Спосіб очищення парових котлів

Спосіб очищення парових котлів шляхом розпушування відкладень лужним розчином із вмістом Na3РО4 при температурі 90°С, відмивання водою, промивання підігрітою 5% соляною кислотою, до якої додано інгібітори корозії, що містять уротропін, відмивання водою та пасивації, який відрізняється тим, що лужний розчин містить 5% Nа3РО4 і 5% Na2CO3, кислота, інгібована 1,0% уротропіну, 0,02% каптаксу і 0,1-0,2% В-2, та містить 5% розчин хлористого амонію, промивання підігрітою кислотою проводять при 50°С циркуляцією по трубному простору зі швидкістю 1,0 м/с, а для відмивання використовують знесолену воду. (19) (21) 2000042312 (22) 24.04.2000 (24) 15.05.2001 (33) UA (46) 15.05.2001, Бюл. № 4, 2001 р. (72) Янковський Микола Андрійович, Туголуков Олександр Володимирович, Степанов Валерій Андрійович, Кравченко Борис Васильович, Островська Аліна Іванівна, Заугольнікова Євгенія Анатоліївна, Лозова Валентина Іванівна, Літовченко Ніна Іллівна, Польоха Аліна Михайлівна, Шерстюков Дмитро Миколайович, Супрун Галина Григоровна, Фоменко Сергій Дмитрович, Базулук Костянтин Борисович, Бурсаков Віктор Іванович, П'яткін Станіслав Федорович 37841 тичному обладнанню, зниження агресивності промивних розчинів, які містять доступні компоненти, скорочення тривалості процесу очищення. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що очищенням парових котлів здійснюють шляхом розпушування відкладень лужним розчином із вмістом Nа3PО4 при температурі 90°С, відмивання водою, промивання підігрітою 5% соляною кислотою, до якої додано інгібітори корозії, що містять уротропін, відмивання водою та пасивації, за способом, лужний розчин містить 5% Nа3РО4 i 5% Na2CO3, кислота, iнгібована 1,0% уротропіну, 0,02% каптаксу і 0,1-0,2% В-2, та містить 5% розчин хлористого амоній, промивання підігрітою кислотою проводять при 50°С циркуляцією по трубному простору зі швидкістю 1,0 м/с, а для відмивання використовується знесолена вода. Зазначений ефект у способі, який пропонується, порівняно з відомими, досягається за рахунок підвищення концентрації при розпушенні відкладень лужним розчином та збільшення в промивному розчині іонів хлору в формі менш агресивній по відношенню до металу, здатних утворювати з відкладеннями водорозчинні солі, що уносяться знесоленою водою, яка не впливає на взаємодію лужних або кислих компонентів, застосування відповідного температурного режиму та циркуляції прискорюють руйнування й винос оксидів заліза та оксидів/сульфатів кальцію/магнію/, підібрано інгібітори у відповідній кількості, що забезпечують зниження агресивності промивного розчину. Пропонований спосіб очищення парових котлів здійснюється таким чином: Для очищення котлів збирають схему циркуляції промивного розчину за замкненим циклом: ємкість, насос, трубчатка котла, ємкість. Циркуляцію проводять із швидкістю 1 м/с. Відкладення розпушують лужним розчином, який містить 5% Na2PO4 та 5% Na2CO3 при 90°С рН-10-12 протягом 5 год., потім розчин зливають, систему промивають знесоленою водою до рН=78. Закачують 5% соляну кислоту, інгібовану 1,0% уротропіну, 0,02% каптаксу і 0,1-0,2% В-2 та доводять концентрацію хлористого амонію в ній до 5%. Циркуляція-одержаним розчином триває 5 год при 50°С. Потім розчин зливають, систему промивають знесоленою водою до нейтральної реакції (рН=67). Пасивацію проводять 1% розчином NaNO2 з 1% NаHО2 при 50°C протягом 3-4 год. Ефективність очищення оцінюють за результатами візуального огляду поверхні трубок котла. Тривалість очищення (таблиця, стовпчик другий) містить час лужної та кислотної промивок. Швидкість корозії металу котла в промивному розчині визначають потенціостатично. Приклад 1. Пусковий котел виробництва аміаку з природного газу. Діаметр трубок dтp.- 60х3 мм, матеріал - вуглецева сталь марки Ст.20. Фронтальний екран має трубок 35 шт., задній екран – 47 шт., лівий екран - 33 шт., правий екран - 43шт. В трубний простір подається живильна вода, з утворенням пари тиском 45 ат., температурою t=440°С. По міжтрубному простору пропускають димові гази. Відкладення (накип та осад) такого складу, % мас.: Fe2О3 - 2,8; SО4 - 2,7; АІ2О3 - 1,0; CaO - 15,6; MgO - 13,2; PО4 - 44,1; Na+ - 0,02; K+ 0,006; втрати при пропіканні (в.п.п.) - 9,3. Результати наведені в таблиці. Приклад 2. Котел-утилізатор 1 ступеня виробництва аміаку з природного газу. Рекупераційна частина - труби Фільда. Матеріал труб - сталь 15 ХМ. Трубки мають: діаметри: dтр.=50х3,5 мм, dтp.=25x2 мм, довжину: L=6383 мм, L=7395 мм; кількість: n=265 шт. n=265 шт. Трубний простір: пара тиском Р=105,5 кгс/см2, t=314°C; міжтрубний простір: конвентований газ тиском 41,5 кгс/см2, tвx.