Mis on Hydro-X:
Hydro-X (Hydro-X) on 70 aastat tagasi Taanis leiutatud meetod ja lahendus, mis tagab madala aururõhuga (kuni 40 atm) vajaliku korrigeeriva veetöötluse küttesüsteemidele ja boileritele nii sooja vee kui ka auruga. Hydro-X meetodi kasutamisel lisatakse ringlevale veele ainult üks lahus, mis tarnitakse tarbijani plastpurkides või -tünnides kasutusvalmis kujul. See võimaldab ettevõtetel mitte omada spetsiaalseid ladusid keemiliste reaktiivide jaoks, töökodasid vajalike lahenduste valmistamiseks jne.
Hydro-X kasutamine tagab vajaliku pH väärtuse säilimise, vee puhastamise hapnikust ja vabast süsihappegaasist, katlakivi tekke vältimise ning olemasolul pindade puhastamise, samuti kaitse korrosiooni eest.
Hydro-X on selge kollakaspruun vedelik, homogeenne, tugevalt aluseline, erikaaluga 20°C juures umbes 1,19 g/cm. Selle koostis on stabiilne ja isegi pikaajalisel säilitamisel ei eraldu vedelikku ega sadestumist, mistõttu ei ole vaja enne kasutamist segada. Vedelik ei ole tuleohtlik.
Hydro-X meetodi eelisteks on veetöötluse lihtsus ja tõhusus.
Veeküttesüsteemide, sealhulgas soojusvahetite, kuumavee- või aurukatelde töötamise ajal täiendatakse neid reeglina täiendava veega. Katlakivi tekke vältimiseks on vaja läbi viia veetöötlus, et vähendada sette- ja soolade sisaldust katlavees. Veetöötlust saab läbi viia näiteks pehmendusfiltrite, magestamise, pöördosmoosi jne kasutamisega. Isegi pärast sellist töötlemist on probleeme võimaliku korrosiooniga. Kui veele lisada seebikivi, trinaatriumfosfaati vms, jääb ka korrosiooniprobleem alles ning aurukatel ja aurureostus.
Piisav lihtne meetod, mis takistab katlakivi ja korrosiooni tekkimist, on Hydro-X meetod, mille järgi lisatakse boileri vesi väike kogus juba valmistatud lahust, mis sisaldab 8 orgaanilist ja anorgaanilist komponenti. Meetodi eelised on järgmised:
- lahendus tarnitakse tarbijale kasutusvalmis kujul;
- lahus viiakse väikestes kogustes vette kas käsitsi või doseerimispumba abil;
– Hydro-X-i kasutamisel pole vaja muid kasutada keemilised ained;
– katlavett antakse umbes 10 korda vähem toimeaineid kui traditsiooniliste veetöötlusmeetoditega;
Hydro-X ei sisalda toksilisi komponente. Peale naatriumhüdroksiidi NaOH ja trinaatriumfosfaadi Na3PO4 ekstraheeritakse kõik muud ained mittetoksilistest taimedest;
– Aurukateldes ja aurustites kasutamisel tagatakse puhas aur ja vahu tekkimise võimalus on välistatud.
Hydro-X koostis.
Lahus sisaldab kaheksat erinevat ainet, nii orgaanilisi kui anorgaanilisi. Hydro-X toimemehhanismil on keeruline füüsikalis-keemiline iseloom.
Iga komponendi mõju suund on ligikaudu järgmine.
Naatriumhüdroksiid NaOH koguses 225 g/l vähendab vee karedust ja reguleerib pH väärtust, kaitseb magnetiidikihti; trinaatriumfosfaat Na3PO4 koguses 2,25 g / l - takistab katlakivi teket ja kaitseb raua pinda. Kõik kuus orgaanilist ühendit ei ületa kokku 50 g/l ja nende hulka kuuluvad ligniin, tanniin, tärklis, glükool, alginaat ja naatriummannuronaat. Aluseliste ainete NaOH ja Na3PO4 kogus Hydro-X veepuhastuses on stöhhiomeetria põhimõttel väga väike, umbes kümme korda väiksem kui traditsioonilises puhastuses.
Hydro-X komponentide mõju on pigem füüsikaline kui keemiline.
Orgaanilised lisandid teenivad järgmisi eesmärke.
Naatriumalginaati ja mannuronaati kasutatakse koos mõnede katalüsaatoritega ning need soodustavad kaltsiumi- ja magneesiumisoolade sadestumist. Tanniinid neelavad hapnikku ja loovad korrosioonikindla rauakihi. Ligniin toimib nagu tanniin ja aitab eemaldada ka olemasolevat katlakivi. Tärklis moodustab muda ja glükool takistab vahutamist ja niiskuspiiskade eemaldumist. Anorgaanilised ühendid säilitavad nõrgalt aluselise keskkonna, mis on vajalik orgaaniliste ainete tõhusaks toimimiseks ja toimib Hydro-X kontsentratsiooni indikaatorina.
Hydro-X tööpõhimõte.
Orgaanilised komponendid mängivad Hydro-X toimimises otsustavat rolli. Kuigi neid esineb minimaalsetes kogustes, on sügava dispersiooni tõttu nende aktiivne reaktiivne pind üsna suur. Hydro-X orgaaniliste komponentide molekulmass on märkimisväärne, mis tagab vee saasteainete molekulide ligitõmbamise füüsikalise efekti. See veetöötlusetapp kulgeb ilma keemiliste reaktsioonideta. Saasteainete molekulide neeldumine on neutraalne. See võimaldab koguda kokku kõik sellised molekulid, tekitades nii kõvaduse kui ka rauasoolasid, kloriide, ränihappesooli jne. Kõik veesaasteained ladestuvad mudasse, mis on liikuv, amorfne ja ei kleepu kokku. See hoiab ära katlakivi tekke küttepindadel, mis on Hydro-X meetodi oluline eelis.
Neutraalsed Hydro-X molekulid neelavad nii positiivseid kui ka negatiivseid ioone (anione ja katioone), mis omakorda neutraliseeritakse vastastikku. Ioonide neutraliseerimine mõjutab otseselt elektrokeemilise korrosiooni vähenemist, kuna seda tüüpi korrosioon on seotud erineva elektripotentsiaaliga.
