Способ очистки и пассивации тракта рабочей среды прямоточного котла

 

Использование: изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для послемонтажной и эксплуатационной очистки и пассивации тракта рабочей среды прямоточных котлов. Сущность: очистку производят в процессе растопки котла путем ввода окислителя в питательную воду до встроенной задвижки (ВЗ) и в пар за В3. После ввода окислителя фиксируют прекращение роста выноса окислов железа из поверхностей нагрева до и за ВЗ, после чего периодически рабочую среду переводят в состояние пароводяной смеси путем отключения горелок котла в тракте до ВЗ и увеличения расхода воды на впрыскивающие пароохладители в тракте за ВЗ до фиксации прекращения дополнительного выноса окислов железа. 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для послемонтажной и эксплуатационной очистки и пассивации тракта рабочей среды прямоточных котлов.

Известен способ парокислородной очистки и пассивации внутренних поверхностей труб котла, предусматривающий подвод к котлу стороннего пара и необходимость монтажа большого количества временных трубопроводов ( авторское свидетельство СССР N 9767615 F 28 G 13/00, 1980). Очистка при этом происходит за счет механического воздействия движущегося пара на отложения, а пассивация (образование на очищенных поверхностях защитной оксидной пленки) за счет химического взаимодействия металла труб и окислителя. Оба эти процесса взаимосвязаны, поскольку создание прочной защитной оксидной пленки возможно только на достаточно чистой поверхности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки и пассивации тракта рабочей среды прямоточного котла, заключающийся в подаче окислителя в питательную воду до встроенной задвижки в процессе растопки котла (авторское свидетельство СССР No 1590835, 5 F 28 В 37/48, 1990.

Указанные известные технические решения эффективны лишь при исходных отложениях окислов железа на внутренних поверхностях труб до 200 300 г/м².

Достигаемый результат изобретения заключается в повышении эффективности очистки и пассивации внутренних поверхностей труб.

На чертеже схематично показан энергоблок для реализации описываемого способа.

Энергоблок содержит прямоточный котел 1 с трактом рабочей среды, включающим питательный трубопровод 2, парообразующие поверхности 3, пароперегреватель 4, соединяющую их линию 5 со встроенной задвижкой (ВЗ) 6 и паропровод 7 острого пара, подключенный на выходе к турбине (на чертеже не показана). Кроме того, в котле 1 установлен промежуточный пароперегреватель 8 с входным 9 и выходным 10 паропроводами. Вход питательного трубопровода 2 подключен к напорной стороне насосного агрегата 11, выполненного в виде питательного 12 и бустерного 13 насосов, соединенных между собой линией 14 (или в виде многоступенчатого питательного насоса). Для подачи кислорода в процессе очистки тракта рабочей среды предусмотрен кислородный баллон 15, соединенный линией 16 с линией 14 между питательным 12 и бустерным 13 насосами (или с промежуточной ступенью многоступенчатого питательного насоса) и линией 17 с линией 5 за встроенной задвижкой 6. Кроме того, паропровод 7 острого пара соединен со входным паропроводом 9 промежуточного пароперегревателя 8 линией 18. Линии 16, 17 и 18 снабжены запорными органами соответственно 19, 20, 21.

Способ очистки и пассивации тракта рабочей среды прямоточного котла согласно изобретению осуществляется следующим образом. В процессе растопки прямоточного котла 1 после достижения в тракте до ВЗ 6 температуры 300-390^oС (в зависимости от рабочего давления) из баллона 15, открывая запорный орган 19, вводят окислитель в питательную воду. После фиксации прекращения роста выносов окислов железа из поверхностей нагрева этого тракта отключают горелки котла (на чертеже не показаны). При этом для перевода рабочей среды в состояние пароводяной смеси либо уменьшают расход питательной воды, либо снижают давление в тракте до ВЗ. После фиксации прекращения дополнительного роста выноса окислов железа снова включают горелки котла 1 и восстанавливают исходный режим. Перечисленные операции повторяют периодически, пока уровень выноса отложений не уменьшится до приемлемого по условиям эксплуатации значения.