=465...482°C, tвиx.=950...1018°C. Склад відкладень, % мас.: Fe2O3 - 1,7; Ca+Mg/Ca - 28,4; AL2O3 2,7; SiO2 - 2,3, SО4 - 63,5; в.п.п. - 1,4. Результати в таблиці. Приклад 3. Допоміжний котел виробництва аміаку із природного газу. Матеріал - Ст.20. Котел містить бокові екрани (2 шт.): dтp.=73x7 мм, L=10633 мм, n=120 шт.; задній екран: dтp.=73x7 мм, n=48 шт. Трубний простір: водяна пара, Р=105...109 кгс/см2, t=314...318°C. Міжтрубний простір: димові гази, t=1000°C. Склад відкладень, % мас.: SiО2 - 6,0; Fe2О3 - 28,0; SО4 - 24,0; PО4 - 9,2; Са - 16,7; AL2O3 - 2,5; MgO - 10,4; Cl – 0,1; Nа+ - 1,6; K+ - 0,01; в.п.п. - 1,3. Результати в таблиці. Приклад 4 (контрольний). Очищення проводять аналогічно прикладу 1 для відкладень за прикладами 1-3, концентрація соляної кислоти в промивному розчині 3%. Результати в таблиці. Приклад 5 (контрольний). Очищення проводять аналогічно прикладу 1 для відкладень за прикладами 1-3, концентрація соляної кислоти в промивному розчині 7%. Результати в таблиці. Приклад 6 (контрольний). Очищення проводять аналогічно прикладу 1 для відкладень за прикладами 1-3, концентрація хлористого амонію в промивному розчині 4%. Результати в таблиці. Приклад 7 (контрольний). Очищення проводять, аналогічно прикладу 1 для відкладень за прикладами 1-3, концентрація хлористого амонію в промивному розчині 6%. Результати в таблиці. Приклад 8 (прототип). Схема промивки аналогічна прикладу 1 для відкладень за приклада ми 1-3. Відкладення розпушують лужним розчином, який містить 1% Na3PО4 при 90°C 6...8 год, розчин зливають, систему промивають водою до рН=7-8. Закачують 5% соляну кислоту, що інгібова 0,5% уротропіну та 0,1% ОП-10 і промивають при 60°С 10...14 год. Потім розчин зливають, промивають водою до нейтральної реакції. Пасивацію внутрішньої поверхні здійснюють аналогічно прикладу 1. Результати в таблиці. Приклад 9 (аналог). Схема промивки аналогічна прикладу 1 для відкладень по прикладах 1-3. Обробка 5% розчином ортофосфорної кислоти при значеннях рН=2 і температури 70"С триває 1 годину, потім 5% розчином соляної кислоти, інгібованої 0,3% розчином уротропіну, з вмістом 5% хлориду амонію, при t=70°C та циркуляції зі швидкістю не менше як 0,5 м/с. протягом години. Повторенням обробки поверхні цими розчинами 12-15 разів досягається повне очищення внутрішньої поверхні труб парових котлів. Результати в таблиці. Приклад 10 (контрольний). Схема промивки аналогічна прикладу 1 для осадів за прикладами 1-3. Очищення проводиться за прикладом 8, 2 37841 використовується 5% соляна кислота, що інгібірована 1,0% уротропіну, 0,02% каптакса та 0,1-0,2% В-2. Результати в таблиці. Дані таблиці показують: спосіб, що пропонується, дозволяє використовувати доступні реактиви та досягати повного очищення парових котлів різних конструкцій (приклади 1-3) від важкорозчинних відкладень складного складу. У 1,6-2,2 раза, порівняно з прототипом (приклад 8), скорочується час на промивку паросистеми, в 2,8-3 рази знижується корозійна активність промивного розчину. Контрольними прикладами показано, що зниження концентрації соляної кислоти нижче нижньої межі, (приклад 4), призводить до збільшення тривалості промивки. Збільшення концентрації кислоти вище верхньої межі (приклад 5) скорочує тривалість промивки, порівняно з відомими способами, але підвищує агресивність промивного розчину, що призводить до руйнування внутрішньої по верхні обладнання. Тривалість промивки збільшується коли знижується концентрація хлористого амонію (приклад 6), збільшення концентрації хлористого амонію (приклад 7) додаткового ефекту не дає. Очищення за прикладом 9 (аналог) призводить до вростання корозійної активності розчину за рахунок слабої інгібуючої здатності. Введення інгібіторів пропонованого способу за технологією прототипу (приклад 10) дозволяє трохи знизити агресивність розчину. Спосіб, що пропонується, дозволяє досягти більш високого ступеню очищення парових котлів, скоротити час простою обладнання застосовуючи підтримання температурного режиму і циркуляції в комбінації із реагентами, здатними утворювати з відкладеннями водорозчинні солі, при наявності інгібуючих властивостей промивних розчинів. Таблиця № прикладів Ступінь очищення 1 2 3 4к 5к 6к 7к 8п 9а 10к 100 100 100 92 100 100 100 100 97 97 Швидкість корозії, мм/рік Тривалість промивки, год 10 10 10 17-24 14-18 12-14 10 16-22 14-20 14-18 Ст. 20 6,8 6,8 5,2 18,1 6,6 6,8 21,4 24,7 17,2 15ХМ 6,1 4,5 15,2 6,0 6,1 16,8 18,4 16,0 Примітка Пропонований спосіб Те саме " Контрольний " " " Прототип Аналог Контрольний __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3