Hydro-X on efektiivne söövitavate gaaside – hapniku ja vaba süsihappegaasi – vastu. Hydro-X kontsentratsioon 10 ppm on piisav, et vältida seda tüüpi korrosiooni, olenemata ümbritseva õhu temperatuurist.
Seebikivi võib põhjustada söövitavat rabedust. Hydro-X kasutamine vähendab vabade hüdroksiidide hulka, vähendades oluliselt terase söövitava rabeduse ohtu.
Süsteemi loputamiseks peatamata võimaldab Hydro-X protsess eemaldada vana katlakivi. See on tingitud ligniini molekulide olemasolust. Need molekulid tungivad katlakivi pooridesse ja hävitavad selle. Kuigi tuleb siiski märkida, et kui boiler on tugevasti saastunud, on majanduslikult otstarbekam teha keemiline loputus ja seejärel katlakivi vältimiseks kasutada Hydro-X-i, mis vähendab selle tarbimist.
Saadud muda kogutakse mudakollektoritesse ja eemaldatakse neist perioodiliste läbipuhumiste teel. Mudakogujatena saab kasutada filtreid (mudakollektoreid), mille kaudu juhitakse osa boilerisse tagasivoolavast veest.
On oluline, et Hydro-X toimel tekkinud muda eemaldataks võimalusel katla igapäevaste läbipuhumiste teel. Läbipuhumise määr sõltub vee karedusest ja taime tüübist. AT algperiood Kui pindu puhastatakse olemasolevast settest ja vees on märkimisväärne saasteainete sisaldus, peaks läbipuhumine olema suurem. Puhastamine toimub puhastusventiili täieliku avamisega iga päev 15-20 sekundiks ja suure toorvee sissevooluga 3-4 korda päevas.
Hydro-X saab kasutada küttesüsteemides, kaugküttesüsteemides, madalrõhu aurukatel (kuni 3,9 MPa). Samaaegselt Hydro-X-iga ei tohi kasutada muid reaktiive, välja arvatud naatriumsulfit ja sooda. On ütlematagi selge, et meigivee reaktiivid sellesse kategooriasse ei kuulu.
Esimestel töökuudel tuleks reaktiivikulu veidi suurendada, et kõrvaldada süsteemis esinev katlakivi. Kui on mure, et boileri ülekuumendi on saastunud soolaladestustega, tuleks seda puhastada muude meetoditega.
juuresolekul väline süsteem tuleb valida veetöötlus optimaalne režiim Hydro-X töö, mis tagab üldise kokkuhoiu.
Hydro-X üleannustamine ei mõjuta negatiivselt ei katla töökindlust ega aurukatelde auru kvaliteeti ning toob kaasa ainult reaktiivi enda tarbimise suurenemise.
aurukatel
Jumestusveena kasutatakse toorvett.
Püsiv doseerimine: 0,2 liitrit Hydro-X iga kuupmeetri lisavee kohta ja 0,04 liitrit Hydro-X iga kuupmeetri kondensaadi kohta.
Jumestusveena pehmendatud vesi.
Algannus: 1 liiter Hydro-X iga kuupmeetri vee kohta boileris.
Püsiv doseerimine: 0,04 liitrit Hydro-X lisavee ja kondensaadi kuupmeetri kohta.
Doseerimine katla katlakivist puhastamiseks: Hydro-X doseeritakse 50% rohkem kui püsiannus.
Küttesüsteemid
Toitevesi on toorvesi.
Algannus: 1 liiter Hydro-X iga kuupmeetri vee kohta.
Püsiv doseerimine: 1 liiter Hydro-X iga kuupmeetri jumestusvee kohta.
Jumestusvesi on pehmendatud vesi.
Algannus: 0,5 liitrit Hydro-X iga kuupmeetri vee kohta.
Püsiv doseerimine: 0,5 liitrit Hydro-X iga kuupmeetri jumestusvee kohta.
Praktikas põhineb täiendav annus pH ja kõvaduse analüüside tulemustel.
Mõõtmine ja juhtimine
Tavaline Hydro-X annus on umbes 200-400 ml ühe tonni lisavee kohta päevas keskmise karedusega 350 µgeq/dm3 CaCO3 kohta, millele lisandub 40 ml tagasivooluvee tonni kohta. Need on muidugi suunavad arvud ja täpsemalt saab doseerimise määrata vee kvaliteeti jälgides. Nagu juba märgitud, ei põhjusta üleannustamine mingit kahju, kuid õige annus säästab raha. Normaalseks tööks jälgitakse vee karedust (arvutatud CaCO3), ioonsete lisandite üldkontsentratsiooni, erielektrijuhtivust, leeliselisust ja vesinikuioonide kontsentratsiooni (pH). Tänu oma lihtsusele ja laiale töökindluse ulatusele saab Hydro-X-i kasutada nii käsitsi doseerimisel kui ka automaatrežiimis. Tarbija saab soovi korral tellida protsessi juhtimissüsteemi ja arvutijuhtimise.
a) Hapniku korrosioon
Kõige sagedamini alates hapniku korrosioon kannatavad katlaagregaatide terasest veesäästjad, mis toitevee ebarahuldava õhutustamise korral 2-3 aastat pärast paigaldamist ebaõnnestuvad.
Terase ökonomaisaatorite hapnikukorrosiooni otsene tagajärg on aukude tekkimine torudesse, millest voolab suurel kiirusel läbi veejuga. Sellised külgneva toru seinale suunatud joad võivad seda kulutada kuni läbivate aukude tekkeni. Kuna ökonomaiseri torud paiknevad üsna kompaktselt, võib tekkiv korrosiooniauk tekitada torudele massilisi kahjustusi, kui katlaseade jääb tekkinud auguga pikemaks ajaks tööle. Malmist ökonomaisereid ei kahjusta hapnikukorrosioon.
hapniku korrosioonökonomaiserite sisselaskeosad on sagedamini paljastatud. Kui toitevees on hapniku märkimisväärne kontsentratsioon, siis tungib see ka katlasõlme. Siin puutuvad hapnikukorrosiooniga kokku peamiselt trumlid ja vihmaveetorud. Hapniku korrosiooni peamine vorm on süvendite (süvendite) moodustumine metallis, mis nende tekkimisel põhjustavad fistulite moodustumist.
