Спосіб хімічного очищання внутрішніх поверхонь теплоенергетичного обладнання

Спосіб хімічного очищання внутрішніх поверхонь теплоенергетичного обладнання, який вклю 3 76033 4 теплоенергетичного обладнання, який включає які утворюють замкнутий контур. Водяні камери приготування розчину суміші низькомолекулярних агрегату 2 мають повітровідвідні канали 5, а бак 3 дикарбонових кислот у підігрітій воді, його подачу для приготування розчину має патрубок 6 з шибеу внутрішній об'єм теплоенергетичного обладнанром для завантаження сухої суміші низькомолекуня, промивку внутрішніх поверхонь обладнання, лярних дикарбонових кислот. згідно винаходу, очищення проводять щонайменЗапропонований спосіб хімічного очищення ше за один етап, а промивку проводять шляхом внутрішніх поверхонь теплоенергетичного обладциркуляції розчину суміші низькомолекулярних нання реалізується наступним чином. дикарбонових кислот по замкнутому контуру внутЗа допомогою насоса 4 через бак 2 для пригорішніх поверхонь теплоенергетичного обладнання тування розчину заповнюють контур освітленою із швидкістю 0,1-2,0м/сек, і/або у статичному редеаерованою водою підігрітою до 40-100°С. При жимі, причому діапазон концентрації розчину постійній циркуляції води в контурі з швидкістю складає 2-12% при температурі 40-120°С, а конт0,1-0,2м/сек, яку задають за допомогою насоса 4, роль за реакційною здатністю розчину здійснюють проводять засипку сухої суміші низькомолекулярвимірюванням рН розчину. них дикарбонових кислот в складі янтарна 25-40%, Використання у процесі промивки внутрішніх адипінова 25-45% та глутарова 30-40%, або комповерхонь теплоенергетичного обладнання розчипозиції на їх основі, в бак 3 для приготування рознів суміші НДК із концентрацією 2-12% дозволило чину через патрубок 6 з шиберною заслінкою. Зазменшити собівартість промивки при концентрації сипку проводять з постійною швидкістю, розчину від 2 до 8%, а при концентраціях від 8 до регулюючи її за допомогою шибера патрубка 6. 12% дозволило прискорити відмивання змішаних Необхідну температуру підтримують, наприклад, складних нашарувань і комплексних слабо розза допомогою пари, яку подають в бак 3 для причинних солей при забезпеченні високоефективноготування розчину. Приготування розчину низького очищення. молекулярних дикарбонових кислот 2-10% конценПромивка в статичних умовах і при низьких трації проводять поступово протягом 30-60 швидкостях 0,1-0,7м/сек забезпечує ефективне хвилин, причому початкову концентрацію підтриочищення при товщині відкладень 1-1,5мм при мують на рівні 2-5%. На активність хімічної очистки одночасному спрощенні схеми промивки і зментермін часу не впливає. Кількість сухої суміші нишенні енерговитрат на її проведення. зькомолекулярних дикарбонових кислот визначаПромивка розчином НДК при температурах 40ють в залежності від об'єму води в замкнутому 50°С дозволяє знизити енерговитрати на нагріванконтурі та необхідної концентрації розчину. ня розчину при очищенні внутрішніх поверхонь із Після утворення в замкнутому контурі відповіпростими за структурою відкладеннями, а темпедної концентрації розчину низькомолекулярних ратури 100-120°С є необхідними для розчинення дикарбонових кислот, насосом 4 збільшують швискладних комплексних нашарувань. дкість циркуляції його до 0,5-2,0м/сек і підтримуПоточний контроль рН промивного розчину ють температуру концентрованого розчину в мезабезпечує оптимальну для кожного конкретного жах 40-120°С шляхом подачі пари в бак 2 для типу відкладень і конструктивного матеріалу хімічприготування розчину. Контроль за хімічною очисну активність розчину, що дозволяє уникнути короткою здійснюють шляхом відбору проб розчину і зії і зменшити терміни промивки. проведенням аналізу на процентний вміст Ca+Mg, Комбінування статичних та динамічних режиFe, Cu, а також визначають рН . Процес хімічної мів промивки (етапність) дозволяє, в залежності очистки внутрішніх поверхонь теплоенергетичного від характеру відкладень, оптимізувати робочі паобладнання закінчують, коли результати аналізу раметри розчину температуру, швидкість, конценна процентний вміст Ca+Mg, Fe, Cu, проведеного трацію і рН, забезпечуючи високоякісне очищення на відкладеннях, взятих з внутрішніх поверхонь при економії витрат реактивів та енерговитрат. теплоенергетичного обладнання до проведення Запропонований спосіб хімічного очищення очистки, або коли рН розчину за межею, що відповнутрішніх поверхонь теплоенергетичного обладвідає здійсненню хімічної реакції. нання був використаний при очищенні конденсаТеплоенергетичне обладнання звільняють від торів Бурштинської ТЕС і котлів Львівської ТЕЦ-1. відпрацьованого розчину і заповнюють його водою Спосіб підтвердив високу ефективність очищення, для відмивки внутрішніх поверхонь від залишків показав себе безпечним, економічним і простим в відпрацьованого розчину. Виключається провереалізації. дення пасивації конструктивного матеріалу в заНа Фіг. представлена схема пристрою для лежності від вибраної композиції. приготування промивного розчину і статичного або У таблиці 1 приведені приклади хімічного динамічного очищення внутрішніх поверхонь тепочищення внутрішніх поверхонь фрагментів трубок лоенергетичного обладнання. конденсаторів теплової електростанції (матеріал Пристрій включає з'єднані між собою трубопМНЖ) та стальних труб водогрійного котла (матероводом 1, агрегат 2, який підлягає очищенню (коріал - Сталь 20) у лабораторних умовах на базі 10 тел, конденсатор, теплообмінник і т.