udvikling af elektrokemisk korrosion. Hvis der er aflejringer på den indvendige overflade af kedelenheden, der kan opløses i fugtfilmen, øges korrosionsintensiteten betydeligt. Lignende fænomener kan iagttages for eksempel i overhedere, som ofte lider af parkeringskorrosion.
Hvis der er aflejringer på den indvendige overflade af kedelenheden, der kan opløses i fugtfilmen, øges korrosionsintensiteten betydeligt. Lignende fænomener kan iagttages for eksempel i overhedere, som ofte lider af parkeringskorrosion.
Når kedelenheden tages ud af drift i længere tid, er det derfor nødvendigt at fjerne eksisterende aflejringer ved gennemskylning.
parkeringskorrosion kan forårsage alvorlige skader på kedelenheder, hvis der ikke træffes særlige foranstaltninger for at beskytte dem. Dens fare ligger også i det faktum, at de korrosionscentre, der er skabt af den i tomgangsperioden, fortsætter med at fungere under drift.
For at beskytte kedelenheder mod parkeringskorrosion bevares de.
c) Intergranulær korrosion
Intergranulær korrosion forekommer i nittesamlinger og rullesamlinger på dampkedelaggregater, som skylles væk af kedelvand. Det er kendetegnet ved udseendet af revner i metallet, først meget tynde, umærkelige for øjet, som udvikler sig til store synlige revner. De passerer mellem metallets korn, hvorfor denne korrosion kaldes intergranulær. I dette tilfælde sker ødelæggelsen af metallet uden deformation; derfor kaldes disse ødelæggelser sprøde.
Det er blevet fastslået af erfaring, at intergranulær korrosion kun forekommer, når 3 forhold er til stede samtidigt:
1) Høje trækspændinger i metallet, tæt på flydespændingen.
2) Utætheder i nittesømme eller rullesamlinger.
3) Kedelvands aggressive egenskaber.
Fraværet af en af ovenstående betingelser udelukker udseendet af sprøde brud, som i praksis bruges til at bekæmpe intergranulær korrosion.
Kedelvandets aggressivitet bestemmes af sammensætningen af salte opløst i det. Betydning har et indhold af kaustisk soda, som ved høje koncentrationer (5-10%) reagerer med metallet. Sådanne koncentrationer opnås i utætheder af nittesamlinger og rullesamlinger, hvor kedelvandet fordampes. Derfor kan tilstedeværelsen af utætheder forårsage forekomsten af sprøde brud under passende forhold. Derudover er en vigtig indikator for kedelvandets aggressivitet den relative alkalinitet - Schot.
d) Damp-vand-korrosion
Vanddampkorrosion er ødelæggelsen af metal som følge af kemisk interaktion med vanddamp: 3Fe + 4H20 = Fe304 + 4H2
Ødelæggelsen af metallet bliver mulig for kulstofstål med en stigning i rørvæggens temperatur til 400°C.
Korrosionsprodukter er gasformigt brint og magnetit. Damp-vand-korrosion har både ensartet og lokal (lokal) karakter. I det første tilfælde dannes et lag af korrosionsprodukter på metaloverfladen. Den lokale karakter af korrosion har form af sår, riller, revner.
Hovedårsagen til hændelsen dampkorrosion er opvarmningen af rørvæggen til kritisk temperatur, hvorved oxidationen af metallet med vand accelereres. Derfor er kampen mod damp-vand korrosion udføres ved at eliminere de årsager, der forårsager overophedning af metallet.
damp- og vandkorrosion kan ikke elimineres ved nogen ændring eller forbedring i kedelenhedens vandkemiske regime, da årsagerne til denne korrosion ligger i ovnen og de hydrodynamiske processer inden for kedlen samt driftsbetingelser.
e) Underslamkorrosion
Denne type korrosion opstår under et lag af slam dannet på den indre overflade af røret til kedelenheden på grund af tilførslen af kedlen med utilstrækkeligt renset vand.
Skader på metallet, der opstår under slamkorrosion, er af lokal (ulcerativ) karakter og er normalt placeret på den halve omkreds af røret, der vender mod ovnen. De resulterende sår ligner skaller med en diameter på op til 20 mm eller mere, fyldt med jernoxider, hvilket skaber en "tuberkel" under såret.