Rõhu tõus intensiivistab hapniku korrosiooni. Seetõttu on rõhuga 40 atm ja üle selle katlaseadmete puhul ohtlikud isegi deaeraatorite hapniku purunemised. Oluline on vee koostis, millega metall kokku puutub. Väikese koguse leelise olemasolu suurendab korrosiooni lokaliseerumist, kloriidide olemasolu hajutab selle üle pinna.
b) Parkimiskorrosioon
Tühikäigul seisvaid boilereid mõjutab elektrokeemiline korrosioon, mida nimetatakse parkimiseks. Vastavalt töötingimustele võetakse katlaseadmed sageli tööst välja ja pannakse reservi või seisatakse pikemaks ajaks.
Katlaseadme reservi seadmisel hakkab rõhk selles langema ja trumlisse tekib vaakum, mis põhjustab õhu sisenemise ja katla vee hapnikuga rikastamise. Viimane loob tingimused hapniku korrosiooni tekkeks. Isegi juhul, kui vesi on katlast täielikult eemaldatud, ei ole selle sisepind kuiv. Temperatuuri ja õhuniiskuse kõikumised põhjustavad niiskuse kondenseerumist katlaüksuses olevast atmosfäärist. Hapnikuga rikastatud kile olemasolu metalli pinnal loob soodsad tingimused elektrokeemilise korrosiooni tekkeks. Kui katlaseadme sisepinnal on sadestusi, mis võivad niiskuskiles lahustuda, suureneb korrosiooni intensiivsus oluliselt. Sarnaseid nähtusi võib täheldada näiteks ülekuumendites, mis sageli kannatavad parkimiskorrosiooni all.
Kui katlaseadme sisepinnal on sadestusi, mis võivad niiskuskiles lahustuda, suureneb korrosiooni intensiivsus oluliselt. Sarnaseid nähtusi võib täheldada näiteks ülekuumendites, mis sageli kannatavad parkimiskorrosiooni all.
Seega, kui katlaseade on pikemaks seisakuajaks tööst välja jäetud, tuleb olemasolevad sadestused eemaldada loputamise teel.
parkimiskorrosioon võib katlaseadmeid tõsiselt kahjustada, kui nende kaitsmiseks ei võeta erimeetmeid. Selle oht seisneb ka selles, et tema poolt tühikäigul tekkinud korrosioonikeskused jätkavad töötamist ka töötamise ajal.
Katlasõlmede kaitsmiseks parkimiskorrosiooni eest need konserveeritakse.
c) Teradevaheline korrosioon
Teradevaheline korrosioon esineb aurukatla sõlmede neet- ja valtsliidetes, mis katlavee poolt ära uhutakse. Seda iseloomustab metalli pragude tekkimine, alguses väga õhukesed, silmale märkamatud, mis arenedes muutuvad suurteks nähtavateks pragudeks. Need läbivad metalliterade vahelt, mistõttu seda korrosiooni nimetatakse teradevaheliseks. Sel juhul toimub metalli hävimine ilma deformatsioonita, seetõttu nimetatakse neid kahjustusi rabedaks.
Kogemuste põhjal on kindlaks tehtud, et teradevaheline korrosioon tekib ainult siis, kui samaaegselt esineb 3 tingimust:
1) Metalli kõrged tõmbepinged, mis on lähedased voolavuspiirile.
2) Lekked neediõmblustes või rullliidetes.
3) Katlavee agressiivsed omadused.
Ühe ülaltoodud tingimuse puudumine välistab rabedate luumurdude ilmnemise, mida praktikas kasutatakse teradevahelise korrosiooni vastu võitlemiseks.
Katlavee agressiivsuse määrab selles lahustunud soolade koostis. Tähtsus sisaldab seebikivi, mis kõrgel kontsentratsioonil (5-10%) reageerib metalliga. Sellised kontsentratsioonid saavutatakse neetliidete ja valtsliidete leketes, milles katlavesi aurustub. Seetõttu võib lekete olemasolu sobivates tingimustes põhjustada rabedate luumurdude ilmnemist. Lisaks on katlavee agressiivsuse oluline näitaja suhteline aluselisus - Schot.
d) Auru-vee korrosioon
Veeauru korrosioon on metalli hävimine veeauruga keemilise koostoime tagajärjel: 3Fe + 4H20 = Fe304 + 4H2
Süsinikteraste puhul saab metalli hävitamine võimalikuks toruseina temperatuuri tõusuga 400°C-ni.
Korrosiooniproduktid on gaasiline vesinik ja magnetiit. Auru-vee korrosioonil on ühtlane ja lokaalne (lokaalne) iseloom. Esimesel juhul tekib metallpinnale korrosioonitoodete kiht. Korrosiooni kohalik olemus on haavandite, soonte, pragude kujul.
Esinemise peamine põhjus auru korrosioon on toru seina soojendamine kriitiline temperatuur, mille juures metalli oksüdeerumine vee toimel kiireneb. Seetõttu võitlus auru-vee korrosioon viiakse läbi metalli ülekuumenemist põhjustavate põhjuste kõrvaldamisega.
auru ja vee korrosioon ei ole võimalik kõrvaldada katlaseadme vee-keemilise režiimi muutmise või täiustamisega, kuna selle korrosiooni põhjused peituvad ahju ja katlasiseste hüdrodünaamilistes protsessides, samuti töötingimustes.
e) Alusmuda korrosioon
Seda tüüpi korrosioon tekib katlaüksuse toru sisepinnale moodustunud mudakihi all, mis on tingitud katla ebapiisavalt puhastatud veega varustamisest.
Mudaaluse korrosiooni käigus tekkivad metallikahjustused on lokaalse (haavandilise) iseloomuga ja paiknevad tavaliselt ahju poole suunatud toru poolperimeetril. Tekkinud haavandid näevad välja nagu kestad läbimõõduga kuni 20 mm või rohkem ja mis on täidetud raudoksiididega, tekitades haavandi alla "tuberkli".
Mitmed katlamajad kasutavad jõe- ja kraanivesi madala pH ja madala kõvadusega. Jõevee täiendav töötlemine veevärgis toob tavaliselt kaasa pH languse, aluselisuse vähenemise ja söövitava süsihappegaasi sisalduse suurenemise. Agressiivse süsihappegaasi ilmumine on võimalik ka ühendusskeemides, mida kasutatakse suurte soojusvarustussüsteemide jaoks, millel on otsene kuumaveevõtt (2000 h 3000 t/h). Vee pehmendamine vastavalt Na-katioonimisskeemile suurendab selle agressiivsust looduslike korrosiooniinhibiitorite - kõvadussoolade - eemaldamise tõttu.