п.), бак 3 для годин. приготування концентрованого розчину, насос 4, 5 76033 6 Таблиця 1 Вміст компонентів у розчині після очищення % № Температ. Швидкість роз- Концентр, Матеріал рН п/п розчину °С чину м/сек розчину % Са Cu Fe 1 МНЖ 70 2,0 5,0 3,34 31 0,08 2 70 2,3 6.0 3,02 32 0,085 3 65 0 6,0 2,98 17 сліди 4 90 1,0 12 2,06 47 0,14 5 90 1,0 10 2,2 46 0,11 6 95 1,5 4,0 3,4 44 0,10 7 78 1,0 2,0 4,48 8 0 8 85 0,8 1,5 4,9 4 0 9 80 0,8 6,0 2,9 34 0,05 10 45 0,5 5,0 3,37 18 0,01 11 40 1,0 6,0 2,91 11 0 12 75 0,5 3,5 4,2 28 0,05 13 60 1,0 6,0 2,83 32 0,04 14 65 0,1 6,0 2,89 18 0,15 15 Сталь 20 70 0,5 4,0 3,6 4 22 16 90 0,5 5,0 3,23 7 28 17 120 0,5 7,0 2,34 7 31 18 120 1,0 12 1,96 9 39 19 80 1,0 1,8 4,7 2 5 20 90 2Д 5,0 3,21 6 28 Із таблиці 1 видно, що оптимальна ефективність хімічного очищення внутрішні поверхонь теплообмінника розчином низькомолекулярних дикарбонових кислот досягається при концентрації розчину в межах 2-12%, швидкості циркуляції 0,102,0м/сек, та температурі розчину 40-120°С. Внаслідок підвищення швидкості циркуляції розчину понад 2м/сек, суттєво зростають енерговитрати, а ефективність очищення залишається стабільною (приклади №1, 2, 20). Зменшення швидкості до 0,1м/сек, (приклад №14) і до повної зупинки циркуляції (приклад №3) приводить до сповільнення розчинення карбонатних відкладень і повного припинення вимивання міді. Додаткові дослідження показали, що використання статичного режиму є доцільним при невеликих товщина відкладень (таблиця №2), а також у комбінації із динамічним режимом для відшарування відкладень великої товщини (таблиця №3). Таблиця 2 № п/п Температура розчину °С 1 2 3 4 5 6 80 80 80 80 80 80 Концентрація розчину % рН 2 6 12 2 6 12 4,6 2,77 2,03 4,6 2,77 2,06 Як видно з таблиці 2 (приклад 3, 6) середовище з рН 2-2,2 дає зменшення товщини відкладень практично таке ж, як і в інших прикладах. В цей же час рН середовища 2-2,2 є активним при взаємодії з конструктивним матеріалом і підвищує швидкість корозії. Ведення статичних режимів бажане при високих рН (4,0-5,0), в зв'язку з тим, що реакційна здатність кислоти в даному випадку низька по відношенню до конструкційних матеріалів, а при рН 2,53,8 висока і спричиняє її до взаємодії з металами. Підвищення температури водного розчину низькомолекулярних дикарбонових кислот вище 120°С є недопустимим, так як цьому інтенсифікуються корозійні процеси (приклад 17, 18), а також відбувається частковий розклад янтарної, адипі Товщина відкладень, мм початкова після витримки 10 годин 1,0 острови товщ. до 0,3мм 1,0 0 1,0 0 2,0 1,5 2,0 1,0 2,0 0,5 нової та глаутарової кислот. При температурі розчину нижче 40°С його хімічна активність є недостатньою для ефективного протікання реакції (приклад 11). Розчин із температурами 40-45°С може бути використаний в окремих випадках, коли необхідно добитися мінімальних корозійних втрат конструктивного матеріалу, зокрема міді (приклад 10, 11), а кількість відкладень є невеликою. Використання розчину суміші низькомолекулярних дикарбонових кислот із концентраціями 1012% коли рН=2 допустиме лише при наявності суцільного шару відкладень значної товщини та при високих температурах, оскільки за такої високої реакційної здатності розчину можлива вища корозія міді та заліза (приклади 4, 18). 7 76033 8 Коли концентрація розчину є нижчою ніж 2%, а гетичного обладнання припиняють коли рН досярН=4,5-5 розчинення відкладень відбувається дугає значень 4,8-5,0. же повільно (приклади 7, 8). Очищення теплоенерТаблиця 3 Параметри промивки V розчинення V коМатеріал Етап Режим, тривалість відкладень розії t розчи- V цирк. Конц. рокг/м г/м2 рН ну °С м/сек зчину % 1 .Динамічний І 80 1,5 5 3,2 0,115 4,2 8год Сталь 20 2.Статичний 2год 75 0 3 4,2 0,145 4,8 1 .Динамічний II 85 1,5 6,5 2,5 0,16 6,5 8год 1. Динамічний І 70 1,5 5 3,3 0,111 0,09 8год МНЖ 2. Статичний 2год 65 0 2,5 4,5 0,06 0,12 1. Динамічний II 80 2,0 6,0 3,0 0,156 0,14 8год Вміст компонентів у розчині % Са Сu Fe 4 0,1 24 6 0,15 26 6 0,15 26 24 0,05 0,45 26 0,17 0,90 28 0,20 0,68 Література: 1. А.С. CPCP №567080, МПК F28G9/00, 1977. 2. Патент України №40581, МПК F28G9/00, 2001. Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601