Водоподготовка и водно-химический режим. Инструкция по ведению водно-химического режима

Водно-химический режим паровых котлов надо рассматривать как часть водно-химического режима энергетического блока. В общем виде за­дачей водно-химического режима блока (ВХР) является обеспечение надеж­ности и экономичности работы всего оборудования блока. Эта задача может быть решена при:

Обеспечении необходимой чистоты питательной воды и перегретого

Ограничении образования отложений в паровом котле, турбине, трубо­проводах;

Снижении до безопасного уровня интенсивности коррозионных про­цессов в оборудовании и трубопроводах.

Решение этих задач определяется типом оборудования, параметрами водного теплоносителя, материалом оборудования, количеством и составом примесей и т. п. Учитывая это многообразие условий работы блоков, стано­вится ясным, что для каждого случая надо выбирать оптимальные методы решения задач ВХР.

Необходимая чистота пара определяется предотвращением заноса при­месями проточной части турбины. Паровая турбина чувствительна к отло­жениям примеси: достаточно 3-4 кг отложений на лопатках, чтобы турбина 300 МВт снизила свою мощность и экономичность. С увеличением давле­ния перед турбиной уменьшается проходное сечение лопаточного аппарата и, следовательно, возрастает влияние солевого заноса на ее работу. Поэтому с ростом давления перегретого пара возрастают требования к его чистоте.

В таблице 12.2 представлены нормы качества пара для барабанных котлов и котлов сверхкритического давления (гіо «Правилам технической эксплуатации электрических станций и сетей»).

Нормирование качества пара ведется по натрию, так как соединения натрия составляют значительную долю примесей пара, и кремнекислоте, растворимость которой в паре с ростом давления существенно возрастает, и она в турбине образует трудно смываемые отложения.

В барабанных котлах нормам табл. 12.2 должен соответствовать не только перегретый, но и насыщенный пар, поскольку возможно выпаде­ние примесей в поверхностях пароперегревателя. Концентрация примесей в насыщенном паре С"п определяется уносом влаги и, %, и растворимостью в паре, характеризуемой коэффициентом распределения Кр, %,

С> = (ш + Кр)^

Где концентрация примесей в котловой воде Скв для одноступенчатой схемы испарения определяется по формуле

Скв = (100+р) Спв

Величина С"п может быть уменьшена за счет:

Улучшения сепарции влаги от пара (уменьшается и);

Перевода примесей в соединения с меньшим коэффициентом распре­деления;

Увеличения продувки р, перехода на двух - или трехступенчатую схему испарения;

Снижения концентрации примеси в питательной воде.

Концентрацию примеси в паре Сп, уходящем из барабана, можно су­щественно снизить по сравнению с С"п путем организации промывки пара на специальном устройстве.

Таким образом, в барабанном котле качество пара зависит не толь­ко от качества питательной воды, но и других факторов. Поэтому нормы качества питательной воды для этих котлов устанавливаются менее жест­кие (табл. 12.3), использовать блочные обессоливающие установки в этом случае экономически не выгодно.

В прямоточных котлах примеси питательной воды переходят в пар или образуют внутритрубные отложения, что отрицательно сказывается на ра­боте котла. Качество питательной воды прямоточных котлов должно быть высокое (табл. 12.3). Добавочная вода проходит химическое обессоливание. В блоках СКД организуется 100%-ая конденсатоочистка в БОУ для удаления механических примесей (нерастворенных продуктов коррозии конструкци­онных материалов), коллоидно-дисперсных и растворенных веществ, попа­дающих в конденсат за счет присосов в конденсаторе.

Таблица 12.3. Нормы качества питательной воды

Нормируемая величина

Барабанные котлы р= 13,8 МПа

Прямоточные котлы СКД

Общая жесткость, мкг/кг, не бо­лее

Соединения натрия (Na), мкг/кг, не более

Соединения железа (Fe), мкг/кг, не более

Соединения меди (Си), мкг/кг, не более

Масла и т. п., мкг/кг, не более

Кремниевая кислота (SiOs), мкг/кг, не более

Значения рН (при обессоленной добавочной воде)

В зависимости от ВХР

Удельная электрическая прово­димость, мкСм/см, не более

Растворенный О2 после деаэра­тора, мкг/кг

В зависимости от ВХР

Вторая задача ВХР - ограничение образования отложений в котле - в барабанном котле решается за счет снижения Скв (продувка, ступенча­тое испарение), а в прямоточном котле докритического давления может быть выделена переходная зона для отложения в ней большинства приме­сей. Во всех случаях устанавливаются предельные концентрации примесей в питательной воде и проводится коррекция химического состава воды для уменьшения количества отложений и увеличения их теплопроводности.

Полностью избежать отложений в поверхностях котла не удается, по­этому для их удаления проводятся периодически химические промывки котла или его отдельных поверхностей.

В барабанных котлах ограничение жесткости питательной воды (со­единения Са и Mg) определяется необходимостью избежать их отложения на стенках труб и образования большого количества шлама, который мо­жет прикипать к поверхности труб. С увеличением давления в котле (со­ответственно увеличивается и температура котловой воды) растворимость большинства соединений Са и Mg уменьшается, возрастает опасность об­разования отложений. Поэтому с ростом давления допустимая жесткость питательной воды снижается. Для котлов, сжигающих мазут с высокими тепловыми потоками в топке, содержание Са и Mg должно быть уменьшено.

Нормирование кремнекислоты в питательной воде производится из расчета обеспечения чистоты насыщенного пара с учетом продувки кот­ла и промывки пара.

Свободная угольная кислота (ССЬ) в воде после деаэратора должна от­сутствовать, а величина рН питательной воды должна быть в пределах 9,1+- 0,1. Нормирование угольной кислоты и кислорода обусловлено тем, что они вызывают коррозию пароводяного тракта. Для связывания кислорода, присутствующего в питательной воде за счет присосов в вакуумной части конденсатного тракта и неполностью удаленного при деаэрации, произво­дится обработка турбинного конденсата гидразином N2H4. Поддержание гидразина в пределах 20-60 мкг/кг перед котлом обеспечивает подавление кислородной коррозии.

Связывание остаточной после деаэратора концентрации углекислоты производится аммиачной обработкой питательной воды. Аммиак NH3 свя­зывает угольную кислоту и повышает рН до величин слабощелочной среды, при которой коррозия углеродистых сталей снижается. Чрезмерное количе­ство аммиака (свыше 1 ООО мкг/кг) приводит к аммиачной коррозии латун­ных трубок конденсатора и ПНД.

Примеси железа образуют малотеплопроводные отложения на теплона - пряженных поверхностях нагрева, приводящие к пережогу труб. С ростом давления в котле интенсивность образования железоокисных отложений увеличивается (уменьшается растворимость, увеличиваются тепловые по­токи). Количество соединений железа в питательной воде зависит, в основ­ном, от интенсивности коррозионных процессов во время работы и при простоях . Повышенное против норм содержание железа сви­детельствует о нарушениях при проведении коррекционной обработки пи­тательной воды. Существенное влияние на концентрацию железа в воде имеют предпусковые химические очистки, эффективная консервация обо­рудования при его простоях и т. п.

В прямоточных котлах СКД качество питательной воды должно быть равным или близким к качеству пара.

Растворимость соединений меди, натрия и кремнекислоты в водном теплоносителе СКД достаточна велика, и эти соединения проходят котел транзитом. Допустимые концентрации Си, Na и SiCb в питательной воде обусловлены надежной работой турбины.

Снижение допустимых концентраций соединений железа и солей жест­кости в питательной воде направлено на уменьшение скорости роста мало­теплопроводных отложений в радиационных поверхностях нагрева, особен­но в котлах, сжигающих мазут.

Интенсивность образования железоокисных отложений в котле зависит не только от концентрации железа в питательной воде, но и от скорости кор­розионных процессов в самом котле. Поэтому водно-химические режимы прямоточных котлов должны обеспечивать подавление коррозии во всем пароводяном тракте блока.

Как уже отмечалось, на блоках СКД производится очистка конденса­та турбин на БОУ. Особенно важную роль играет конденсатоочистка при пусках и других неустановившихся режимах, когда содержание продуктов коррозии и других загрязнений в теплоносителе резко возрастает.

Третья задача ВХР - снижение интенсивности коррозионных процес­сов - решается путем ввода в конденсат и питательную воду реагентов, снижающих скорость коррозии, создающих на поверхности металла защит­ные пленки с высокой теплопроводностью.

Таким образом, для выполнения своих задач воднохимические режимы энергетических установок должны обеспечить выполнение норм качества пара и питательной воды, а также ряда других условий, обеспечивающих надежную и экономичную работу оборудования. В частности, в табл. 12.4 приведены допустимые значения ряда показателей работы блока, обуслов­ленные водно-химическими режимами (эти показатели оцениваются при сжигании мазута через 7 000 часов, а при сжигании газа и твердых топ­лив - через 24000 часов эксплуатации).