Halvasti reguleeritud vee õhutustamise ning hapniku ja süsihappegaasi kontsentratsiooni võimaliku suurenemise korral, mis on tingitud täiendavate kaitsemeetmete puudumisest soojusvarustussüsteemides, on CHPP soojusseadmed vastuvõtlikud sisemisele korrosioonile.
Ühe Leningradi koostootmisjaama täitetoru uurimisel saadi korrosioonikiiruse kohta g/(m2 4) järgmised andmed:
Korrosiooniindikaatorite paigalduskoht
Täitmisveetorustikus pärast õhutusseadmete ees asuvaid soojusvõrgu küttekehasid tekkisid tööaasta jooksul 7 mm paksused torud, mis on kohati kuni 1 mm paksused, mõnel pool läbivad augud.
Kuumaveekatelde torude punktkorrosiooni põhjused on järgmised:
hapniku ebapiisav eemaldamine meigiveest;
madal pH väärtus agressiivse süsinikdioksiidi olemasolu tõttu
(kuni 10h15 mg/l);
raua hapniku korrosiooniproduktide (Fe2O3;) kogunemine soojusülekandepindadele.
Seadmete töötamine võrguveel, mille rauakontsentratsioon on üle 600 μg / l, põhjustab tavaliselt asjaolu, et kuumaveeboilerite mitme tuhande töötunni jooksul toimub raudoksiidi ladestuste intensiivne (üle 1000 g / m2) triiv. nende küttepindadel. Samal ajal täheldatakse konvektiivosa torude sagedasi lekkeid. Maardlate koostises ulatub raudoksiidide sisaldus tavaliselt 80–90%.
Eriti olulised kuumaveeboilerite tööks on käivitusperioodid. Algsel tööperioodil ei taganud üks koostootmiselektrijaama hapniku eemaldamist PTE poolt kehtestatud normide kohaselt. Järelvee hapnikusisaldus ületas neid norme 10 korda.
Järgmisvees saavutati raua kontsentratsioon -1000 µg/l ja in vett tagasi küttesüsteemid - 3500 mcg / l. Peale esimest tegevusaastat tehti võrgu veetorustikest lõiked, selgus, et nende pinna saastumine korrosiooniproduktidega oli üle 2000 g/m2.
Tuleb märkida, et selles koostootmisjaamas puhastati enne katla kasutuselevõttu sõeltorude ja konvektiivkimbu torude sisepinnad keemiliselt. Seinatoru näidiste väljalõikamise hetkeks oli katel töötanud 5300 tundi Seinatoru proovil oli ebaühtlane kiht mustjaspruuni raudoksiidi ladestusi, mis olid kindlalt metalliga seotud; mugulate kõrgus 10x12 mm; erisaaste 2303 g/m2.
Hoiuse koostis, %
Metalli pinda hoiuste kihi all mõjutasid kuni 1 mm sügavused haavandid. Konvektiivkimbu torud seestpoolt täideti mustjaspruuni värvi raudoksiidi tüüpi ladestustega, mille kõrgus oli kuni 3x4 mm. Metalli pind hoiuste all on kaetud haavanditega erinevad suurused sügavusega 0,3x1,2 ja läbimõõduga 0,35x0,5 mm. Üksikud torud olid läbi aukude(fistul).
Kuumaveeboilerite paigaldamisel vanadesse kaugküttesüsteemidesse, millesse on kogunenud märkimisväärne kogus raudoksiide, on esinenud nende oksiidide ladestumist boileri köetavatesse torudesse. Enne katelde sisselülitamist on vaja kogu süsteem põhjalikult läbi loputada.
Mitmed teadlased tunnistavad olulist rolli veeküttekatelde torude roostetamise protsessis nende seisaku ajal esineva mudaaluse korrosiooni tekkimisel, kui ei võeta õigeid meetmeid parkimiskorrosiooni vältimiseks. Atmosfääriõhu mõjul tekkivad korrosioonikeskused katelde märgadel pindadel jätkavad oma funktsiooni katelde töötamise ajal.
Raua-veeauru süsteem on termodünaamiliselt ebastabiilne. Nende ainete koostoime võib toimuda magnetiidi Fe 3 O 4 või wustiidi FeO moodustumisega:
|
| |
;Reaktsioonide (2.1) - (2.3) analüüs näitab veeauru omapärast lagunemist metalliga interaktsioonil molekulaarse vesiniku moodustumisega, mis ei ole veeauru tegeliku termilise dissotsiatsiooni tagajärg. Valemitest (2.1) - (2.3) järeldub, et teraste korrosioonil ülekuumendatud aurus hapniku puudumisel võib pinnale tekkida ainult Fe 3 O 4 või FeO.
Hapniku juuresolekul ülekuumendatud aurus (näiteks neutraalse veerežiimi korral hapniku kondensaadisse doseerimisega) võib magnetiidi täiendava oksüdeerumise tõttu ülekuumendatud tsoonis tekkida hematiit Fe 2 O 3.
Arvatakse, et auru korrosioon alates temperatuurist 570 ° C on keemiline. Praeguseks on kõikide katelde ülekuumenemise piirtemperatuur alandatud 545 °C-ni ja sellest tulenevalt tekib ülekuumendites elektrokeemiline korrosioon. Primaarsete ülekuumendite väljalaskeosad on valmistatud korrosioonikindlast austeniitsest roostevabast terasest, vahepealsete ülekuumendite väljalaskeosad, millel on sama lõppülekuumenemise temperatuur (545 °C), on valmistatud perliitterastest. Seetõttu avaldub vahepealsete ülekuumendite korrosioon enamasti suurel määral.
Auru toimel terasele selle algselt puhtal pinnal järk-järgult moodustub nn topaktiline kiht, mis on metalli endaga tihedalt seotud ja kaitseb seetõttu seda korrosiooni eest. Aja jooksul kasvab sellele kihile teine nn epitaktiline kiht. Mõlemad kihid aurutemperatuurile kuni 545 °C on magnetiit, kuid nende struktuur ei ole sama – epitaktiline kiht on jämedateraline ega kaitse korrosiooni eest.