En række kedelhuse bruger flod og postevand med lav pH og lav hårdhed. Yderligere behandling af flodvand på et vandværk fører normalt til et fald i pH, et fald i alkalinitet og en stigning i indholdet af ætsende kuldioxid. Udseendet af aggressiv kuldioxid er også muligt i forbindelsesordninger, der anvendes til store varmeforsyningssystemer med direkte varmtvandsindtag (2000 h 3000 t/t). Vandblødgøring i henhold til Na-kationiseringsskemaet øger dens aggressivitet på grund af fjernelse af naturlige korrosionsinhibitorer - hårdhedssalte.
Med dårligt justeret vandafluftning og mulige stigninger i ilt- og kuldioxidkoncentrationer, på grund af manglen på yderligere beskyttelsesforanstaltninger i varmeforsyningssystemerne, er CHPP's termiske kraftudstyr udsat for intern korrosion.
Ved undersøgelse af tilsætningskanalen i en af kraftvarmeværkerne i Leningrad blev følgende data opnået om korrosionshastigheden, g/(m2 4):
Sted for installation af korrosionsindikatorer
I efterfyldningsvandsledningen efter varmenetværkerne foran aflufterne blev der dannet rør 7 mm tykke fortyndet i løbet af driftsåret på steder op til 1 mm i nogle sektioner gennemgående huller.
Årsagerne til grubetæring af rør til varmtvandskedler er som følger:
utilstrækkelig fjernelse af ilt fra make-up vand;
lav pH-værdi på grund af tilstedeværelsen af aggressiv kuldioxid
(op til 10h15 mg/l);
ophobning af iltkorrosionsprodukter af jern (Fe2O3;) på varmeoverførende overflader.
Driften af udstyr på netværksvand med en jernkoncentration på mere end 600 μg / l fører normalt til, at der i flere tusinde timers drift af varmtvandskedler er en intensiv (over 1000 g / m2) drift af jernoxidaflejringer på deres varmeflader. Samtidig noteres hyppige utætheder i rørene i den konvektive del. I sammensætningen af aflejringer når indholdet af jernoxider normalt 80-90%.
Særligt vigtigt for driften af varmtvandskedler er opstartsperioder. I den indledende driftsperiode sikrede et kraftvarmeværk ikke fjernelse af ilt i overensstemmelse med de standarder, der er fastsat af PTE. Iltindholdet i efterfyldningsvandet oversteg disse normer med 10 gange.
Koncentrationen af jern i efterfyldningsvandet nåede - 1000 µg/l, og in returvand varmesystemer - 3500 mcg / l. Efter det første driftsår blev der lavet stiklinger fra netværkets vandrørledninger, det viste sig, at forureningen af deres overflade med korrosionsprodukter var mere end 2000 g/m2.
Det skal bemærkes, at ved denne CHPP, før kedlen blev sat i drift, blev de indvendige overflader af skærmrørene og rørene i det konvektive bundt udsat for kemisk rensning. På tidspunktet for udskæring af vægrørsprøverne havde kedlen været i drift i 5300 timer.Vægrørprøven havde et ujævnt lag af sortbrune jernoxidaflejringer, der var fast bundet til metallet; tuberkler højde 10x12 mm; specifik forurening 2303 g/m2.
Indskudssammensætning, %
Overfladen af metallet under laget af aflejringer var påvirket af sår på op til 1 mm dybe. Rørene i det konvektive bundt indefra var fyldt med aflejringer af jernoxidtypen af sortbrun farve med en tuberkelhøjde op til 3x4 mm. Overfladen af metallet under aflejringerne er dækket af sår forskellige størrelser med en dybde på 0,3x1,2 og en diameter på 0,35x0,5 mm. Individuelle rør var gennem huller(fistel).
Når der installeres varmtvandskedler i gamle fjernvarmeanlæg, hvor der er ophobet en betydelig mængde jernoxider, er der tilfælde af aflejringer af disse oxider i kedlens opvarmede rør. Før du tænder for kedlerne, er det nødvendigt at skylle hele systemet grundigt.
En række forskere anerkender en vigtig rolle i forekomsten af underslamkorrosion i processen med rustning af rør til vandvarmekedler under deres nedetid, når der ikke træffes passende foranstaltninger for at forhindre parkeringskorrosion. De korrosionscentre, der opstår under påvirkning af atmosfærisk luft på kedlernes våde overflader, fortsætter med at fungere under kedlernes drift.