Методические указания
по надзору за водно-химическим режимом
паровых и водогрейных котлов

РД 10-165-97

Коллектив авторов: Котельников В. С., Хапонен Н. А., Шельпяков А. А., Шаталов А. А., Семенова И. В. (Госгортехнадзор России), Петреня Ю. К., Кокошкин И. А., Петров В. Ю., Сутоцкий Г. П., Белов П. В. (АООТ "НПО ЦКТИ им. И. И. Ползунова"), Тихомиров А. А.Методические указания по надзору за водно-химическим режимом паровых и водогрейных котлов предназначены для инспекторского состава органов Госгортехнадзора России, осуществляющих надзор за безопасной эксплуатацией паровых и водогрейных котлов, а также для специалистов предприятий и организаций (независимо от ведомственной принадлежности и форм собственности) и граждан, занимающихся проектированием, изготовлением, эксплуатацией и техническим диагностированием паровых и водогрейных котлов.

1. ВВЕДЕНИЕ

Методические указания по надзору за водно-химическим режимом паровых и водогрейных котлов разработаны в соответствии с постановлением коллегии Госгортехнадзора России от 02.09.97 № 26 (п. 4.2) в развитие требований Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов, утвержденных Госгортехнадзором России 28 мая 1993 г. Настоящие методические указания определяют: порядок подготовки питательной и подпиточной воды; качество питательной и котловой воды для различных типов котлов; объем химического контроля; требования к оснащению лабораторий и ведению эксплуатационной документации. Методические указания предназначены для инспекторского состава органов Госгортехнадзора России, осуществляющих надзор за безопасной эксплуатацией паровых и водогрейных котлов. Они могут быть использованы в практической деятельности специалистами предприятий и организаций (независимо от ведомственной принадлежности и форм собственности), а также гражданами, занимающимися проектированием, изготовлением, эксплуатацией и техническим диагностированием паровых и водогрейных котлов. На надежность, безопасность и экономичность котла существенное влияние оказывает качество питательной и сетевой воды. Накипь толщиной в 2-3 мм вызывает резкое повышение температуры стенок экранных или кипятильных труб (до 800-900 °С). Перерасход топлива при этом для некоторых типов котлов может составлять 2-4 %. Водно-химический режим должен обеспечивать работу котла и питательного тракта без повреждения их элементов вследствие отложений накипи и шлама, повышения относительной щелочности котловой воды до опасных пределов или в результате коррозии металла. При оценке состояния наружных и внутренних поверхностей нагрева котла, а также необогреваемых поверхностей, находящихся под давлением, инспекторы Госгортехнадзора России и специалисты должны проверить соблюдение требований настоящих методических указаний, ведомственных нормативных документов, перечень которых приведен в разделе 9, инструкций заводов-изготовителей оборудования, а также проанализировать техническую документацию, касающуюся работы водоподготовительной установки, организации водно-химического режима и химического контроля за водно-химическим режимом.

2. ПОДГОТОВКА ПИТАТЕЛЬНОЙ И ПОДПИТОЧНОЙ ВОДЫ

2.1. Паровые котлы с естественной и многократной принудительной циркуляцией паропроизводительностью 0,7 т/ч и более, паровые прямоточные котлы независимо от паропроизводительности, а также водогрейные котлы должны быть оборудованы установками для докотловой обработки воды. 2.2. Подпитка сырой водой котлов, оборудованных устройством для докотловой обработки воды, не допускается. 2.3. В тех случаях, когда проектом предусматривается в аварийных случаях подпитка котла сырой водой, на линиях сырой воды, присоединенных к линиям умягченной добавочной воды или конденсата, а также к питательным бакам, должны устанавливаться по два запорных органа и контрольный кран между ними. При нормальной эксплуатации запорные органы должны находиться в закрытом положении и быть опломбированы, а контрольный кран должен быть открыт. 2.4. Каждый случай подпитки котлов сырой водой должен фиксироваться в журнале по водоподготовке (водно-химическому режиму) с указанием длительности подпитки и качества питательной воды в этот период. 2.5. У котлов паропроизводительностью менее 0,7 т/ч период между чистками должен быть таким, чтобы толщина отложений на наиболее теплонапряженных участках поверхностей нагрева котла к моменту его остановки на чистку не превышала 0,5 мм.

3. КАЧЕСТВО ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ

3.1. Показатели качества питательной воды котлов с естественной и многократной принудительной циркуляцией паропроизводительностью 0,7 т/ч и более не должны превышать значений, указанных в табл. 1, 2, 3.

Таблица 1

Показатели качества питательной воды.
Паровые газотрубные котлы

Таблица 2


Водотрубные котлы с естественной циркуляцией (в том числе котлы-бойлеры)
с рабочим давлением пара до 4 МПа (40 кгс/см 2)

Показатель

Рабочее давление, МПа (кгс/см)
Содержание, мкг/кг:

Не нормируется

300/Не нормируется*
соединений меди (в пересчете на С u)

Не нормируется

10/Не нормируется*
растворенного кислорода (для котлов с паропроизводительностью 2 т/ч и более**)
Значение рН при температуре 25°С***
* В числителе указаны значения для котлов, работающих на жидком топливе, в знаменателе - на других видах топлива. ** Для котлов, не имеющих экономайзеров, и для котлов с чугунными экономайзерами содержание растворенного кислорода допускается до 100 мкг/кг при сжигании любого вида топлива. *** В отдельных случаях, обоснованных специализированной научно-исследовательской организацией, может быть допущено снижение рН до 7,0. Перечень специализированных научно-исследовательских организаций приведен в приложении 5 Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов.

Таблица 3

Показатели качества питательной воды.
Паровые и энерготехнологические котлы и котлы-утилизаторы
с рабочим давлением пара до 5 МПа (50 кгс/см 2)

Показатель

Рабочее давление, МПа (кгс/см 2)

1,4 (14) и 1,8 (18)

4 (40) и 5 (50)

Температура греющего газа (расчетная), °С

До 1200 включительно

До 1200 включительно

До 1200 включительно
Прозрачность по шрифту, см, не менее
Общая жесткость, мкг-экв/кг
Содержание, мкг/кг:
соединений железа (в пересчете на Fe)

Не нормируется
растворенного кислорода:
а) для котлов с чугунным экономайзером или без экономайзера
б) для котлов со стальным экономайзером
Значение рН при температуре 25°С

Не менее 8,5****
Содержание нефтепродуктов, мг/кг
* В числителе приведены данные для водотрубных, в знаменателе - для газотрубных котлов. ** Для водотрубных котлов с рабочим давлением пара 1,8 МПа (18 кгс/см 2) жесткость не должна быть более 15 мкг-экв/кг. *** Допускается увеличение содержания соединений железа до 100 мкг/кг при условии применения методов реагентной обработки воды, уменьшающих интенсивность образования накипи за счет перевода соединений железа в раствор, при этом должны соблюдаться согласованные с Госгортехнадзором России нормативы по допускаемому количеству отложений на внутренней поверхности парогенерирующих труб. Заключение о возможности указанного увеличения содержания соединений железа в питательной воде дается специализированной научно-исследовательской организацией. **** Значение рН устанавливается в зависимости от материалов, применяемых в оборудовании пароконденсатного тракта, но не более 9,5.
Примечание. Для газотрубных котлов-утилизаторов вертикального типа с рабочим давлением пара свыше 0,9 МПа (9 кгс/см 2), а также для содорегенерационных котлов показатели качества питательной воды нормируются по данным последней графы табл. 3. Кроме того, для содорегенерационных котлов нормируется солесодержание питательной воды, которое не должно быть более 50 мг/кг. 3.2. Показатели качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов не должны превышать значений, указанных в табл. 4.

Таблица 4

Показатели качества сетевой и подпиточной воды.
Водогрейные котлы

Показатель

Система теплоснабжения

открытая

закрытая

Температура сетевой воды, °С
Прозрачность по шрифту, см, не менее
Карбонатная жесткость, мкг-экв/кг:
при рН не более 8,5
при рН более 8,5

Не допускается

По расчету РД 24.031.120-91
Содержание, мкг/кг:
растворенного кислорода
соединений железа (в пересчете на Fe)
Значение рН при температуре 25 °С

От 7,0 до 8,5

От 7,0 до 11,0**
Содержание нефтепродуктов, мг/кг
* В числителе приведены данные для котлов на твердом топливе, в знаменателе - на жидком и газообразном топливе. ** Для теплосетей, в которых водогрейные котлы работают параллельно с бойлерами, имеющими латунные трубки, верхнее значение рН для сетевой воды не должно превышать 9,5.
Примечание. Данные нормы не распространяются на водогрейные котлы, установленные на тепловых электростанциях, тепловых станциях и в отопительных котельных, для которых качество воды должно соответствовать требованиям Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей.