Auru lagunemise kiirus
mgN 2 /(cm 2 h)
Riis. 2.1. Ülekuumendatud auru lagunemiskiiruse sõltuvus
seina temperatuuril
Ülekuumenevate pindade korrosiooni ei ole võimalik veerežiimi meetoditega mõjutada. Seetõttu on tegelike ülekuumendite vesi-keemilise režiimi põhiülesanne ülekuumendite metalli seisukorra süstemaatiline jälgimine, et vältida topotaktilise kihi hävimist. See võib juhtuda üksikute lisandite sattumise tõttu ülekuumenditesse ja nendesse sadestumise, eriti soolade sadestumise tõttu, mis on võimalik näiteks kõrgsurvekatelde trumli taseme järsu tõusu tagajärjel. Sellega seotud soolaladestused ülekuumendis võivad viia nii seina temperatuuri tõusuni kui ka kaitsva oksiidtoptaktilise kile hävimiseni, mida saab hinnata auru lagunemise kiiruse järsu suurenemise järgi (joonis 2.1).
3.3. Toitevee tee ja kondensaaditorude korrosioon
Märkimisväärne osa soojuselektrijaamade seadmete korrosioonikahjustustest langeb toitevee teele, kus metall on kõige raskemates tingimustes, mille põhjuseks on keemiliselt töödeldud vee, kondensaadi, destillaadi ja nende söövitav agressiivsus. segu sellega kokkupuutes. Auruturbiinelektrijaamades on toitevee peamiseks vaseühenditega saastumise allikaks turbiinkondensaatorite ja madalrõhu regeneratiivsoojendite ammoniaagikorrosioon, mille torusüsteem on messingist.
Auruturbiinelektrijaama toitevee tee võib jagada kaheks põhiosaks: enne ja pärast termaalõhutajat ning voolutingimused nende korrosioonikiirused on järsult erinevad. Toiteveetee esimese sektsiooni elemendid, mis asuvad enne õhutustajat, hõlmavad torustikke, mahuteid, kondensaadipumbasid, kondensaaditorustikke ja muid seadmeid. Selle toitainetrakti osa korrosiooni iseloomulik tunnus on agressiivsete ainete, st vees sisalduva süsihappe ja hapniku ammendumise võimaluse puudumine. Uute veekoguste pideva sissevoolu ja liikumise tõttu piki trakti toimub nende kaotuse pidev täiendamine. Osade raua ja veega reaktsiooniproduktide pidev eemaldamine ja agressiivsete ainete värskete portsjonite sissevool loovad soodsad tingimused korrosiooniprotsesside intensiivseks kulgemiseks.
Hapniku allikaks turbiini kondensaadis on õhu imemine turbiinide sabaosas ja kondensaadipumpade näärmetes. O2 sisaldav küttevesi ja CO 2 toitekanali esimeses sektsioonis asuvates pinnasoojendites temperatuuril kuni 60–80 °С ja üle selle põhjustab messingtorude tõsiseid korrosioonikahjustusi. Viimased muutuvad rabedaks ja sageli omandab messing pärast mitu kuud kestnud tööd tugeva selektiivse korrosiooni tagajärjel käsnja struktuuri.
Toiteveetee teise sektsiooni elemendid - õhutustajast aurugeneraatorini - hõlmavad toitepumbasid ja -torusid, regeneratiivseid küttekehasid ja ökonomaisereid. Selle piirkonna veetemperatuur läheneb vee järjestikuse kuumutamise tulemusena regeneratiivsoojendites ja veesäästuseadmetes katla vee temperatuurile. Selle traktiosaga seotud seadmete korrosiooni põhjuseks on peamiselt toitevees lahustunud vaba süsihappegaasi mõju metallile, mille allikaks on täiendav keemiliselt töödeldud vesi. Suurenenud vesinikioonide kontsentratsiooni korral (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.
Messingist valmistatud seadmete (madalrõhuküttekehad, kondensaatorid) juuresolekul toimub vee rikastamine vaseühenditega aurukondensaadi tee kaudu hapniku ja vaba ammoniaagi juuresolekul. Hüdreeritud vaskoksiidi lahustuvuse suurenemine on tingitud vase-ammoniaagi komplekside, näiteks Сu(NH 3) 4 (OH) 2 moodustumisest. Need madalsurveküttekehade messingist torude korrosiooniproduktid hakkavad lagunema kõrgsurve regeneratiivsete küttekehade (p.h.p.) tee lõikudes, moodustades vähem lahustuvaid vaskoksiide, mis osaliselt sadestuvad p.p. torude pinnale. e. vasikade sadestused torudel a.e. aitavad kaasa nende korrosioonile töötamise ajal ja seadmete pikaajalisel parkimisel ilma konserveerimiseta.
Toitevee ebapiisavalt sügava termilise õhutustamise korral täheldatakse punktkorrosiooni peamiselt ökonomaisaatorite sisselaskeosadel, kus toitevee temperatuuri märgatava tõusu tõttu eraldub hapnik, samuti toitekanali seisvates osades.
Aurutarbijate soojust kasutavad seadmed ja torustikud, mille kaudu tootmiskondensaat CHPP-sse suunatakse, on korrosioonile alluvad neis sisalduva hapniku ja süsihappe toimel. Hapniku ilmumist seletatakse kondensaadi kokkupuutega õhuga avatud paakides (at avatud vooluring kondensaadi kogumine) ja imemine seadmete lekete kaudu.
Peamised meetmed toiteveetee esimeses osas (veepuhastusjaamast termilise õhutustajani) asuvate seadmete korrosiooni vältimiseks on järgmised:
1) korrosioonivastaste kaitsekatete kasutamine veepuhastusseadmete ja mahutite pindadel, mida pestakse happeliste reaktiivide või söövitava vee lahustega, kasutades kummi, epoksüvaikusid, perklorovinüülipõhiseid lakke, vedelat naüriiti ja silikooni;
2) polümeermaterjalist (polüetüleen, polüisobutüleen, polüpropüleen jne) valmistatud happekindlate torude ja liitmike või seest leekpihustusega kaetud kaitsekatetega vooderdatud terastorude ja liitmike kasutamine;
3) korrosioonikindlatest metallidest (punane vask, roostevaba teras) soojusvahetite torude kasutamine;
4) täiendavalt keemiliselt töödeldud veest vaba süsihappegaasi eemaldamine;
5) mittekondenseeruvate gaaside (hapnik ja süsihape) pidev eemaldamine madalrõhu regeneratiivsoojendite, jahutite ja võrguvee soojendajate aurukambritest ning neis tekkiva kondensaadi kiire eemaldamine;
6) kondensaadipumpade tihendi, liitmike ja toitetorustike äärikühenduste hoolikas tihendamine vaakumis;
7) turbiinkondensaatorite piisava tiheduse tagamine jahutusvee ja õhu poolelt ning õhu imemise jälgimine salvestushapnikumõõtjate abil;
8) kondensaatorite varustamine spetsiaalsete degaseerimisseadmetega hapniku eemaldamiseks kondensaadist.