Jern-vanddampsystemet er termodynamisk ustabilt. Interaktionen mellem disse stoffer kan fortsætte med dannelsen af magnetit Fe 3 O 4 eller wustite FeO:
|
| |
;En analyse af reaktioner (2.1) - (2.3) indikerer en ejendommelig nedbrydning af vanddamp, når den interagerer med et metal med dannelse af molekylært hydrogen, hvilket ikke er en konsekvens af den faktiske termiske dissociation af vanddamp. Af ligning (2.1) - (2.3) følger det, at under korrosion af stål i overophedet damp i fravær af ilt, kan der kun dannes Fe 3 O 4 eller FeO på overfladen.
Ved tilstedeværelse af oxygen i den overophedede damp (for eksempel i neutrale vandregimer, med dosering af oxygen ind i kondensatet), kan hæmatit Fe 2 O 3 dannes i den overophedede zone på grund af den yderligere oxidation af magnetit.
Det antages, at korrosion i damp, startende fra en temperatur på 570 ° C, er kemisk. På nuværende tidspunkt er den begrænsende overhedningstemperatur for alle kedler reduceret til 545 °C, og følgelig opstår der elektrokemisk korrosion i overhederne. Udgangssektionerne på de primære overhedere er fremstillet af korrosionsbestandigt austenitisk rustfrit stål, udgangssektionerne på de mellemliggende overhedere, som har samme endelige overhedningstemperatur (545 °C), er lavet af perlitisk stål. Derfor manifesterer korrosion af mellemoverhedere sig normalt i vid udstrækning.
Som et resultat af virkningen af damp på stål, på dets oprindeligt rene overflade, gradvist der dannes et såkaldt totaktisk lag, der er tæt bundet til selve metallet og derfor beskytter det mod korrosion. Med tiden vokser et andet såkaldt epitaktisk lag på dette lag. Begge disse lag til damptemperaturer op til 545 °C er magnetit, men deres struktur er ikke den samme - det epitaktiske lag er grovkornet og beskytter ikke mod korrosion.
Dampnedbrydningshastighed
mgN 2 /(cm 2 h)
Ris. 2.1. Afhængigheden af nedbrydningshastigheden af overophedet damp
på vægtemperatur
Det er ikke muligt at påvirke korrosionen af overophedede overflader ved hjælp af vandregimemetoder. Derfor er hovedopgaven for det vandkemiske regime af de egentlige overhedere systematisk at overvåge tilstanden af metallet i overhederne for at forhindre ødelæggelsen af det totaktiske lag. Dette kan opstå på grund af indtrængen af individuelle urenheder i overhederne og aflejringen i dem, især salte, hvilket for eksempel er muligt som følge af en kraftig stigning i niveauet i tromlen på højtrykskedler. Saltaflejringerne forbundet hermed i overhederen kan både føre til en stigning i vægtemperaturen og til ødelæggelse af den beskyttende oxid-totaktiske film, hvilket kan bedømmes ved en kraftig stigning i dampnedbrydningshastigheden (fig. 2.1).
3.3. Korrosion af fødevandsvejen og kondensatledninger
En væsentlig del af korrosionsskaden på termiske kraftværkers udstyr falder på fødevandsvejen, hvor metallet befinder sig under de vanskeligste forhold, årsagen til dette er den korrosive aggressivitet af det kemisk behandlede vand, kondensat, destillat og deres blanding i kontakt med det. På dampturbinekraftværker er hovedkilden til fødevandsforurening med kobberforbindelser ammoniakkorrosion af turbinekondensatorer og lavtryks regenerative varmelegemer, hvis rørsystem er lavet af messing.
Fødevandsvejen til et dampturbinekraftværk kan opdeles i to hovedsektioner: før og efter den termiske aflufter, og strømningsforholdene i deres korrosionshastigheder er markant forskellige. Elementerne i den første sektion af fødevandsvejen, placeret før aflufteren, omfatter rørledninger, tanke, kondensatpumper, kondensatrørledninger og andet udstyr. Et karakteristisk træk ved korrosionen af denne del af næringskanalen er fraværet af muligheden for udtømning af aggressive midler, dvs. kulsyre og ilt indeholdt i vandet. På grund af den kontinuerlige tilstrømning og bevægelse af nye dele af vand langs kanalen, er der en konstant genopfyldning af deres tab. Den kontinuerlige fjernelse af en del af produkterne fra reaktionen af jern med vand og tilstrømningen af friske portioner af aggressive midler skaber gunstige betingelser for det intensive forløb af korrosionsprocesser.