4. КАЧЕСТВО КОТЛОВОЙ ВОДЫ

4.1. Нормы качества котловой воды, необходимый режим ее коррекционной обработки, режимы непрерывной и периодической продувок принимаются на основании инструкции предприятия-изготовителя котла, типовых инструкций по ведению водно-химического режима и других ведомственных нормативных документов или на основании результатов теплохимических испытаний. При этом для паровых котлов давлением до 4 МПа (40 кгс/см 2) включительно, имеющих заклепочные соединения, относительная щелочность котловой воды не должна превышать 20 %. Для котлов со сварными барабанами и креплением труб методом вальцовки (или вальцовки с уплотнительной подваркой) относительная щелочность котловой воды допускается до 50 %, для котлов со сварными барабанами и приварными трубами относительная щелочность котловой воды не нормируется.

5. ЗАДАЧИ И ОБЪЕМ ХИМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

5.1. Химический контроль за качеством воды и пара в промышленных котельных должен обеспечивать надежную и экономичную эксплуатацию всех аппаратов и элементов тепловой схемы, и в первую очередь самих котельных агрегатов. 5.2. Химический контроль должен давать четкое количественное представление о составе исходной воды и динамике изменений этого состава в тракте котельной и в системе водоподготовки во времени, о качестве конденсата, возвращаемого в питательную систему котлов, а также о качестве пара, выдаваемого котлами. 5.3. Данные химических анализов должны давать возможность проведения расчетов величин продувки котлов, влажности пара, возврата конденсата в питательную систему котлов, а также эффективности работы обескислороживающей установки. 5.4. Необходимый объем химического контроля в каждой конкретной котельной определяется конструктивными особенностями котлов, особенностями общей тепловой схемы, принятым способом водоподготовки и качеством возвращаемого конденсата. 5.5. Общий объем контроля с учетом конкретных условий и требований нормативно-технических документов устанавливает пусконаладочная организация, но он не должен быть меньше указанного в табл. 5, 6, 7. 5.6. Отбор проб воды и пара должен быть организован в соответствии с требованиями РД 24.031.121-91 [ 7] и табл. 5, 6, 7. 5.7. Для проведения анализов каждая точка отбора пробы оборудуется своим трубопроводом диаметром не более Ду10, на котором устройства для отбора проб располагаются в следующей последовательности: 5.7.1. Пробоотборник (зонд). 5.7.2. Запорный вентиль Ду6, установленный за пробоотборником (для котлов группы 3 устанавливают последовательно два вентиля). 5.7.3. Холодильник. 5.7.4. Дроссельный игольчатый вентиль Ду6, установленный на выходе из холодильника. 5.8. При монтаже линий отбора пробы должен быть выдержан уклон в сторону движения среды; трубопроводы, независимо от их длины, не должны иметь тепловой изоляции, но для обеспечения безопасности их необходимо ограждать. 5.9. При отборе проб воды и пара на анализ должны быть созданы все условия для получения представительной пробы. В частности, при отборе пробы для анализа на содержание соединений, находящихся частично в грубодисперсной форме (железо), пробоотборную линию следует периодически продувать. После окончания продувки устанавливают необходимый расход пробы анализируемой воды и ее температуру; отбор проб следует производить не ранее чем через 3 ч после продувки линии. Необходимым условием представительности отбора является в этом случае непрерывное действие пробоотборной точки. При отборе и транспортировании пробы создают условия, исключающие возможность загрязнения пробы из окружающей среды. Пробы питательной воды и конденсата пара отбирают в полиэтиленовые сосуды. 5.10. Трубопроводы и змеевик холодильника точек отбора проб, где контролируется содержание растворенного кислорода и железа, должны выполняться из стали 12Х18Н10Т по ГОСТ 9941-81.

Таблица 5


Тип котла

Возможные способы и фазы водоподготовки 8

Анализируемая среда

Определяемые показатели

Прозрачность

Щелочность

Жесткость

Кислород

Углекислота

Кремнекислота

Нефтепродукты

Число определений в сутки
Na-катионирование, термическая деаэрация; реагентная или безреагентная обработка воды (внутрикотловая) Исходная вода

Е-1,6-9 (ММЗ и МКЗ)

 Химически очищенная вода
Конденсат пара
Питательная вода
Котловая вода
Фильтрование, Na-катионирова-ние, термическая деаэрация. аминирование; то же, с предварительной коагуляцией Исходная вода

Е-50-14; Е-4-14-

 Осветленная вода
Химически очищенная вода
Конденсат
Питательная вода
Котловая вода
Насыщенный пар
Известкование, фильтрование, Na-катионирование в две ступени, термическая деаэрация, фосфатирование и аминирование. Коагуляция, фильтрование, Na-катионирование в две ступени, термическая деа эрация, аминирование, гексамета фосфатирование Исходная вода

Е-75-40 (котлы

 Осветленная вода
Химически очищенная вода
Конденсат
Питательная вода
Котловая вода чистого отсека
Котловая вода солевого отсека
Насыщенный пар
Подпиточная вода
Сетевая вода
1 Анализы производить только в среднесуточных пробах. Цифра вне скобок указывает общее число отборов, а в скобках - число анализов из среднесуточной пробы; Н - анализ производят один раз в неделю. 2 Только при наличии обескислороживания питательной воды. 3 Анализ производить при отсутствии определения солесодержания. 4 Только для котлов, имеющих пароперегреватель. 5 При отсутствии какой-либо из фаз обработки воды (фосфатирование, нитратирование) соответствующий показатель ее качества не контролируют. 6 Только для котлов, работающих на жидком топливе. 7 Анализ выполняют эпизодически, по заключению специализированной организации. 8 При других способах докотловой водоподготовки объем контроля корректирует специализированная организация. 9 Замена докотловой обработки воды внутрикотловой (реагентной или безреагентной), а также изменение объема химического контроля допускаются и устанавливаются на основании заключения пусконаладочной организации.

Таблица 6

Котлы-утилизаторы и энерготехнологические.
Объем аналитического химического контроля

Характеристика или тип котла

Группа котла

Анализируемая среда

Определяемые показатели

Прозрачность

Щелочность

Жесткость

Кислород

Углекислота

Органические вещества (окисляемость)

Кремнекислота

Нефтепродукты

Число определений в сутки
Котлы с номинальным давлением 1,8 МПа включительно Химически очищенная вода

См табл. 9
Конденсат
Питательная вода
Котловая вода
Насыщенный пар
Котлы с номинальным давлением от 1,8 до 4,0 МПа Химически очищенная вода

См табл. 9
Конденсат
Питательная вода
Котловая вода
Насыщенный пар
СРК, ОКГ и высоко напорные котлы Химически очищенная вода

См. табл. 9
Конденсат
Питательная вода
Котловая вода
Насыщенный пар
1 Анализы только среднесуточной пробы. Цифра вне скобок указывает общее число отборов, а в скобках - число анализов из среднесуточной пробы, Н - анализ производят один раз в неделю 2 Отбор пробы на анализ производить из напорного трубопровода общей линии возвратного конденсата или из каждого контрольного бака после его заполнения 3 Анализ проводить только при отсутствии определения солесодержания 4 Анализ выполнять только для котлов, имеющих пароперегреватель 5 Концентрацию корректирующего реагента в воде не измеряют, если не производят соответствующей обработки воды (фосфатирования, нитратирования) 6 Анализ выполнять по заключению пусконаладочной организации 7 Анализ выполнять только для котлов с температурой греющего газа выше 1200 °С 8 Для ОКГ анализ проводить во время продувки конвертера кислородом
Примечание. Концентрация реагентов проверяется при их приготовлении. Вместо анализа среднесуточной пробы могут выполняться анализы периодически отбираемых проб. Частота отбора проб устанавливается пусконаладочной организацией на основании результатов теплохимических испытаний

Таблица 7

Котлы водогрейные. Объем аналитического химического контроля

Теплопроизводительность котла, Мвт (Гкал/ч)

Анализируемый поток воды или точка отбора пробы

Определяемые показатели

Прозрачность

Щелочность общая и по фенолфталеину

Жесткость общая

Кислород

Окисляемость перманганатная

Сульфаты

Жесткость карбонатная

Условная сульфатокальциевая жесткость

Карбонатная щелочность

Нефтепродукты

Число определений в сутки
Исходная вода
Осветленная вода
Вода после деаэратора
Исходная вода
Осветленная вода
Химически обработанная вода
Вода после деаэратора
Вода после подпиточного насоса
Сетевая вода после сетевого насоса
Сетевая вода перед котлом
Примечания.1. Обозначения: 1 и 3 - соответственно 1 и 3 раза в сутки; Н - один раз в неделю; М - один раз в месяц.2. Объем контроля приведен для энергоустановок, в которых подпиточная вода получается из исходной воды артезианского происхождения по схеме: фильтрование - Na-катионирование - термическая деаэрация в аппаратах атмосферного типа. При других схемах или фазах водоподготовки, а также для энергоустановок, в которых исходная вода получается из поверхностных водоисточников, объем контроля по заключению пусконаладочной организации может увеличиваться.3. Санитарный бактериологический анализ подпиточной и сетевой воды для систем с открытым водоразбором производится районной СЭС по установленному ею графику.4. Лаборатории первой и второй категории организуются для котельных только с водогрейными котлами. Для котельной с водогрейными котлами любой теплопроизводительности, в которой установлены также паровые котлы, организуется лаборатория первой или второй категории - в зависимости от теплопроизводительности водогрейных котлов. При этом предусматривается дополнительное оборудование, соответствующее типу лаборатории для котельной с паровыми котлами согласно табл. 5.5. Концентрация реагентов проверяется при их приготовлении.

6. ВОДНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ

6.1. В зависимости от группы котлов (см. табл. 5, 6, 7) в соответствии с проектом в котельной должна быть организована водная лаборатория первой, второй или третьей категории в соответствии с рекомендациями [ 4, 5, 6]. 6.2. Необходимый минимум оборудования и приборов водных лабораторий должен соответствовать указанному в табл. 8, 9, 10. 6.3. В лабораториях всех категорий должна быть организована возможность аналитических определений показателей качества воды и пара в соответствии с табл. 5, 6, 7.

Таблица 8

Котлы паровые общего назначения.

Оборудование
Электроплитки бытовые
Сушильный шкаф
Муфельная печь типа СНОЛ 1.62.51/11-М1.94-2 ТУ 531.408-72
Технические весы
Вытяжной шкаф
Стол для приборов
Стол лабораторный
Табуретки лабораторные

Таблица 9

Паровые котлы-утилизаторы и энерготехнологические.
Оборудование водных лабораторий

Оборудование и приборы

Число приборов в лаборатории
Стол для титрованных растворов
Холодильник для конденсации пара или дистилляционный аппарат
Экспресс-лаборатория типа ЭЛВК-5
Лабораторная обессоливающая установка
Лабораторный кондуктометр или солемер с мегомметром на 500 В
Электроплитки бытовые
Сушильный шкаф
Муфельная печь типа СНОЛ 1.62.51 /11-М1.94-2 ТУ 531.408-72
Аналитические весы ВАР 2-го класса ГОСТ 19491-74
Полуавтоматический кислородомер мембранного типа
Технические весы
Лабораторный катионитный фильтр
Лабораторный рН-метр (иономер)
Вытяжной шкаф
Стол для нагревательных приборов
Шкаф для посуды и реактивов
Стол для приборов
Прибор для определения прозрачности
Стол лабораторный
Стол для аналитических весов
Табуретки лабораторные
Примечание. Лаборатория первой категории - центральная водно-химическая лаборатория предприятия. Лаборатория второй категории - экспресс-лаборатория при центральной химической лаборатории.

Таблица 10

Котлы водогрейные. Оборудование водных лабораторий

Оборудование
Стол для титрованных растворов
Дистилляционный аппарат
Экспресс-лаборатория типа ЭЛВК-5
Лабораторная обессоливающая установка
Электроплитки бытовые
Сушильный шкаф
Аналитические весы ВАР 2-го класса ГОСТ 19491-74
Полуавтоматический кислородомер мембранного типа
Технические весы
Лабораторный катионитный фильтр
Лабораторный рН-метр (иономер)
Шкаф для посуды и реактивов
Стол для нагревательных приборов
Прибор для определения прозрачности
Стол лабораторный
Стол для аналитических весов
Табуретки лабораторные
Шкаф вытяжной
Стол для приборов

7. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

7.1. Для паровых и водогрейных котлов с учетом требований Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов, утвержденных Госгортехнадзором России 28.05.93, инструкций предприятий-изготовителей котлов, типовых инструкций и других ведомственных нормативно-технических документов с привлечением специализированной наладочной организации должны быть разработаны: 7.1.1. Инструкция по эксплуатации установок для докотловой и внутрикотловой обработки воды. 7.1.2. Инструкция по ведению водно-химического режима. 7.1.3. Режимные карты. 7.2. В перечисленных выше документах должны быть указаны: 7.2.1. Назначение инструкции и перечень должностей персонала, для которых знание инструкции обязательно. 7.2.2. Технические данные и краткое описание основного и вспомогательного оборудования, в том числе котлов, деаэрационной установки, установок для водоподготовки. 7.2.3. Рекомендации по регенерации фильтров. 7.2.4. Перечень и схема точек отбора проб. 7.2.5. Нормы качества добавочной, питательной и котловой воды, конденсата и пара. 7.2.6. График, объем и методы химического контроля. 7.2.7. Перечень и необходимое количество реактивов, предназначенных для аналитической работы, которые должны находиться в распоряжении водной лаборатории. 7.2.8. Порядок расчета величины продувки котлов. 7.2.9. Технические решения по консервации котлов в период нахождения их в нерабочем состоянии. 7.2.10. Порядок выполнения контрольных, вырезок образцов наиболее теплонапряженных труб поверхностей нагрева при капитальных ремонтах котлов. 7.3. Результаты анализов по химическому контролю, а также принимаемые меры по обеспечению нормативных показателей питательной и котловой воды должны записываться в журнал по водоподготовке. 7.4. Инструкции должны быть утверждены руководством предприятия-владельца котла и находиться на рабочих местах персонала.

8. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ НАДЗОРА И ОФОРМЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОВЕРКИ

8.1. Контроль за соблюдением требований настоящих Методических указаний осуществляется инспекторами Госгортехнадзора России при проведении периодических обследований условий эксплуатации паровых и водогрейных котлов в соответствии с утвержденным планом работы. При этом проверяется организация работы по контролю за водно-химическим режимом со стороны специалистов организации - владельца котлов. 8.2. Результаты проверки организации и контроля за водно-химическим режимом паровых и водогрейных котлов должны оформляться инспектором Госгортехнадзора России предписанием и (или) актом.

9. ПЕРЕЧЕНЬ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ НАДЗОРЕ ЗА ВОДНО-ХИМИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ

1. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. - М.: НПО ОБТ, 1993. 2. ГОСТ 20995-75. Котлы паровые стационарные давлением до 3,9 МПа. Показатели качества питательной воды и пара. - М.: Изд. стандартов, 1989. 3. РТМ 108.030.114-77. Котлы паровые низкого и среднего давления. Организация водно-химического режима. - Л.: НПО ЦКТИ, 1978. (Утвержден Минэнергомашем СССР 10.05.77). 4. РТМ 24.030.24-72 . Котлы паровые низкого и среднего давления. Организация и методы химического контроля за водно-химическим режимом. - Л.: НПО ЦКТИ, 1973. (Утвержден Минтяжмашем СССР 07.07.72). 5. РД 24.032.01-91 . Методические указания. Нормы качества питательной воды и пара, организация водно-химического режима и химического контроля паровых стационарных котлов-утилизаторов и энерготехнологических котлов. - СПб.: АО НПО ЦКТИ, 1993. 6. РД 24.031.120-91. Методические указания. Нормы качества сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов, организация водно-химического режима и химического контроля. - СПб.: АО НПО ЦКТИ, 1993. 7. РД 24.031.121-91. Методические указания. Оснащение паровых стационарных котлов устройствами для отбора проб пара и воды. - СПб.: АО НПО ЦКТИ, 1993. (Утверждены ТК 244 «Оборудование энергетическое стационарное» Госстандарта СССР 03.12.91).

Правильная организация водно-химического режима котла преследует ряд значимых целей, среди которых можно выделить максимально безопасную, экономичную и надежную эксплуатацию оборудования, оптимизация работы отопительного котла. Кроме того, именно рациональная организация водно-химического режима также способна предотвратить на стенках отопительного котла и других составных частей системы отложений всех известных типов. Также стабильный водно-химический режим котла оберегает отопительную систему от коррозии и способствует получению максимально чистого пара. Для того чтобы в любой отопительной системе поддерживался оптимальный водно-химический режим, необходимо понимать, что неотъемлемым компонентом её организации является химический контроль, организованный в соответствии с действующими стандартами и требованиями.

Влияние солесодержания воды на работу котла

Солесодержание котловой воды оказывает решающее воздействие на показатель жесткости воды. Таким образом, жесткость воды прямо пропорциональна количеству находящимся в ней солям магния и кальция. Накипь, образующаяся на внутренних стенках труб, а также ведущих элементах отопительной системы представляет собой немалую угрозу, поскольку оказывает негативное воздействие на теплопроводность металла, увеличивая время нагревания и затраты энергии. Водоподготовка и умягчитель воды для котла позволяют со временем привести к норме показатели солесодержания воды к необходимым и в течение длительного времени удерживать их в рамках нормы. Несмотря на то, что мероприятия, целью которых является понижение показателей солености воды, являются достаточно дорогостоящими, стоит отметить, что сумма, уплаченная за сохранение оборудование в надлежащем виде, значительно меньше той, что могла бы потребоваться для ремонта вышедшей из строя по причине известковых накоплений техники.