Toiteveetee teises osas asuvate seadmete ja torustike korrosiooniga võitlemiseks (termodeaeraatoritest aurugeneraatoriteni) võetakse järgmised meetmed:
1) soojuselektrijaamade varustamine termodeaeraatoritega, mis mis tahes töötingimustes toodavad õhuvaba vett, mille hapniku ja süsinikdioksiidi jääksisaldus ei ületa lubatud norme;
2) mittekondenseeruvate gaaside maksimaalne eemaldamine kõrgsurve regeneratiivkuumutite aurukambritest;
3) korrosioonikindlate metallide kasutamine veega kokkupuutuvate toitepumpade elementide valmistamiseks;
4) toitaine- ja drenaažipaakide korrosioonivastane kaitse, kasutades mittemetallilisi katteid, mis on vastupidavad temperatuurile kuni 80-100 ° C, näiteks asbovinüül (laki etinooli segu asbestiga) või epoksüvaikudel põhinevad värvid ja lakid. ;
5) kõrgsurve regeneratiivkuumutite torude valmistamiseks sobivate korrosioonikindlate konstruktsioonimetallide valik;
6) toitevee pidev töötlemine leeliseliste reaktiividega, et säilitada ettenähtud optimaalne väärtus toitevee pH, mis pärsib süsihappegaasi korrosiooni ja tagab kaitsekile piisava tugevuse;
7) toitevee pidev töötlemine hüdrasiiniga, et siduda jääkhapnik pärast termodeaeraatoreid ja tekitada pidurdavat toimet rauaühendite ülekandumist seadme pinnalt toitevette;
8) toiteveepaakide tihendamine nn suletud süsteemi korraldamisega, et vältida hapniku sattumist toiteveega aurugeneraatorite ökonomaiseritesse;
9) toiteveetrassi seadmete usaldusväärse konserveerimise rakendamine nende seisaku ajal reservis.
Tõhus meetod korrosiooniproduktide kontsentratsiooni vähendamiseks aurutarbijate poolt CHPP-sse tagastatavas kondensaadis on kilet moodustavate amiinide - oktadetsüülamiini või selle asendajate lisamine tarbijatele suunatavasse turbiinide selektiivsesse auru. Nende ainete kontsentratsioonil aurus 2–3 mg / dm 3 , tootmiskondensaadis on võimalik raudoksiidide sisaldust vähendada 10–15 korda. Polüamiinide vesiemulsiooni doseerimine doseerimispumba abil ei sõltu süsihappe kontsentratsioonist kondensaadis, kuna nende toime ei ole seotud neutraliseerivate omadustega, vaid põhineb nende amiinide võimel moodustada lahustumatuid ja vees lahustumatuid omadusi. vastupidavad kiled terase, messingi ja muude metallide pinnal.
NSV Liidu ENERGIA- JA ELEKTRIMISMINISTEERIUM
ENERGIA JA ELEKTRIKATSIOONI TEADUS- JA TEHNILINE PÕHIOSAKOND
METOODILISED JUHISED
HOIATUSEGA
MADAL TEMPERATUUR
PINNAKORROOSIOON
KÜTTE- JA GAASILÕRSID KATLAD
RD 34.26.105-84
SOYUZTEKHENERGO
Moskva 1986
VÄLJATÖÖTATUD F.E. järgi nimetatud üleliidulise Punalipulise Töösoojustehnika Uurimisinstituudi kahekordse ordeni poolt. Dzeržinski
ESINEJAD R.A. PETROSYAN, I.I. NADÕROV
KINNITATUD pealiku poolt tehniline juhtimine elektrisüsteemide tööks 22.04.84
Juhataja asetäitja D.Ya. ŠAMARAKOV
|
METOODILISED JUHISED KÜTTEPINDADE JA KATLADE GAASITORKUMISE VÄLTIMISEKS |
RD 34.26.105-84 |
Aegumiskuupäev määratud
alates 01.07.85
kuni 01.07.2005
Need juhised kehtivad auru- ja kuumaveekatelde madalatemperatuuriliste küttepindade kohta (ökonaiserid, gaasiaurustid, õhusoojendid erinevat tüüpi jne), samuti õhuküttekehade taga asuval gaasiteel (gaasikanalid, tuhakollektorid, suitsuärastustorud, korstnad) ning kehtestada meetodid küttepindade kaitsmiseks madalatemperatuurse korrosiooni eest.
Juhend on mõeldud hapukütusel töötavatele soojuselektrijaamadele ja katlaseadmeid projekteerivatele organisatsioonidele.
1. Madaltemperatuuriline korrosioon on katelde sabaküttepindade, gaasikanalite ja korstnate korrosioon suitsugaasidest neile kondenseeruvate väävelhappeaurude toimel.
2. Väävelhappeaurude kondenseerumine, mille ruumala sisaldus suitsugaasides väävlikütuse põletamisel on vaid mõni tuhandik protsenti, toimub temperatuuridel, mis on oluliselt (50 - 100 °C võrra) kõrgemad kondensatsioonitemperatuurist. veeaurust.
4. Küttepindade korrosiooni vältimiseks töö ajal peab nende seinte temperatuur ületama suitsugaaside kastepunkti temperatuuri kõigil katla koormustel.
Kõrge soojusülekandeteguriga ainega jahutatavate küttepindade puhul (ökonomaiserid, gaasiaurustid jne) peavad keskkonna temperatuurid nende sisselaskeava juures ületama kastepunkti temperatuuri umbes 10 °C võrra.
