Особенности эксплуатационных химических очисток котельных агрегатов

Эксплуатационные отложения на поверхностях котельного агрегата могут образовываться как во время работы этого оборудования, так и в периоды его простоя. Можно указать три основных процесса, приводящих к возникновению отложений: выделение твердых веществ из водного или парового раствора, нанос и оседание взвешенных в воде или паре частиц, коррозия металлических поверхностей с образованием коррозионных продуктов[4]. Последний процесс протекает наиболее интенсивно как раз в периоды простоя оборудования. Нанос и оседание взвешенных в воде частиц в пределах котельного агрегата связан как с коррозией самого котельного агрегата, так и в наибольшей степени с коррозией оборудования, предшествующего котельному агрегату по ходу воды. Характер отложений, образующихся в результате отмеченных процессов, различен и требует отдельного рассмотрения.

а) Вещества, выделяющиеся из водного или парового раствора

Выделение веществ из водных или паровых растворов, а равно и оседание взвешенных в воде или паре частиц свойственно только эксплуатационным условиям. Водные растворы подвергаются нагреванию или испарению. При нагревании состав многих веществ, растворенных в воде, изменяется, часто с образованием менее растворимых соединений, которые в силу этого оседают (кристаллизуются) на поверхностях нагрева. К таким соединениям относятся, например, бикарбонаты кальция, магния, марганца, двухвалентного железа, которые при нагревании образуют малорастворимые карбонаты или основные карбонаты.

Наносные отложения в котельном агрегате состоят из продуктов коррозии предшествующего тракта – конденсатор, ПНД, ПВД, деаэратор, конденсатные трубопроводы, питательные трубопроводы. Они состоят, поэтому в основном из окислов железа, меди и цинка. Иногда, в результате неудовлетворительной работы водоочистки, могут встречаться и окислы алюминия.

б) Характеристика коррозионных отложений

Коррозионные отложения могут образовываться в любом элементе теплосилового оборудования. Состав, структура и другие свойства этих отложений определяются характером коррозионного процесса, в результате которого они образовались. Отложения, обязанные своим возникновением действию на металл высокоперегретого пара, отличаются большой плотностью и прочной связью с металлом. Реакция чистого железа с водяным паром при температурах ниже 570⁰С протекает с образованием ; при более высоких температурах образуется :

(ниже 570⁰С) (2.1)

(выше 570⁰С) (2.2)

Для котельных сталей часто течение реакций осложняется присутствием в металле различных легирующих примесей. Так, фазовым анализом окислов, образовавшихся в трубах пароперегревателей котлов, было установлено присутствие в этих отложениях не только и , но также и различных хромитов, в частности . Именно хромиты, по-видимому, и являются причиной исключительной химической стойкости отложений, образующихся в пароперегревателях котлов высокого давления [4].

Коррозионные отложения, образовавшиеся в результате воздействия на сталь растворенного в воде кислорода или других агрессивных примесей, отличаются пористостью, иногда они имеют рыхлую структуру. Состоят эти отложения из гидратированных окислов железа как двух-, так и трехвалентного и обычно являются смесью этих веществ переменного состава. Соотношение между двух- и трехвалентным железом меняется по толщине отложения, причем в слоях, прилегающих к металлу, преобладает двухвалентная форма. Содержание трехвалентного железа в слоях отложений, наиболее удаленных от поверхности металла, зависит от содержания растворенного кислорода в омывающей их воде.