Содержание анионов и катионов влияет на такой показатель, как солесодержание котловой воды. В свою очередь, солесодержание во многом влияет на уровень минерализации воды. Вследствие упаривания воды, а также усиления притока солей на аппаратах непрерывно накапливаются нежелательные примеси. Однако в испаряющейся воде эти примеси в большинстве случаев отсутствуют, исключение составляют соли кремния. Во избежание негативных последствий именно эти соли могут нанести вред составным частям отопительной системы. Стоит отметить исключительную роль профилактических мер и учет критического уровня накопления солей. В данном случае критическим называется уровень соли, провоцирующий вспенивание воды, когда происходит значительное ухудшение её показателей.

Правила выбора фильтра для умягчения воды

Правила ведения водно-химического режима, уход за оборудованием

Для того чтобы в отопительной системе поддерживался постоянный водно-химический баланс, необходимо периодическое осуществление контроля над настоянием внутренней среды. Периодичность подобного контроля зависит, главным образом, от вида котла и его структурных особенностей, а также от действующих санитарных норм и стандартов. Чтобы максимально повысить качество используемой воды и провести все необходимые процедуры, к которым относятся деаэрация воды, её подготовка к подпитке котлов и системе теплоснабжения, необходимо тщательно изучить её исходные свойства. Не менее важными факторами выступают назначение котельной, требования к теплоносителю, а также его технические характеристики.


В случае если трубы, по которым течет котловая вода, вынуждены соприкасаться с коррозионной средой, необходимо тщательно продумать систему антикоррозийной защиты. Принимать оборудование в эксплуатацию допустимо только при наличии уверенности в её исправности, полной загрузки имеющихся фильтров и в случае, если циркуляция воды в котле происходит стабильно и не нарушается. Для получения большей уверенности в исправности оборудования следует также установить отборники проб пара и воды из нержавеющей стали на участках водоотопительной системы, на которые распространяется контроль.



Обязательными условиями работы с отопительным оборудованием для поддержания водно-химического режима являются наладка, ревизия и другие теплохимические испытания. Обязательны также такие процедуры, как замена поврежденных котлов и их ремонт. Для поддержания основных свойств воды также требуются смена топлива, осмотр внутреннего пространства отопительной установки, анализ взятых проб отложений и внутренней поверхности вырезов образцов труб, а также установка дополнительного оборудования. Периодичность проведения работ подобного типа определяется в первую очередь графиком ремонтных работ.

Использование материалов разрешено только при наличии индексируемой ссылки на страницу с материалом.

ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ

по организации химического контроля за ведением рационального водно- химического режима паровых, водогрейных котлов и тепловых сетей.

Инструкцию должны знать:

I . Начальник района

!. Ведущий инженер теплотехник

\. Дежурный инженер смены

I . Инженер-химик

5. Лаборант-аппаратчик ХВП

5. Начальник службы теплосети.

Водно-химический режим котлов можно рассматривать как систему мероприятий по защите конструкционных материалов от коррозии, ограничению поступления в теплоноситель вредных примесей и выведению их из контура, предотвращению образования накипи и отло­ жений на теплопередающих поверхностях. Целью этих мероприятий является обеспечение безопасной и надеж­ ной работы оборудования в течение заданного ресурса времени путем поддержания чистоты металлических поверхностей энергетических контуров и максималь­ ного подавления коррозии. Повышенные требования к водно-химическому режиму котлов вызывают необ­ходимость жесткого и постоянного химического конт­ роля за качеством теплоносителя.

1. ВОДНО-ХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ПАРОВЫХ, ВОДО­ ГРЕЙНЫХ КОТЛОВ И ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ.

1.1. Паровые котлы.

Ведение нормального водно-химического режима паровых котлов треследует цель:

- получение чистого пара;

- отсутствие на поверхностях нагрева котлов солевых отложе-
4ий(накипи) и прикипания образовавшегося шлама(так называемой вторичной нат
сипи;

- предотвращение всех типов коррозии котельного металла и парокон-
1енсатного тракта, несущего продукты коррозии в котел;

Перечисленные требования удовлетворяются путем принятия мер в двух >сновных направлениях:

При подготовке исходной воды;

При регулировании качества котловой воды.


Подготовка исходной воды в зависимости от ее качества и требований, связанных с конструкцией котла, может осуществляться путем:

- докотловон обработки воды с удалением накипеобразователей Са, Mq (Na-катионирование), свободной и связанной углекислоты, кислорода(деаэрация), снижением щелочности и солесодержания(известкование, водород-катионирова-ние);

- внутрикотловой обработки воды(с дозировкой реагентов при обяза­тельном и надежном удалении шлама).

Регулирование качества котловой воды осуществляется путем продув­ки котлов. Применение любого метода обработки воды; внутрикотлового, докотло-вого, докотлового с последующей коррекционной обработкой химически очищен­ной или питательной воды - требует осуществления продувки паровых котлов. В условиях эксплуатации котлов различают два способа продувки котлов: периоди­ческую и непрерывную.

1.2. Водогрейные котлы и тепловые сети.

1.2.1. Теплофикационные водогрейные котлы предназначены в основном
для подогрева воды по тепловому графику в течение нескольких отопительных се­
зонов без очистки и дополнительных средств защиты от внутренней коррозии по­
верхностей нагрева. В основном режиме температура нагрева воды обычно колеб­
лется в пределах 120-130 °С, в пиковом режиме -150 °С(по тепловому графику теп­
ловой сети 150-70 °С).

1.2.2. При эксплуатации теплофикационных котлов и тепловых сетей
серьезное внимание уделяется организации рационального водно-химического ре­
жима. Он должен обеспечить нормативные показатели качества добавочной и сете­
вой воды, поддержание которых должно предотвратить наюше- и шламообразова-
ние, а также коррозионные повреждения в оборудовании и по всему тракту сетей.

1.2.3. Качество подпиточной и сетевой воды прежде всего должно обес­
печить безнакипную работу наиболее требовательных к воде агрегатов - водогрей­
ных котлов.

1.2.4. Качество воды, добавляемой в теплосеть любого типа, определяет­
ся схемой установки водоподготовки и правильной ее эксплуатации, а также нор­
мальной работой деаэрационного узла.

1.2.5. Качество сетевой воды во многом зависит от работы теплофикаци­
онного оборудования и подогревателей, находящихся в ведении потребителей и
службы теплосети.

1.2.6. Безнакипная, нормальная бесперебойная работа водогрейных кот­
лов в той степени, в какой на нее влияет водно-химический режим, определяется
качеством именно сетевой воды, поскольку в котел поступает как вода, возвращае­
мая от потребителей(вода обратной магистрали), так и вода, добавляемая для по­
крытия водоразбора и потерь в сети(открытая система) или только потерь(закрытая
система). Ухудшение качества сетевой воды в результате присосов сырой воды и
примесей оказывает отрицательное влияние на работу водогрейных котлов.

1.2.7. Поддержание водно-химического режима в пределах норм являет­ся задачей не только работников районных котельных(источники тепла и воды), но и работников тепловых сетей, обслуживающих теплотрассы и тепловые пункты.


1.3. Водоподготовка и водно-химический режим тепловых стан­ ций и сетей.

1.3.1. Режим эксплуатации водоподготовительных установок(ВПУ) и водно-химический режим(ВХР) должны обеспечивать работу тепловых станций и тепловых сетей без повреждений и снижения экономичности, вызванных коррозией внутренних поверхностей водоподготовительного, теплоэнергетического и сетевого оборудования, а также образованием накипи, шлама в оборудовании и трубопрово­дах тепловых станций и тепловых сетей.

1.3.2. Организацию и контроль за водно-химическим режимом работы
оборудования тепловых станций и организаций, эксплуатирующих тепловые сети,
должен осуществлять персонал соответствующего подразделения.

1.3.3. Включение в работу и отключение любого оборудования, могущие
вызвать ухудшение качества воды и пара, должны быть согласованы с соответст­
вующим подразделением. х

1.3.4.Внутренние осмотры оборудования, отбор проб отложений, вырезку образцов труб, составление актов осмотра, а также расследование аварий и непола­док, связанных с водно-химическим режимом, должен выполнять персона,! соот­ветствующего технологического цеха предприятия «Теплоэнергоремонт»с участием эксплуатации.

2. ЗАДАЧИ И ОБЪЕМ ХИМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ.

