При удалении с внутренних поверхностей нагрева теплоэнергетического оборудования ТЭС и АЭС различных видов отложений возможно применение как механического и химического способов очистки.
Механические способы очистки заключаются в удалении накипи и рыхлых отложений с помощью специальных инструментов с электро-или пневмоприводом, либо вручную. К недостаткам данного способа можно отнести: высокую трудоемкость; необходимость вскрытия и продолжительной остановки оборудования; невозможность тщательной очистки элементов сложной конфигурации. Используются при эксплуатационной очистке барабанных котлов малой производительности и вспомогательного оборудования.
Химический способ заключается в обработке отложений специальными моющими растворами.
Сущность метода химической очистки заключается в том, что кислоты, вступая во взаимодействие с отложениями в процессе промывки оборудования, растворяют их, переводя нерастворимые в воде соли в растворимые.
Карбонатные, фосфатные и железоокисные отложения хорошо удаляются 4-6 % –ным раствором, ингибированной соляной кислоты по реакциям:
CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2↑
FeO+2HCl→FeCl2+H2O
Ca3(PO4)2+6HCl→3CaCl2+2H3PO4
Mg3(PO4)2+6HCl→3MgCl2+2H3PO4
В таблице ниже приведен перечень основных реагентов для проведения химических очисток энергетического оборудования.
Реагенты для химической очистки теплоэнергетического оборудования
|
Кислота |
Концентрация раствора |
Температура, °С |
Ингибиторы |
Отложения |
|
1. Соляная НС1 |
4-7% |
20-80 |
0,5-1 % уротропин, КИ-1 (катапин) В-1,В-2,ПБ-5 |
СаСОз (необходимо предусмотреть отвод газов или пеногаситсль) жслсзоокисныс , фосфатные |
| 2.Серная H2SO4 |
5- 10%,- циркуля- ция, 8— 10% — метод травления |
20-60 |
0,1 % КИ-1 (Каталин) или катапин +0,05% тиуран, можно использовать 1 % уротропин, 0,1% КИ +0,3% ТИ (тиа- мочевина) |
Нельзя использовать для растворения СаСОз, т.к. образуется CaS04 (гипс) |
| 3. Сульфаминовая NH2SO2OH |
Потребность в 3 раза больше, чем серной |
60-100 |
0,1 % ОП-7 (ОП-Ю) +0,0117 % каптакс |
Растворяет все виды отложений |
| 4. Плавиковая HF NH4HF2+ H2SO4 |
1:1 |
70 |
Серасодер., азотист. и др. |
Окалина силикатные накипи |
|
5. Уксусные муравиные кислоты |
1:10 |
До 100 |
ОП+каптакс ОП+тиуран КИ+каптакс КИ+тиуран |
До 500 г/м3 не вызывает коррозию |
|
6. Адипиновая, щавелевая кислоты |
3% |
До 100 |
— |
Сажевые (1000 г/м2) |
|
7. Лимон, винная кислоты |
3-4 % |
До 100 |
рН=4 |
До 500-700 г/м2 |
|
8. тр. Б, ОДЭФК, ЭДФК |
10 г/л |
100-120 |
рН=3 |
Моющая способность до 500 г/м2 |
|
9. Композиции на основе комплексонов |
100 |
рН=3-4 |
Оксиды железа |
Для уменьшения коррозионного воздействия на металл при проведении химических промывок в моющие растворы добавляют ингибиторы коррозии, которые тормозят катодный или анодный процесс или оба одновременно. Подбор ингибиторов и их смесей осуществляют экспериментально, применительно к конкретным условиям химической очистки. Предпочтение отдают хорошо растворимым веществам, которые могут вводиться в незначительных концентрациях, являются недефицитными и недорогими. К основным ингибиторам, применяемым на ТЭС и АЭС можно отнести уротропин, катапин, каптакс, формалин, ПБ-5 (продукт конденсации уротропина и анилина), поверхностно-активные вещества ОП-10 и ОП-7 и т.п.
Продолжительность воздействия кислоты и весь ход процесса очистки контролируют анализами на кислотность. Если кислотность раствора снизилась, то добавляют новую порцию кислоты. Если темп снижения кислотности рабочего раствора замедляется и концентрация кислоты стабилизируется – это свидетельствует об окончании процесса кислотной очистки.
Технология химической очистки выбирается на основе анализа химического состава и величины отложений.
Практически все моющие растворы по отношению к металлу являются коррозионно-активными. Оптимальными считаются такие методы химической очистки, которые обеспечивают сочетание высокой скорости растворения продуктов коррозии и отложений с минимальной коррозией конструкционных материалов.
Используются следующие методы проведения химических очисток:
- метод травления — без циркуляции раствора. Очищаемый объем заполняется выбранными моющим средством, выдерживается определенное время и сбрасывается. Эта операция повторяется несколько раз до полного удаления отложений. Метод длительный, связан с большими расходами моющих средств. Используется в основном для котлов низких параметров;
- метод принудительной циркуляции моющих растворов с помощью специальных насосов является значительно более эффективными и на ТЭС и АЭС применяют именно его. Кроме того для дополнительного повышения эффекта очистки, снижения концентрации моющего раствора и уменьшения времени очистки применяют подогрев растворов.
Выбор промывочной схемы, состава и температуры моющих растворов, продолжительности и режима всех операций промывки производят с учетом характера и химсостава отложений, типа оборудования, его конструктивных особенностей, рабочих параметров, свойств металла отдельных элементов.
В процессе кислотной очистки оборудования сбрасывается значительное количество растворов, содержащих различные химические компоненты (часто токсичные).