Iltkilden i turbinekondensatet er luftsugning i turbinernes haleparti og i kondensatpumpernes kirtler. Opvarmningsvand indeholdende O2 og CO 2 i overfladevarmere placeret i den første sektion af tilførselskanalen, op til 60–80 °С og derover, fører til alvorlige korrosionsskader på messingrør. Sidstnævnte bliver sprøde, og ofte får messing efter flere måneders arbejde en svampet struktur som følge af udtalt selektiv korrosion.
Elementerne i den anden sektion af fødevandsvejen - fra aflufteren til dampgeneratoren - omfatter fødepumper og ledninger, regenerative varmeapparater og economizers. Vandtemperaturen i dette område som følge af sekventiel opvarmning af vand i regenerative varmeovne og vandøkonomisatorer nærmer sig kedelvandstemperaturen. Årsagen til korrosion af udstyr relateret til denne del af kanalen er hovedsageligt virkningen på metallet af fri kuldioxid opløst i fødevandet, hvis kilde er yderligere kemisk behandlet vand. Ved en øget koncentration af hydrogenioner (pH< 7,0), обусловленной наличием растворенной углекислоты и значительным подогревом воды, процесс коррозии на этом участке питательного тракта развивается преимущественно с выделением водорода. Коррозия имеет сравнительно равномерный характер.
I nærvær af udstyr lavet af messing (lavtryksvarmere, kondensatorer) fortsætter berigelsen af vand med kobberforbindelser gennem dampkondensatvejen i nærværelse af ilt og fri ammoniak. Stigningen i opløseligheden af hydratiseret kobberoxid opstår på grund af dannelsen af kobber-ammoniakkomplekser, såsom Сu(NH 3) 4 (OH) 2 . Disse korrosionsprodukter af messingrør af lavtryksvarmer begynder at nedbrydes i sektioner af banen for højtryks regenerative varmeapparater (p.h.p.) med dannelsen af mindre opløselige kobberoxider, delvist aflejret på overfladen af p.p.-rør. e. Kobberaflejringer på rør a.e. bidrage til deres korrosion under drift og langtidsparkering af udstyr uden konservering.
Ved utilstrækkelig dyb termisk afluftning af fødevandet observeres grubetæring hovedsageligt ved indløbssektionerne af economizers, hvor ilt frigives på grund af en mærkbar stigning i temperaturen af fødevandet, såvel som i stillestående sektioner af foderkanalen .
Det varmeforbrugende udstyr fra dampforbrugere og rørledninger, hvorigennem produktionskondensatet returneres til CHPP, er udsat for korrosion under påvirkning af oxygen og kulsyre indeholdt i det. Udseendet af oxygen forklares ved kontakten af kondensat med luft i åbne tanke (kl åbent kredsløb opsamling af kondensat) og sug gennem utætheder i udstyret.
De vigtigste foranstaltninger til at forhindre korrosion af udstyr placeret i den første sektion af fødevandsvejen (fra vandbehandlingsanlægget til den termiske aflufter) er:
1) brug af beskyttende anti-korrosionsbelægninger på overfladerne af vandbehandlingsudstyr og tankfaciliteter, som vaskes med opløsninger af sure reagenser eller ætsende vand ved hjælp af gummi, epoxyharpikser, perchlorvinylbaserede lakker, flydende nayrit og silikone;
2) brug af syrefaste rør og fittings fremstillet af polymermaterialer (polyethylen, polyisobutylen, polypropylen osv.) eller stålrør og fittings indvendigt foret med beskyttende belægninger påført ved flammesprøjtning;
3) brugen af rør af varmevekslere lavet af korrosionsbestandige metaller (rødt kobber, rustfrit stål);
4) fjernelse af fri kuldioxid fra yderligere kemisk behandlet vand;
5) konstant fjernelse af ikke-kondenserbare gasser (ilt og kulsyre) fra dampkamrene i lavtryks regenerative varmeapparater, kølere og varmeapparater af netværksvand og hurtig fjernelse af kondensatet dannet i dem;
6) omhyggelig forsegling af forskruninger af kondensatpumper, fittings og flangeforbindelser af forsyningsrørledninger under vakuum;
7) sikring af tilstrækkelig tæthed af turbinekondensatorer fra siden af kølevand og luft og overvågning af luftsugning ved hjælp af registrering af iltmålere;
8) at udstyre kondensatorer med specielle afgasningsanordninger for at fjerne ilt fra kondensatet.