5. Kuumaveeboilerite küttepindade puhul, kui need töötavad väävlisisaldusega kütteõlil, ei saa realiseerida tingimusi madaltemperatuuri korrosiooni täielikuks välistamiseks. Selle vähendamiseks on vaja tagada katla sisselaskeava vee temperatuur, mis on võrdne 105 - 110 °C. Kuumaveeboilerite kasutamisel tipp-boileritena saab sellise režiimi pakkuda võrguveeboilerite täieliku kasutamisega. Kuumaveeboilerite kasutamisel põhirežiimis saab boilerisse siseneva vee temperatuuri tõusu saavutada kuuma vee retsirkulatsiooniga.
Käitistes, mis kasutavad soojaveeboilerite ühendamise skeemi küttevõrguga läbi vesisoojusvahetite, on tingimused küttepindade madalatemperatuurilise korrosiooni vähendamiseks täielikult tagatud.
6. Aurukatelde õhusoojendite puhul on madaltemperatuuri korrosiooni täielik välistamine tagatud, kui kõige külmema sektsiooni seina arvestuslik temperatuur ületab kastepunkti temperatuuri katla kõigil koormustel 5-10 °C võrra (minimaalne väärtus viitab minimaalne koormus).
7. Torukujuliste (TVP) ja regeneratiivsete (RAH) õhusoojendite seinatemperatuuri arvutamine toimub vastavalt “Katlasõlmede soojusarvutus” soovitustele. Normatiivne meetod” (M.: Energy, 1973).
8. Kui seda kasutatakse torukujulistes õhusoojendites vahetatavate külmakuubikute või happekindla kattega (emailitud jne) torudest valmistatud kuubikute või korrosioonikindlast materjalist valmistatud torude esimese (õhu kaudu) läbipääsuna, alljärgnevalt kontrollitakse tingimusi õhusoojendi madalatemperatuurse korrosiooni (õhuga) metallikuubikute täielikuks välistamiseks. Sel juhul peaks nii vahetatavate kui ka korrosioonikindlate kuubikute külmade metallkuubikute seinatemperatuuri valikul välistama torude intensiivse saastumise, mille puhul peaks nende minimaalne seinatemperatuur väävlisisaldusega kütteõlide põlemisel olema alla kaste. suitsugaaside punkt mitte rohkem kui 30–40 ° C. Tahkete väävlikütuste põletamisel tuleks toruseina minimaalseks temperatuuriks vastavalt selle intensiivse reostuse vältimise tingimustele võtta vähemalt 80 °C.
9. RAH-s arvutatakse madalatemperatuurilise korrosiooni täieliku välistamise tingimustes nende kuum osa. RAH külm osa on valmistatud korrosioonikindlaks (emailitud, keraamiline, vähelegeeritud teras jne) või asendatav tasapinnalistest metalllehtedest paksusega 1,0 - 1,2 mm, valmistatud madala süsinikusisaldusega terasest. Selle dokumendi punkti nõuete täitmisel järgitakse pakendi intensiivse saastumise vältimise tingimusi.
10. Emaileeritud täidisena kasutatakse metalllehti paksusega 0,6 mm. TU 34-38-10336-89 järgi valmistatud emailitud pakendi kasutusiga on 4 aastat.
Portselantorusid saab kasutada keraamilise pakendina, keraamilised plokid või ääristega portselantaldrikud.
Arvestades kütteõli tarbimise vähenemist soojuselektrijaamade poolt, on RAH külma osa jaoks soovitav kasutada vähelegeerterasest 10KhNDP või 10KhSND tihendit, mille korrosioonikindlus on 2–2,5 korda kõrgem kui kütteõli oma. madala süsinikusisaldusega teras.
11. Õhusoojendite kaitsmiseks madalatemperatuurse korrosiooni eest käivitusperioodil on vaja läbi viia meetmed, mis on sätestatud "Juhised traatribidega elektrisoojendite projekteerimiseks ja kasutamiseks" (M.: SPO Soyuztekhenergo , 1981).
Väävelkütteõli katla süütamine peaks toimuma eelnevalt sisse lülitatud õhkküttesüsteemiga. Õhusoojendi ees oleva õhu temperatuur süttimise algperioodil peaks reeglina olema 90 °C.
11a. Õhusoojendite kaitsmiseks madaltemperatuurse ("jaama") korrosiooni eest seisatud katlal, mille tase on umbes kaks korda kõrgem kui töötamise ajal korrosioonikiirus, puhastage õhusoojendid enne katla seiskamist põhjalikult välistest sadestustest. Samal ajal on enne katla väljalülitamist soovitatav hoida õhutemperatuuri õhusoojendi sisselaskeava juures selle väärtuse tasemel katla nimikoormusel.
TVP puhastamine toimub haavliga, mille etteandetihedus on vähemalt 0,4 kg/m.s (käesoleva dokumendi lk).
Sest tahked kütused arvestades olulist tuhakollektorite korrosiooniohtu, tuleks suitsugaaside temperatuur valida suitsugaaside kastepunktist 15 - 20 °C võrra kõrgem.
Väävlisisaldusega kütteõlide puhul peab suitsugaaside temperatuur ületama kastepunkti temperatuuri katla nimikoormusel umbes 10 °C võrra.
Sõltuvalt kütteõli väävlisisaldusest tuleks arvutatud suitsugaaside temperatuur katla nimikoormusel võtta järgmiselt:
Suitsugaaside temperatuur, ºС...... 140 150 160 165
Väävlilise kütteõli põletamisel üliväikeste õhuliigsustega (α ≤ 1,02) saab kastepunkti mõõtmise tulemusi arvesse võttes võtta suitsugaaside temperatuuri madalamaks. Keskmiselt vähendab üleminek väikestelt õhuülesannetelt üliväikestele kastepunkti temperatuuri 15–20 °C võrra.
Usaldusväärse töö tagamiseks korsten ja selle seinte niiskuskadude vältimist ei mõjuta mitte ainult heitgaaside temperatuur, vaid ka nende tarbimine. Toru töötamine projekteeritud tingimustest oluliselt madalamate koormustingimustega suurendab madala temperatuuriga korrosiooni tõenäosust.
Maagaasi põletamisel soovitatakse suitsugaaside temperatuur olla vähemalt 80 °C.
13. Katla koormuse vähendamisel vahemikus 100 - 50% nimiväärtusest tuleb püüda suitsugaaside temperatuuri stabiliseerida, mitte lasta sellel nominaalsest langeda rohkem kui 10 °C.