При обработке тракта за ВЗ открывают запорный орган 20 и дозируют окислитель на входе в указанный тракт. При этом впрыскивающими пароохладителями ( на чертеже не показаны) во всем тракте поддерживают заданную температуру рабочей среды. После прекращения роста выноса окислов железа пар переводят в состояние пароводяной смеси путем увеличения расхода воды на впрыскивающие пароохладители. После прекращения дополнительного роста выносов окислов железа дополнительную подачу воды в пароохладители прекращают. Операции повторяют периодически из условий, аналогичных условиям очистки тракта до В3.

Очистку тракта промежуточного пароперегревателя 8 осуществляют одновременно с очисткой тракта за ВЗ путем открытия запорного органа 21 на линии 18, соединяющей паропровод 7 острого пара со входным паропроводом 9 промежуточного пароперегревателя.

Пример. Во время растопки прямоточного котла энергоблока мощностью 500 МВт проводили его пароводокислородную очистку и пассивацию раздельно до и после ВЗ.

После достижения температуры перед ВЗ 350^oС в питательную воду дозировали окислитель. При этом в течение двух часов концентрация окислов железа в сбросной среде возрастала и достигла 1,5 мг/кг. Затем при сохранении расхода питательной воды и дозировки окислителя были погашены горелки котла и открыт клапан перед встроенным сепаратором При этом среда в тракте до ВЗ перешла в состояние пароводяной смеси, и содержание окислов железа в сбросной среде возросло до 15 мг/кг. По истечении 15 мин дополнительный рост концентрации окислов железа в сбросной среде прекратился, после чего восстановили исходный режим, продолжая подачу окислителя. Через пять часов концентрация окислов железа в сбросной среде вновь достигла 1,5 мг/кг, после чего цикл операций по переводу среды в состояние пароводяной смеси был повторен. Содержание окислов железа в сбросной среде при этом возросло до 8 мг/кг. В третьем, завершающем цикле через пять часов первоначальная концентрация окислов железа (до выключения горелок) составила 0,3 мг/кг, а конечная (после выключения) 2 мг/кг.

В тракт за ВЗ дозировали окислитель после выхода котла на прямоточный режим и установления впрыскивающими пароохладителями температуры пара в пределах 380-420^oС. По истечении 1,5 часов рост концентрации окислов железа в сбросном паре прекратился, после чего впрыскивающими пароохладителями пар во всем тракте перевели в состояние пароводяной смеси. При этом концентрация окислов железа в течение 10 мин возросла с 1 до 8 мг/кг и ее рост прекратился. Затем был восстановлен исходный режим. Указанный цикл был повторен три раза. Последующая проверка через год (при текущем ремонте) показала, что защитная пленка на обработанной таким образом поверхности нагрева котла сохранилась, а сама поверхность не требовала дополнительной очистки.

Формула изобретения

Способ очистки и пассивации тракта рабочей среды прямоточного котла, заключающийся в подаче окислителя в питательную воду до встроенной задвижки в процессе растопки котла, отличающийся тем, что наряду с подачей окислителя в питательную воду окислитель вводят в пар за встроенной задвижкой тракта, при этом контролируют рост выноса окислов железа из нагревательных поверхностей тракта до и после встроенной задвижки до его прекращения, после чего периодически рабочую среду переводят в состояние пароводяной смеси, причем в тракте до встроенной задвижки смесь получают путем отключения горелок, а в тракте за встроенной задвижкой путем увеличения расхода воды на впрыскивающие пароохладители, при этом перевод среды в состояние пароводяной смеси осуществляют с одновременным контролем дополнительного роста выноса окислов железа и ведут указанный перевод до прекращения роста этого выноса.

РИСУНКИ

Рисунок 1