For med succes at bekæmpe korrosion af udstyr og rørledninger placeret i den anden sektion af fødevandsvejen (fra termiske afluftere til dampgeneratorer), tages følgende foranstaltninger:
1) at udstyre termiske kraftværker med termiske afluftere, som under alle driftsforhold producerer afluftet vand med et restindhold af ilt og kuldioxid, der ikke overstiger de tilladte standarder;
2) maksimal fjernelse af ikke-kondenserbare gasser fra dampkamrene i højtryks regenerative varmeapparater;
3) brug af korrosionsbestandige metaller til fremstilling af elementer af fødepumper i kontakt med vand;
4) korrosionsbeskyttelse af næringsstof- og afløbstanke ved påføring af ikke-metalliske belægninger, der er modstandsdygtige ved temperaturer op til 80-100 ° C, for eksempel asbovinyl (en blanding af lak ethinol med asbest) eller maling og lak baseret på epoxy harpikser;
5) valg af korrosionsbestandige strukturelle metaller egnet til fremstilling af rør til højtryks regenerative varmeapparater;
6) kontinuerlig behandling af fødevand med alkaliske reagenser for at opretholde det specificerede optimal værdi pH af fødevandet, som undertrykker kuldioxidkorrosion og sikrer tilstrækkelig styrke af beskyttelsesfilmen;
7) kontinuerlig behandling af fødevand med hydrazin for at binde resterende oxygen efter termiske afluftere og skabe en hæmmende virkning af inhibering af overførslen af jernforbindelser fra udstyrets overflade til fødevandet;
8) forsegling af fødevandstankene ved at organisere et såkaldt lukket system for at forhindre ilt i at trænge ind i dampgeneratorernes economizers med fødevandet;
9) implementering af pålidelig bevarelse af udstyr i fødevandskanalen under dens nedetid i reserve.
En effektiv metode til at reducere koncentrationen af korrosionsprodukter i kondensatet, der returneres til CHPP af dampforbrugere, er introduktionen af filmdannende aminer - octadecylamin eller dets erstatninger i den selektive damp fra turbiner, der sendes til forbrugerne. Ved en koncentration af disse stoffer i en damp lig med 2-3 mg / dm 3 , det er muligt at reducere indholdet af jernoxider i produktionskondensatet med 10-15 gange. Doseringen af en vandig emulsion af polyaminer ved hjælp af en doseringspumpe afhænger ikke af koncentrationen af kulsyre i kondensatet, da deres virkning ikke er forbundet med neutraliserende egenskaber, men er baseret på disse aminers evne til at danne uopløselige og vand- resistente film på overfladen af stål, messing og andre metaller.
USSR'S MINISTERIE FOR ENERGI OG ELEKTRIFIKATION
VIDENSKABLIG OG TEKNISK VIDENSKABELIG AFDELING FOR ENERGI OG ELEKTRIFIKATION
METODOLOGISKE INSTRUKTIONER
VED ADVARSEL
LAV TEMPERATUR
OVERFLADEKORROSION
OPVARMNING OG GASRØG AF KEDLER
RD 34.26.105-84
SOYUZTEKHENERGO
Moskva 1986
UDVIKLET af All-Union Twice Order of the Red Banner of Labor Thermal Engineering Research Institute opkaldt efter F.E. Dzerzhinsky
UDFØRENDE R.A. PETROSYAN, I.I. NADYROV
GODKENDT af chefen teknisk ledelse til drift af elsystemer 22.04.84
souschef D.Ya. SHAMARAKOV
|
METODOLOGISKE INSTRUKTIONER TIL FOREBYGGELSE AF LAVTEMPERATURFORROSION AF VARMEOVERFLADER OG KEDLER GAS |
RD 34.26.105-84 |
Udløbsdato sat
fra 01.07.85
indtil 01.07.2005
Disse retningslinjer gælder for lavtemperaturvarmeflader på damp- og varmtvandskedler (economizers, gasfordampere, luftvarmere forskellige typer etc.), samt på gasvejen bag luftvarmerne (gaskanaler, askesamlere, røgsugere, skorstene) og etablere metoder til at beskytte varmeflader mod lavtemperaturkorrosion.