Kõige ökonoomsem viis suitsugaaside temperatuuri stabiliseerimiseks on tõsta õhu eelsoojendustemperatuuri küttekehades koormuse vähenedes.
Minimaalsed lubatud temperatuurid õhu eelsoojendamiseks enne RAH-i on võetud vastavalt Elektrijaamade ja võrkude tehnilise ekspluatatsiooni eeskirjade (M.: Energoatomizdat, 1989) punktile 4.3.28.
Juhtudel, kui optimaalsed temperatuurid suitsugaase ei saa anda ebapiisava RAH küttepinna tõttu, tuleb võtta õhu eelsoojendustemperatuurid, mille juures suitsugaaside temperatuur ei ületa käesolevate punktides toodud väärtusi Juhised.
16. Metallist gaasikanalite madalatemperatuurse korrosiooni eest kaitsvate usaldusväärsete happekindlate katete puudumise tõttu saab nende töökindluse tagada põhjaliku isolatsiooniga, tagades, et suitsugaaside ja seina temperatuuride erinevus ei ületa 5 kraadi. °C.
Praegu kasutusel olevad isolatsioonimaterjalid ja -tarindid ei ole pikaajalises töös piisavalt töökindlad, mistõttu tuleb perioodiliselt, vähemalt kord aastas, jälgida nende seisukorda ning vajadusel teostada remondi- ja taastamistöid.
17. Kasutatakse katseliselt gaasikanalite kaitsmiseks madala temperatuuriga korrosiooni eest mitmesugused katted tuleb meeles pidada, et viimane peaks tagama kuumakindluse ja gaasitiheduse temperatuuril, mis ületab suitsugaaside temperatuuri vähemalt 10 ° C võrra, vastupidavuse väävelhappe mõjudele, mille kontsentratsioon on 50–80%. vahemik vastavalt 60–150 ° C ning nende parandamise ja taastamise võimalus .
18. Madala temperatuuriga pindade jaoks konstruktsioonielemendid RVP ja katelde gaasikanalid, on soovitatav kasutada madala legeeritud teraseid 10KhNDP ja 10KhSND, mille korrosioonikindlus on süsinikterasest 2–2,5 korda parem.
Absoluutne korrosioonikindlus on ainult väga nappidel ja kallitel kõrglegeeritud terastel (näiteks teras EI943, mis sisaldab kuni 25% kroomi ja kuni 30% niklit).
Lisa
1. Teoreetiliselt võib antud väävelhappeauru ja vee sisaldusega suitsugaaside kastepunkti temperatuuri defineerida sellise kontsentratsiooniga väävelhappe lahuse keemistemperatuurina, mille juures on sama veeauru ja väävelhappe sisaldus. lahenduse kohal.
Mõõdetud kastepunkti temperatuur võib olenevalt mõõtmistehnikast erineda teoreetilisest väärtusest. Nendes soovitustes suitsugaaside kastepunkti temperatuuri kohta t lküksteisest 7 mm kaugusel joodetud 7 mm pikkuste plaatina elektroodidega standardse klaasanduri pinnatemperatuur, mille juures kastekile takistus püsiolekus olevate elektroodide puhul on võrdne 107 oomi. Elektroodide mõõteahelas kasutatakse madalpinge vahelduvvoolu (6 - 12 V).
2. Väävlisisaldusega kütteõlide põletamisel õhuliigsusega 3 - 5%, sõltub suitsugaaside kastepunkti temperatuur kütuse väävlisisaldusest. Sp(riis.).
Äärmiselt madala õhuliigsusega (α ≤ 1,02) väävlisisaldusega kütteõlide põletamisel tuleks suitsugaaside kastepunkti temperatuur võtta erimõõtmiste tulemustest. Katelde režiimile α ≤ 1,02 üleviimise tingimused on sätestatud “Juhised väävlikütusel töötavate katelde üleviimiseks üliväikese liigõhuga põlemisrežiimile” (M.: SPO Soyuztekhenergo, 1980).
3. Väävlisisaldusega tahkekütuse põletamisel pulbristatud olekus on suitsugaaside kastepunkti temperatuur tp saab arvutada kütuse vähendatud väävli- ja tuhasisalduse järgi S p pr, A r pr ja veeauru kondenseerumise temperatuur t con valemi järgi
kus a un- tuha osatähtsus kärbes (tavaliselt võetakse 0,85).
Riis. 1. Suitsugaaside kastepunkti temperatuuri sõltuvus väävlisisaldusest põletatud kütteõlis
Selle valemi esimese liikme väärtus at a un= 0,85 saab määrata jooniselt fig. .
Riis. 2. Suitsugaaside kastepunkti temperatuuride erinevused ja veeauru kondenseerumine neis sõltuvalt vähendatud väävlisisaldusest ( S p pr) ja tuhk ( A r pr) kütuses
4. Gaasiliste väävelkütuste põletamisel saab suitsugaaside kastepunkti määrata jooniselt fig. tingimusel, et gaasi väävlisisaldus arvutatakse vähendatuna, st massiprotsendina 4186,8 kJ / kg (1000 kcal / kg) gaasi kütteväärtuse kohta.
Sest gaasikütus vähendatud väävlisisalduse massiprotsendina saab määrata valemiga
kus m- väävli aatomite arv väävlit sisaldava komponendi molekulis;
q- väävli mahuprotsent (väävlit sisaldav komponent);
Q n- gaasi põlemissoojus kJ / m 3 (kcal / nm 3);
Koos- koefitsient 4,187, kui Q n väljendatud kJ/m 3 ja 1,0, kui kcal/m 3 .
5. Õhkküttekehade vahetatava metallpakendi korrosioonikiirus kütteõli põlemisel sõltub metalli temperatuurist ja suitsugaaside söövitusastmest.
Väävlisisaldusega kütteõli põletamisel 3–5% õhuliigiga ja pinnale auruga puhumisel saab RAH-pakendite korrosioonikiirust (mõlemal küljel mm/aastas) ligikaudselt hinnata tabelis toodud andmete põhjal. .
Tabel 1
|
Tabel 2
6. Söe puhul, mille tuhas on palju kaltsiumoksiidi, on kastepunkti temperatuurid madalamad kui käesolevate suuniste lõigete kohaselt arvutatud. Selliste kütuste puhul on soovitatav kasutada otsemõõtmiste tulemusi. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Laadimine...