Выбор реагентов и методов эксплуатационных химических очисток

Из таблицы 2.1. [4] следует, что эксплуатационные отложения обладают очень большим разнообразием и, как правило, в эксплуатационных отложениях одновременно присутствуют различные соединения. Это вызывает большие сложности для подбора реагентов для удаления эксплуатационных отложений.

Таблица 2.1.

Характеристика отложений, образующихся при эксплуатации котельных агрегатов и при их простое

Элемент оборудования	Характеристика отложений
в процессе эксплуатации	в периоды простоя
Барабанные котлы, работающие без фосфатирования	Накипь: , , и различные силикаты, алюмосиликаты и ферросиликаты , , и Шлам: , , органические вещества, окислы железа	Гидратированные окислы железа как двух-, так и трехвалентного
Котлы, работающие с фосфатированием	Накипь: медь металлическая, магнетит, иногда , силикаты железа, алюмосиликаты , и , соединения цинка Шлам: гидроксилапатит, окислы железа	То же
Прямоточные котлы	Окислы железа, мель и её окислы, кремнекислые соли , и . Силикаты, алюмосиликаты и ферросиликаты, органические вещества, соединения цинка	То же
Пароперегреватели	Окислы железа, содержащие также окислы легирующих металлов. Соли натрия – фосфорнокислые, кремнекислые, сернокислые. Феррит натрия	То же
Водяные экономайзеры	Окислы железа, металлическая медь, фосфорит, реже карбонат кальция и основной карбонат магния	То же

При наличии сложных отложений для хорошо дренируемого котла можно при проведении эксплуатационной очистки выбрать реагент, растворяющий только основной компонент отложений. Это может привести к разрушению всего слоя отложений и выносу нерастворенной части в виде шлама вместе с удаляемым отмывочным раствором.

Для эксплуатационных отложений часто характерным бывает сосредоточение их в отдельных участках, а не равномерное распределение по всему котлу и даже значительной части блока, как это бывает при предпусковых очистках. Это позволяет ограничиться очисткой только загрязненной части котла.

При выборе метода эксплуатационной химической очистки необходимо иметь в виду следующее:

1) Эксплуатационные очистки за время службы котла должны производиться неоднократно. Поэтому большое значение имеет агрессивность промывочных растворов и их ингибирование.

2) Длительность периода между очистками зависит от условий эксплуатации котла, соблюдения установленных норм водного режима, длительности и степени нарушения норм водного режима, длительности простоев и методов консервации и т.п.

3) Эксплуатационные загрязнения в подавляющем большинстве случаев имеют структуру менее плотную, чем технологическая окалина. Степень сцепления их с основным металлом также обычно меньшая.

4) Состав эксплуатационных отложений обычно бывает смешанным, однако доли отдельных компонентов могут варьироваться весьма широко. Это зависит от ряда факторов: состава питательной воды, типа котла (барабанный или прямоточный), параметров работы (в особенности для прямоточных), величины тепловой нагрузки и т.п.

5) Простои котла, связанные с его химической очисткой, уменьшают выработку электроэнергии и коэффициент использования оборудования.

6) Стоимость очистки может увеличить себестоимость вырабатываемой электроэнергии.

Исходя из этих соображений, выбираемый метод эксплуатационной химической очистки должен быть: высокоэффективным, но не требующим большого количества реагентов – особенно дорогих - и потому относительно дешевым; не требующим длительного простоя котла; коррозионно не опасным для металла; простым в осуществлении с максимальным использованием рабочей схемы котла.

Эксплуатационная химическая очистка котла или отдельных его участков и поверхностей нагрева производится в следующих случаях:

1) если появились пережоги труб, вызванные наличием на их внутренней поверхности существенного количества нерастворимых в воде отложений

2) если производимые периодически вырезки образцов труб выявляют наличие водонерастворимых отложений в количестве, могущем вызвать недопустимые перегрев металла

3) если указанные вырезки образцов труб, хотя и не могут вызвать перегрева металла, но имеют среднее количество отложений, превышающее

300 г/м², которое может привести к серьезным затруднениям в проведении последующих химических очисток.

Наиболее эффективна очистка раствором композиции трилона Б (или двухзамещенной аммонийной соли ЭДТК) с лимонной кислотой, так как этот раствор обладает высокой эффективностью растворения оксидов железа, в том числе, наиболее труднорастворимого из них гематита; характеризуется образованием хорошо растворимых комплексов с ионами Fe(II) и Fе (III); высокой "железоемкостью" при минимальном количестве навешенных веществ в растворе (не более 3-5%). Использование эффективных смесей ингибиторов позволяет снизить коррозионные потери котельных сталей до минимума при температурах до 100-180°С. Раствор коррозионно безопасен по отношению к аустенитным сталям. [7].

Недостатками применения данного раствора являются высокая стоимость реагентов, сложность нейтрализации отработанных растворов и недостаточная эффективность действия при применяемых концентрациях компонентов для удаления плотных железоокисных отложений или окалины при загрязненности 400-600 г/м² и выше.

Достаточно высокую эффективность удаления эксплуатационных отложений из котлов, обеспечивают композиции трилона Б с заменителями лимонной кислоты: серной кислотой, фталевым ангидридом, адипиновой кислотой[7].

Для получения оптимального значения рН раствора комплексона, равного 3,0-3,5, к раствору трилона Б или аммонийной соли ЭДТК добавляются концентрированные растворы серной, адипиновой, фталевой кислот. По сравнению с композицией с лимонной кислотой эти композиции характеризуются меньшей степенью растворения Fe₂O₃ и Fe₃O₄, за счет чего в них образуется больше взвешенных веществ (до 8-10%). Для снижения коррозионных потерь котельных сталей до допустимых значений (2-5 г/м²·ч) в них следует вводить смеси ингибиторов. Необходимо принимать во внимание, что при снижении значение рН растворов ниже 2,5 наблюдается резкое снижение защитного действия ингибиторов и увеличение содержания взвешенных веществ в растворе. В связи с этим нельзя допускать передозирования концентрированных растворов кислот в контур и понижения рН раствора ниже 2,5.