Retningslinjerne er beregnet til termiske kraftværker, der arbejder på sure brændstoffer, og organisationer, der designer kedeludstyr.
1. Lavtemperaturkorrosion er korrosion af halevarmeflader, gaskanaler og skorstene i kedler under påvirkning af svovlsyredampe, der kondenserer på dem fra røggasser.
2. Kondensation af svovlsyredampe, hvis volumenindhold i røggasser under forbrænding af svovlholdige brændstoffer kun er nogle få tusindedele af en procent, sker ved temperaturer, der er væsentligt (med 50 - 100 ° C) højere end kondensationstemperaturen af vanddamp.
4. For at forhindre korrosion af varmeflader under drift, skal temperaturen på deres vægge overstige røggassens dugpunktstemperatur ved alle kedelbelastninger.
For varmeflader, der er afkølet af et medium med en høj varmeoverførselskoefficient (economizers, gasfordampere osv.), skal temperaturen på mediet ved deres indløb overstige dugpunktstemperaturen med ca. 10 °C.
5. For varmtvandskedlers varmeflader, når de drives på svovlholdig brændselsolie, kan betingelserne for fuldstændig udelukkelse af lavtemperaturkorrosion ikke realiseres. For at reducere det er det nødvendigt at sikre temperaturen på vandet ved indløbet til kedlen, lig med 105 - 110 °C. Ved brug af varmtvandskedler som peak-kedler, kan denne tilstand leveres med fuld brug af netværksvandvarmere. Ved brug af varmtvandskedler i hovedtilstanden kan en stigning i temperaturen på vandet, der kommer ind i kedlen, opnås ved at recirkulere varmt vand.
I installationer, der bruger ordningen for tilslutning af varmtvandskedler til varmenettet gennem vandvarmevekslere, er betingelserne for at reducere lavtemperaturkorrosion af varmeoverflader fuldt ud tilvejebragt.
6. For luftvarmere til dampkedler sikres fuldstændig udelukkelse af lavtemperaturkorrosion, når designtemperaturen på væggen i den koldeste sektion overstiger dugpunktstemperaturen ved alle kedelbelastninger med 5-10 °C (minimumsværdien refererer til til minimumsbelastningen).
7. Beregningen af vægtemperaturen for rørformede (TVP) og regenerative (RAH) luftvarmere udføres i henhold til anbefalingerne i "Termisk beregning af kedelenheder. Normativ metode” (M.: Energi, 1973).
8. Når de anvendes i rørformede luftvarmere som den første (via luft) passage af udskiftelige kolde terninger eller terninger fremstillet af rør med en syrefast belægning (emaljeret osv.), samt dem, der er fremstillet af korrosionsbestandige materialer, følgende er kontrolleret for betingelser for fuldstændig udelukkelse af lavtemperaturkorrosion (ved luft) metalterninger af luftvarmeren. I dette tilfælde bør valget af vægtemperaturen for kolde metalterninger af udskiftelige såvel som korrosionsbestandige terninger udelukke intensiv forurening af rør, for hvilke deres mindste vægtemperatur under forbrændingen af svovlholdige brændselsolier skal være under duggen punkt af røggasser med højst 30 - 40 ° C. Ved afbrænding af fast svovlbrændsel skal minimumstemperaturen på rørvæggen, i henhold til betingelserne for at forhindre dens intensive forurening, tages til mindst 80 °C.
9. I RAH, under forhold med fuldstændig udelukkelse af lavtemperaturkorrosion, beregnes deres varme del. Den kolde del af RAH er lavet korrosionsbestandig (emaljeret, keramik, lavlegeret stål osv.) eller udskiftelig fra flade metalplader med en tykkelse på 1,0 - 1,2 mm, lavet af lavkulstofstål. Betingelserne for at forhindre intens kontaminering af emballagen overholdes, når kravene i afsnittet i dette dokument opfyldes.
10. Som emaljeret pakning anvendes metalplader med en tykkelse på 0,6 mm. Levetiden for emaljeret emballage, fremstillet i overensstemmelse med TU 34-38-10336-89, er 4 år.
Porcelænsrør kan bruges som keramisk pakning, keramiske blokke, eller porcelænstallerkener med afsatser.
I betragtning af reduktionen i brændselsolieforbruget fra termiske kraftværker, er det tilrådeligt at bruge en pakning af lavlegeret stål 10KhNDP eller 10KhSND til den kolde del af RAH, hvis korrosionsbestandighed er 2-2,5 gange højere end lavkulstofstål.