Одной из основных задач химконтроля в котельных является оценка со­стояния эксплуатирующегося теплосилового оборудования в отношении коррозии и образования различного вида отложений. Вторая основная задача химконтроля -выявление различных неполадок и дефектов режима работы оборудования.

Экономичная и бесперебойная работа котлов обеспечивается ведением рационального водно-химического режима (ВХР).

С усовершенствованием оборудования, в частности, увеличением тепло­вых напряжений поверхностей нагрева, повышается опасность коррозии и на-кипеобразования. В связи с этим растут и требования к водно-химическому режиму и контролю за ним.

Текущий(оперативный) химконтроль или эксплуатационный, выполняе­мый ежесуточно, обеспечивает необходимое качество воды на различных участках тракта, своевременно устанавливает величину отклонений от нормы и дает возможность принимать необходимые решения.

Периодический контроль позволяет более глубоко и всесторонне оцени­вать работу оборудования.

ИНСТРУКЦИЯ ПО ВЕДЕНИЮ ВОДНО-ХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПГУ-230 МВТ АЗАРОВСКОЙ ТЭС

<<Мои замечания, как всегда, в угловых скобках. Связность, о которой мы не раз говорили, это когда последующее изложение так или иначе опирается на предыдущее изложение или хотя бы апеллирует к нему.

Первый раздел – Введение. В нем только крайне скупая информация. Так обычно принято в инструкциях. Следующий раздел – Общие меры безопасности. Он ни на что не опирается и не апеллирует к предыдущему тексту. Зато есть утверждение: "гидразин – это яд". По предыдущему тексту инструкции мы не знаем, будет ли как-то фигурировать этот гидразин, а мы уже по его поводу что-то утверждаем. Это и есть пример нарушения связности, которое недопустимо в инструкциях, как и в любом другом тексте. Даже, как я уже говорил, когда вы пишете стихи. Но… безопасность – превыше всего.

Третий раздел – Принципиальная тепловая схема и основное оборудование. Здесь изрядное количество сведений, которые далее, в последующих разделах, никак не используются. Мне даже как-то было замечание от комплексного руководителя о том, что химикам этот раздел не нужен. Тем не менее, химик должен иметь какие-то минимальные "лишние" знания об оборудовании и тепловой схеме, чтобы ориентироваться и в тех нештатных ситуациях, которые в полном их объеме в инструкции невозможно предусмотреть.

Четвертый раздел – ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В ПАРО-КОНДЕНСАТНО-ВОДЯНОМ ТРАКТЕ. Здесь в полной мере соблюдены связность и последовательность, потому что мы описываем процессы, связанные с конкретным оборудованием, о котором получили необходимые сведения в предыдущем разделе. Раздел довольно объемный для традиционных ТЭС. Но найти и отобрать самостоятельно нужные сведения по водно-химическому режиму ПГУ пока не просто для эксплуатационных химиков, поэтому и увеличен объем этого раздела.

Следующие два раздела продолжают развивать тему ведения ВХР. Далее идут два раздела о коррекционной обработке. Они ссылаются на отдельные инструкции по этой теме, а сами эти инструкции были объявлены во Введении. Так что связность изложения мы с вами не нарушили и ни что не выглядит, по выражению моего коллеги , как будто с неба свалилось.

Ну и далее, в последующих разделах, продолжает развиваться тема ведения ВХР в разных ее аспектах. Один из аспектов – раздел Общие меры безопасности. В моем представлении, он явно просится на последнее или предпоследнее место, а не на второе место в списке разделов. Однако, есть люди и поумнее меня. Впрочем, главное это то, чтобы вы поняли идею связности изложения, в том числе и на примере ее нарушения. (Постпримечание: гидразин все же указан во Введении в перечне использованных материалов. Кроме того, в мерах безопасности должны быть указаны условия, которые должны быть выполнены до начала работ. С этой точки зрения, т. е. согласно последовательности действий, раздел "Общие меры безопасности" и должен находиться на своем, т. е. на втором, месте – сначала обеспечить безопасность, потом что-то делать еще).

Еще несколько слов о последнем разделе – Существующие способы консервации тепломеханического оборудования. Это – "не правильный" раздел. Дело в том, что в инструкции не полагается рассказывать о том, что можно сделать. Взамен этого должны быть четкие указания что следует сделать, как и в каком порядке. Однако бывает, что Заказчик не предоставил нужные схемы по оборудованию или не определился со способом консервации и т. д. В такого рода случаях и может возникнуть подобный "компромиссный" вариант, как этот раздел.>>

1 .. ВВЕДЕНИЕ .. 4

2 .. Общие меры безопасности .. 5

3 .. .. 6

4 .. .. 14

5 .. НОРМИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВОДНОГО РЕЖИМА .. 21

6 .. ОРГАНИЗАЦИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА БЛОКА .. 26

7 .. КОРРЕКЦИОННАЯ ОБРАБОТКА ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ И КОНДЕНСАТА .. 27

8 .. КОРРЕКЦИОННАЯ ОБРАБОТКА КОТЛОВОЙ ВОДЫ ... 29

9 .. НЕПРЕРЫВНАЯ И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ ПРОДУВКА КОТЛА .. 31

10 ВНУТРИБАРАБАННЫЕ СЕПАРАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА .. 33

11 ДЕАЭРАЦИЯ ВОДЫ И ОТСОС НЕКОНДЕНСИРУЮЩИХСЯ ГАЗОВ .. 34

12 ВОДНО-ХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ЭНЕРГОБЛОКА В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ .. 37

13 НАРУШЕНИЯ ВОДНОГО РЕЖИМА И ИХ УСТРАНЕНИЕ .. 47

14 ОРГАНИЗАЦИЯ ХИМКОНТРОЛЯ ПРИ ВЕДЕНИИ ВОДНОГО РЕЖИМА .. 49

15 Существующие способы консервации тепломеханического оборудования

Перечень принятых в тексте сокращений

– водоводяной теплообменник;

– высокого давления;

– водно-химический режим;

– газовый подогреватель конденсата;

– коэффициент полезного действия;

– котлотурбинный цех;

– котёл-утилизатор;

– низкого давления;

– парогазовая установка;

– пуско-наладочные работы;

– химический цех;

– цилиндр высокого и среднего давления;

– цех технической автоматики и измерений.

1 ВВЕДЕНИЕ

1.1 Настоящая инструкция предназначена для оперативного персонала блока и химцеха (начальников смен, операторов, лаборантов), участвующего в ведении водно-химического режима энергоблока парогазовой установки (ПГУ).

1.2 Инструкция составлена на основании и в соответствии с техническими документами:

– Тепловая схема блока ПГУ;

– Здание вспомогательного оборудования. Помещение коррекционной обработки воды. Система дозирования аммиака ;

– Здание вспомогательного оборудования. Помещение коррекционной обработки воды. Система дозирования гидразина;

– Здание вспомогательного оборудования. Помещение коррекционной обработки воды. Система дозирования фосфата;

– Котел-утилизатор, пароводяной тракт высокого давления;

– Котел-утилизатор, пароводяной тракт низкого давления;

– Инструкция по коррекционной обработке питательной воды, охлаждающей воды замкнутого контура и добавочной воды системы отопления энергоблока аммиаком;

– Инструкция по коррекционной обработке питательной воды и основного конденсата гидразином;

– Инструкция по коррекционной обработке котловой воды котла-утилизатора фосфатами;

– Инструкция по эксплуатации системы ручного отбора проб пара и воды ПГУ-230 МВт Азаровской ТЭС;

– Инструкция по эксплуатации системы автоматического химконтроля ПГУ-230 МВт Азаровской ТЭС;

– Главный корпус. Азотная система защиты от коррозии. Описание P &I диаграммы.

1.3 Настоящая инструкция должна быть откорректирована после завершения пуско-наладочных работ (ПНР) и режимной наладки оборудования установки.

2 Общие меры безопасности

2.1 К обслуживанию установок коррекционной обработки питательной воды и конденсата гидразином и аммиаком, котловой воды – фосфатами, а также к обслуживанию водного щита пробоотборных точек химического контроля допускается персонал, прошедший специальную теоретическую и практическую подготовку.

2.2 При обслуживании оборудования должны соблюдаться действующие на ТЭС правила технической эксплуатации, правила техники безопасности и правила противопожарной безопасности.

2.3 При работе с реагентами необходимо помнить:

– гидразин-гидрат – яд;

– аммиак вызывает ожоги и удушение;

– горячие пробы могут вызвать ожоги.

2.4 Не допускается совместное размещение реагентов, способных к химическому взаимодействию. Места складирования химических реагентов должны быть безопасными в пожарном отношении.

2.5 На реагентном узле должны быть в наличии противопожарные средства, а также подведена техническая вода со шлангом.

2.6 Рабочее место персонала должно быть укомплектовано необходимой технической документацией и средствами оказания первой помощи при термических ожогах, ожогах химическими реагентами и поражении током.