11. For at beskytte luftvarmere mod lavtemperaturkorrosion i opstartsperioden er det nødvendigt at udføre de foranstaltninger, der er angivet i "Retningslinjer for design og drift af kraftvarmere med trådfinner" (M.: SPO Soyuztekhenergo , 1981).
Optænding af kedlen på svovlholdig brændselsolie skal udføres med luftvarmesystemet tændt på forhånd. Temperaturen på luften foran luftvarmeren i den indledende optændingsperiode skal som udgangspunkt være 90 °C.
11a. For at beskytte luftvarmerne mod lavtemperatur ("station") korrosion på en stoppet kedel, hvis niveau er cirka dobbelt så højt som korrosionshastigheden under drift, før kedlen lukkes ned, er det nødvendigt at rense luften grundigt varmelegemer fra eksterne aflejringer. Samtidig anbefales det, før kedlen lukkes ned, at holde lufttemperaturen ved indløbet til luftvarmeren på niveau med dens værdi ved kedlens nominelle belastning.
Rengøring af TVP udføres med hagl med en fodertæthed på mindst 0,4 kg/m.s (s. i dette dokument).
Til fast brændsel under hensyntagen til den betydelige risiko for korrosion af askeopsamlere, bør røggassernes temperatur vælges over røggassernes dugpunkt med 15 - 20 °C.
For svovlholdige brændselsolier skal røggastemperaturen overstige dugpunktstemperaturen ved kedlens mærkebelastning med ca. 10 °C.
Afhængig af svovlindholdet i brændselsolien skal den beregnede røggastemperatur ved nominel kedelbelastning tages som følger:
Røggastemperatur, ºС...... 140 150 160 165
Ved afbrænding af svovlholdig brændselsolie med ekstremt små luftoverskud (α ≤ 1,02) kan røggastemperaturen sættes lavere under hensyntagen til resultaterne af dugpunktsmålinger. I gennemsnit reducerer overgangen fra små luftoverskud til ekstremt små dugpunktstemperaturen med 15 - 20 °C.
For at sikre pålidelig drift skorsten og forebyggelse af fugttab på dens vægge påvirkes ikke kun af udstødningsgassernes temperatur, men også af deres forbrug. Driften af røret med belastningsforhold, der er væsentligt lavere end de design, øger sandsynligheden for lavtemperaturkorrosion.
Ved afbrænding af naturgas anbefales røggastemperaturen at være mindst 80 °C.
13. Når kedelbelastningen er reduceret i området 100 - 50 % af den nominelle, bør man stræbe efter at stabilisere røggastemperaturen, så den ikke falder med mere end 10 °C fra den nominelle.
Den mest økonomiske måde at stabilisere røggastemperaturen på er at øge luftforvarmningstemperaturen i varmeapparaterne, efterhånden som belastningen falder.
De mindst tilladte temperaturer for luftforvarmning før RAH er taget i overensstemmelse med paragraf 4.3.28 i reglerne for teknisk drift af kraftværker og netværk (M.: Energoatomizdat, 1989).
I tilfælde hvor optimale temperaturer røggasser ikke kan tilføres på grund af utilstrækkelig RAH-varmeflade, skal luftforvarmningstemperaturerne tages, hvor røggastemperaturen ikke overstiger værdierne angivet i pkt. Retningslinier.
16. På grund af manglen på pålidelige syrefaste belægninger til beskyttelse mod lavtemperaturkorrosion af metalgaskanaler, kan deres pålidelige drift sikres ved grundig isolering, hvilket sikrer, at temperaturforskellen mellem røggasserne og væggen ikke er mere end 5 °C.
De aktuelt anvendte isoleringsmaterialer og strukturer er ikke tilstrækkeligt pålidelige i langvarig drift, derfor er det nødvendigt med jævne mellemrum, mindst en gang om året, at overvåge deres tilstand og om nødvendigt udføre reparations- og restaureringsarbejde.
17. Når det bruges på forsøgsbasis for at beskytte gaskanaler mod lavtemperaturkorrosion forskellige belægninger det skal huskes, at sidstnævnte skal give varmebestandighed og gastæthed ved temperaturer, der overstiger røggassernes temperatur med mindst 10 ° C, modstandsdygtighed over for svovlsyre med en koncentration på 50 - 80% i temperaturområdet 60 - 150 ° C, henholdsvis, og muligheden for deres reparation og restaurering.