2.7 Обслуживающий персонал должен быть обеспечен спецодеждой для работы с химическими реагентами и для работы с вращающимися механизмами.

2.8 Места отбора проб должны быть легко доступны, безопасны и хорошо освещены. Отбор проб для анализов должен производиться из исправных пробоотборников после их проверки.

2.9 Все горячие части оборудования, трубопроводы, баки и другие элементы, прикосновения к которым может вызвать ожоги у персонала, должны иметь тепловую изоляцию.

2.10 Электродвигатели должны иметь заземления. Работа с незаземлёнными или неправильно заземлёнными электродвигателями запрещается.

2.11 Ремонтные работы, а также плановый осмотр барабанов, деаэраторов, коллекторов и прочего оборудования должны производиться только после тщательной принудительной вентиляции .

3 Принципиальная тепловая схема и основное оборудование

3.1 Блок ПГУ-230 предназначен для создания замещающей мощности взамен выводимых из эксплуатации существующих энергоблоков. Спроектирован как 1x1x1 цепочка, состоящая из одной ГТ, одной ПТ, одного КУ и общего генератора подключенного к ГТ и ПТ. Сочетание циклов на базе ГТУ и паротурбинной установки (циклов Брайтона и Ренкина соответственно) обеспечивает резкий скачок тепловой экономичности ПГУ-230 МВт Азаровской ТЭС.

3.2 К основным узлам и элементам, обеспечивающим работу всей тепловой схемы, относятся:

– конденсатор;

– конденсатный тракт и конденсатные насосы;

– деаэратор;

– питательный тракты высокого и низкого давления и питательные насосы;

– газотурбинный агрегат и котёл-утилизатор;

– главные паропроводы высокого и низкого давления;

– паровая турбина;

– трубопроводы и насосы обессоленной воды для восполнения потерь с производственным паром;

– система замкнутого контура охлаждения;

– система циркуляционной воды;

– система подогрева сетевой воды отопления главного корпуса.

3.3 Тепловая схема энергоблока построена по блочному принципу.

3.4 В состав блока входит один газотурбинный агрегат типа ГТЭ-160, один вертикальный котёл-утилизатор (КУ) и конденсационная паровая турбина К-80/65-7,0 с производственным отбором. В качестве рабочего тела для газотурбинной установки служат продукты сгорания природного газа; для паровой турбины – пар, вырабатываемый КУ. Основная доля выработки электроэнергии приходится на газотурбинный агрегат. Энергоблок ПГУ позволяет обеспечивать нагрузку в диапазоне 70-100% от номинальной.

3.5 Вводимое вместе с воздухом в камеру сгорания топливо (природный газ) сжигается, образуя продукты сгорания, которые поступают в проточную часть газовой турбины. Кинетическая энергия продуктов сгорания передается лопаточному аппарату турбины, приводя его во вращение, которое, в свою очередь, передается ротору электрогенератора. Частично отработанные (использованные для выработки электроэнергии) продукты сгорания природного газа (дымовые газы) после газотурбинной установки поступают в котел-утилизатор, где за счет тепла продуктов сгорания вырабатывается пар, направляемый в паровую турбину. Поступивший в проточную часть паровой турбины пар приводит во вращение ее лопаточный аппарат и ротор электрогенератора, утилизируя, таким образом, тепло дымовых газов в электрическую энергию, вырабатываемую паротурбинной установкой. Отработанный в турбине пар конденсируется в конденсаторе турбины и, пройдя конденсатный тракт, поступает в деаэратор вместе с добавком обессоленной воды, откуда питательная вода подается в КУ в контуры высокого и низкого давлений.

3.6 Подача питательной воды в контур высокого давления осуществляется одним насосом (второй резервный), производительностью 255 т/ч и напором 87,2 бар. Подача питательной воды в контур низкого давления осуществляется одним насосом (второй резервный), производительностью 66,6 т/ч и напором 10,7 бар.

3.7 Деаэрация питательной воды осуществляется в деаэраторе производительностью 300 т/ч и рабочим давлением 7 бар .

3.8 Конденсат от конденсатных насосов (два рабочих, один резервный) с расходом 150 т/ч и напором 18 бар направляется через эжекторную группу и конденсатор пара уплотнений паровой турбины к газовому подогревателю котла-утилизатора (ГПК). Перед подачей конденсата в ГПК производится его предварительный подогрев до 60 °С. Схема предусматривает отвод конденсата к водоводяному подогревателю (ВВТО) для подогрева подпиточной обессоленной воды цикла перед деаэратором давлением 7 бар .

3.9 При отборе пара на производство в количестве 65 т/ч, необходимый добавок обессоленной воды от общестанционного коллектора сначала направляется на подогрев в водоводяные пластинчатые теплообменники котла-утилизатора, а затем в деаэратор повышенного давления 7 бар. Регулирование температуры обессоленной воды перед деаэратором осуществляется регулирующим клапаном на конденсате рециркуляции газового подогревателя котла после ВВТО. Схемой также предусматривается возможность подачи обессоленной воды от общестанционного коллектора в конденсатор, минуя ВВТО, по линиям нормального и аварийного добавка.

3.10 Схемой блока предусматривается три узла приёма дренажей:

– дренажи общестанционных трубопроводов высокого и низкого давления направляются через расширитель дренажей высокого и низкого давления атмосферного типа в дренажный бак машзала V=16 м3.

– опорожнение котла и приём дренажей котла производится через атмосферный расширитель, поставляемый комплектно с котлом, в бак слива из котла V=16 м3.

– дренажи турбины собираются в расширитель дренажей, поставляемый комплектно с турбиной, который по пару и конденсату связан с конденсатором.

3.11 Система циркуляционной воды предназначена для подачи охлаждающей воды в конденсатор турбины и на пластинчатый теплообменник охлаждающей воды замкнутого контура. Температура циркуляционной воды варьируется от +4 °С до +27 °С.

3.12 Система охлаждающей воды вспомогательного оборудования турбин и генераторов имеет замкнутый контур с заполнением его обессоленной водой. Охлаждающая вода замкнутого контура прокачивается через пластинчатый охладитель (2 × 100%) и подается на охлаждение воздухоохладителей генераторов, маслоохладителей турбин, охладителей системы регулирования турбин, охладителей пробоотборников, маслоохладителей питательных насосов и другое вспомогательное оборудование.

3.13 В схеме блока предусматривается бойлерная установка для собственных нужд блока. В состав бойлерной установки входят два сетевых подогревателя ПСВ, охладители конденсата сетевых подогревателей ОГ-12М и конденсатные насосы. Подогрев сетевой воды осуществляется паром из коллектора пара собственных нужд блока.

3.14 В схеме сетевой воды предусматривается установка подпитки теплосети обессоленной водой производительностью 0,7 т/ч, которая выполняет следующие функции:

– стабилизацию давления в замкнутой системе отопления;

– подпитку;

3.15 Предусмотренные установки коррекционной обработки воды предназначены для дозирования в питательный тракт растворов гидразина и аммиака, а также для дозирования раствора тринатрийфосфата в барабаны котла. Установки размещаются в главном корпусе (в части дозирования химических реагентов) и на складе химических реагентов (в части хранения и приготовления растворов реагентов).

3.16 Газотурбинная установка ГТЭ-160

3.16.1 ГТЭ-160 представляет собой одновальную однокорпусную конструкцию. Внешний силовой корпус является общим для 16-ти ступенчатого компрессора и четырёхступенчатой турбины.

3.16.2 В ГТЭ-160 применены выносные камеры сгорания. Каждая из двух камер сгорания оборудуется восемью горелками, которые приспособлены для работы на природном газе. В камерах сгорания происходит подогрев воздуха, поступающий из компрессора, до температуры, необходимой на входе в турбину, путем сжигания газообразного топлива.

3.16.3 В состав газотурбинной установки кроме собственно газовой турбины входят следующие вспомогательные системы:

– система воздухозабора;

– система подачи топливного газа;

– система зажигания;

– система смазки;

– блок воздушной консервации;

– система промывки проточной части.

3.16.4 Система воздухозабора комплектуется с комплексным воздухоочистительным устройством, обеспечивающим надежную защиту от эрозии и загрязнения лопаточный аппарат газовой турбины.

3.16.5 Основные технические данные газотурбинной установки ГТЭ-160 при работе на газовом топливе:

Температура наружного воздуха, °С 15

Мощность при сжигании природного газа, МВт 155,3

Электрический КПД % 34,1

число ступеней 16

Число камер сгорания 2

Расход газов на выходе, кг/c 509

Температура на выходе газовой турбины, °С 537

3.17 Котёл-утилизатор

3.17.1 Котёл-утилизатор барабанного типа выполнен вертикальным без промперегрева с принудительной циркуляцией среды в испарительных контурах. Регулирование температуры и давления пара высокого и низкого давления в котле не предусматривается, так как котёл работает при скользящих параметрах пара, определяемых расходом и температурой газов, поступающих из газовой турбины. Газы движутся через поверхности нагрева снизу вверх. По ходу газов в котле последовательно расположены поверхности нагрева:

– пароперегреватель высокого давления (ВД);

– испаритель высокого давления;

– экономайзер высокого давления;

– пароперегреватель низкого давления (НД);

– испаритель низкого давления;

– газовый подогреватель конденсата.