18. Til overflader med lav temperatur, strukturelle elementer RVP og gaskanaler i kedler, er det tilrådeligt at bruge lavlegerede stål 10KhNDP og 10KhSND, som er 2-2,5 gange bedre i korrosionsbestandighed i forhold til kulstofstål.
Absolut korrosionsbestandighed er kun i besiddelse af meget sparsomme og dyre højlegerede stål (f.eks. stål EI943, der indeholder op til 25 % krom og op til 30 % nikkel).
Ansøgning
1. Teoretisk kan dugpunktstemperaturen for røggasser med et givet indhold af svovlsyredamp og vand defineres som kogepunktet for en opløsning af svovlsyre af en sådan koncentration, ved hvilken det samme indhold af vanddamp og svovlsyre er til stede over løsningen.
Den målte dugpunktstemperatur kan afvige fra den teoretiske værdi afhængigt af måleteknikken. I disse anbefalinger for røggas dugpunkt temperatur t s overfladetemperaturen af en standard glassensor med 7 mm lange platinelektroder loddet i en afstand af 7 mm fra hinanden, hvor modstanden af dugfilmen mellem for elektroder i steady state er lig med 107 Ohm. Elektrodernes målekredsløb bruger lavspændingsvekselstrøm (6 - 12 V).
2. Ved afbrænding af svovlholdige brændselsolier med luftoverskud på 3 - 5 % afhænger røggassernes dugpunktstemperatur af svovlindholdet i brændstoffet Sp(ris.).
Ved afbrænding af svovlholdige brændselsolier med ekstremt lave luftoverskud (α ≤ 1,02), bør røggassens dugpunktstemperatur tages fra resultaterne af specielle målinger. Betingelserne for at overføre kedler til tilstanden med α ≤ 1,02 er angivet i "Retningslinjer for overførsel af kedler, der opererer på svovlholdige brændsler, til forbrændingstilstanden med ekstremt lille overskudsluft" (M.: SPO Soyuztekhenergo, 1980).
3. Ved afbrænding af svovlholdigt fast brændsel i pulveriseret tilstand, dugpunktstemperaturen for røggasser tp kan beregnes ud fra det reducerede indhold af svovl og aske i brændstoffet S p pr, A r pr og vanddampkondensationstemperatur t kon efter formlen
hvor en un- andelen af aske i fluen væk (normalt taget 0,85).
Ris. 1. Afhængighed af røggassens dugpunktstemperatur af svovlindholdet i forbrændt brændselsolie
Værdien af det første led i denne formel ved en un= 0,85 kan bestemmes ud fra fig. .
Ris. 2. Forskelle i temperaturer af røggassers dugpunkt og kondensering af vanddamp i dem, afhængigt af det reducerede svovlindhold ( S p pr) og aske ( A r pr) i brændstof
4. Ved afbrænding af gasformige svovlholdige brændsler kan røggasdugpunktet bestemmes ud fra fig. forudsat at svovlindholdet i gassen beregnes som reduceret, dvs. som en masseprocent pr. 4186,8 kJ/kg (1000 kcal/kg) af gassens brændværdi.
Til gas brændstof det reducerede svovlindhold i vægtprocent kan bestemmes med formlen
hvor m- antallet af svovlatomer i molekylet af den svovlholdige komponent;
q- volumenprocent svovl (svovlholdig komponent);
Q n- forbrændingsvarme af gas i kJ / m 3 (kcal / nm 3);
FRA- koefficient lig med 4,187 if Q n udtrykt i kJ/m 3 og 1,0 hvis i kcal/m 3 .
5. Korrosionshastigheden af den udskiftelige metalpakning af luftvarmere under brændselsolieforbrænding afhænger af metallets temperatur og graden af korrosivitet af røggasser.
Ved afbrænding af svovlholdig brændselsolie med et luftoverskud på 3-5% og indblæsning af overfladen med damp, kan korrosionshastigheden (på begge sider i mm/år) af RAH-pakning foreløbigt estimeres ud fra dataene i tabel. .
tabel 1
|
Tabel 2
6. For kul med et højt indhold af calciumoxid i asken er dugpunktstemperaturerne lavere end dem, der er beregnet i henhold til afsnittene i disse retningslinjer. For sådanne brændstoffer anbefales det at bruge resultaterne af direkte målinger. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Indlæser...