3.17.2 Снижение температуры уходящих дымовых газов осуществляется за счёт ГПК, конденсат после которого направляется в деаэратор питательной воды. Для регулирования температуры конденсата до и после ГПК установлены рециркуляционные насосы и байпасные линии. Рабочий диапазон изменения нагрузки котла-утилизатора составляет 100 – 70% номинальной нагрузки.

3.17.3 Основные входные характеристики котла:

Температура наружного воздуха tн. в,°С 5 20 5 +10,7

Расход газов на 1 котел-утилизатор, кг/с 409,7 487,1 513,5 504,4

Температура газов на входе в КУ, °С 537,3 546,9 539,2 541,8

Расход добавочной воды через ВВТО, т/ч 67,3 62,8 67,9 37,9

Температура добавочной воды на входе ВВТО, °С 4

3.17.4 Характеристики обеспечиваемые котлом:

Температура газов за котлом, °С 88,6 108,3 95,0 105,2

контура высокого давления, т/ч 186,2 224,1 231,0 228,4

Температура пара ВД на выходе, °С 511,3 512,8 506,2 508,2

Давление пара ВД на выходе (абс.), бар 58,95 75,58 73,69 75,76

Номинальная паропроизводительность

контура низкого давления, т/ч 40,38 51,33 54,23 53,36

Температура пара НД на выходе, °С 198,6 206,1 207,1 207,1

Давление пара НД на выходе (абс.), бар 5,28 6,42 6,64 6,64

Давление в деаэраторе (абс.), бар 4,81 5,78 6,01 6,01

Температура конденсата перед КУ, °С 24,4 46,5 26,4 33,8

3.17.5 Конструктивные характеристики:

Наименование ВД НД

Пароперегреватель КУ

Поверхность нагрева, м2 8148,7 685,3

Материал коллектора

Вход Сталь 20 Сталь 20

Выход 12Х1МФ Сталь 20

Расчетная температура металла, °С

Температура перегретого пара, °С 507,2 206,9

Материал теплообменных труб 12Х1МФ Сталь 20

Экономайзер

Поверхность нагрева, м2 38834,1 нет

Материал коллектора

Вход Сталь 20 нет

Выход Сталь 20 нет

Материал теплообменных труб Сталь 20 нет

Испаритель

Поверхность нагрева, м2 25970,9 21635,5

Материал трубы Сталь 20 Сталь 20

Подогреватель конденсата

Поверхность нагрева, м2 31760,2

Материал трубы Сталь 20

3.18 Паротурбинная установка К-80/65-7,0

3.18.1 Конденсационная паровая турбина типа К-80/65-7,0 с производственным отбором Ленинградского металлического завода (ЛМЗ) предназначена для привода турбогенератора ТЗФП-80-2УЗ производства АО «Электросила» и выдачи пара на производство в количестве 65 т/ч.

3.18.2 Турбина представляет собой одновальный двухцилиндровый агрегат, расположенный на одном валу с генератором, состоящий из цилиндра высокого и среднего давлений (ЦСВД) и цилиндра низкого давления.

3.18.3 Свежий пар после пароперегревателя ВД котла-утилизатора направляется в ЦСВД. Часть пара из проточной части ЦСВД поступает в 1 отбор турбоустановки в количестве до 65 т/ч и направляется внешнему потребителю на производственные нужды. В цилиндр низкого давления направляется частично сработанный пар после ЦСВД, а также пар котла-утилизатора после пароперегревателя НД.

3.18.4 Эксплуатация турбины, как и в целом энергоблока, предусмотрена на скользящем давлении пара без регулировки давления и температуры пара. Примерные параметры острого пара и пара после пароперегревателя НД приведены в характеристиках котла.

4 ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В ПАРО-КОНДЕНСАТНО-ВОДЯНОМ ТРАКТЕ

4.1 Общие закономерности

4.1.1 Применительно к условиям работы энергоблока ПГУ наибольшую актуальность приобретают процессы коррозии и образования защитных поверхностных образований – защитного поверхностного слоя отложений, накипей, окисных пленок и т. п. В отсутствие такого защитного слоя процессы коррозии могут ускоряться в десятки и даже сотни раз. Формирование поверхностного слоя происходит практически одновременно с началом коррозионного процесса. В результате этого формирования происходит постепенное замедление коррозии металла до некоторого псевдоравновесного уровня взаимодействия металла с кислородом и другими ингредиентами теплоносителя, отвечающего конкретным температурным и гидродинамическим условиям и составу среды. Одним из решающих факторов, определяющих этот уровень, является фактор стационарности (неизменности или постоянства) указанных условий и состава среды.

4.1.2 Формирование защитного слоя в стационарных условиях осуществляется до достижения характерной для этих условий его предельной толщины, после чего разрушение слоя начинает происходить самопроизвольно. Этот фактор наиболее актуален для испарительных поверхностей. Нестационарные факторы, как уже отмечалось, способствуют ускоренной деформации образовавшегося защитного слоя. В условиях горизонтального расположения испарительных труб частички разрушенного слоя могут перемещаться внутри их водяного объема или водяного объема контура КУ с образованием неравномерных по толщине и неоднородных по структуре отложений. В последствии это приводит к местным перегревам металла и к интенсивным локальным коррозионным процессам испарительных поверхностей.

4.1.3 Процессы, протекающие в паро-конденсатно-водяном тракте, можно разделить на следующие большие группы:

– процессы коррозии металла, протекающие при контакте теплоносителя с металлом;

– процессы образования на поверхности оборудования и в теплоносителе твердой фазы из находящихся в его составе растворенных ингредиентов;

– процессы разрушения образовавшейся на поверхности оборудования твердой фазы (пленок, накипи, отложений);

– процессы, связанные с перераспределением примесей между паром и водой.

4.1.4 Для разных участков оборудования и паро-водо-конденсатного тракта эти процессы имеют разную локализацию, разную интенсивность и разную актуальность.

4.1.5 В нестационарных условиях защитный слой испарительных поверхностей подвергается наибольшей деформации в пусковой период КУ. При своевременном включении насосов принудительной циркуляции, т. е. до начала растопки (поступления греющих дымовых газов) КУ, происходит отрыв относительно мелких частичек защитного слоя, которые могут быть увлечены циркулирующим потоком в боковые (входные и выходные) коллекторы и удалены с периодической продувкой. С началом растопки может происходить отделение более крупных частичек слоя с их перемещением и образованием неравномерных отложений.

4.1.6 Продукты коррозии, прежде всего соединения железа, могут накапливаться в застойных зонах с относительно вялой циркуляцией среды: в баке-аккумуляторе деаэратора и в конденсатосборнике конденсатора паротурбинной установки, что в определенные периоды эксплуатации оборудования может служить причиной повышения содержания этих продуктов в теплоносителе. Поэтому указанные зоны надо периодически очищать, например способом механической очистки, от накопившихся загрязнений.

4.1.7 Существенным поставщиком продуктов коррозии в пароводяной цикл энергоблока может также служить обессоленная вода, в особенности при больших расходах подпиточной воды, так как эта вода содержит большое количество кислорода при относительно низком значении ее рН.

4.1.8 При кристаллизации в пристенном слое котловой воды истинно растворенных примесей, когда достигается предел их растворимости, образуется накипь плотной структуры из соединений железа, кремниевой кислоты, сульфата кальция и др. Рыхлые отложения образуются путем прикипания взвешенных частиц, присутствующих в котловой воде.

4.1.9 При контакте внутренних поверхностей оборудования с перегретым паром происходит образование окисной магнетитовой пленки:

3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2

4.1.10 Эта пленка создается при температуре около 570 °С и в отсутствие кислорода. При температуре выше 570 °С (на стали перлитного класса) образуется окалина.

4.1.11 Пароперегревательные поверхности КУ парогазового энергоблока ТЭС при его стационарной нагрузке работают в относительно благоприятных температурных условиях. Неприятности могут ожидаться при существенном солевом заносе этих поверхностей, в особенности в периоды простоев. Такой занос возможен при нарушениях воднопродувочного режима (закрытии непрерывной продувки или возврате продувочных котловых вод в пароводяной цикл) с превышением критического солесодержания котловой воды, при неисправности внутрикотловых устройств очистки пара, а также в пусковой период и в периоды сброса давления в котле вследствие "набухания" котловой воды и заброса ее в пароперегреватель.