Способ определения загрязненности поверхности нагрева энергетического котлоагрегата

Авторы патента:

F22B37/42 - применение, приспосабливание или расположение автоматических предохранительных или аварийных сигнализирующих устройств (для нагревателей питательной воды F22D 1/14; сигнальные устройства, реагирующие на нежелаемые или ненормальные условия G08B)

C23F15 - Прочие способы предотвращения коррозии или отложения накипи

Владельцы патента RU 2363882:

Открытое акционерное общество "ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ГЕНЕРИРУЮЩАЯ КОМПАНИЯ 9" (ОАО ТГК 9) (RU)

Изобретение относится к химии, в частности к количественному определению загрязнений (отложений) на поверхности нагрева энергетического котлоагрегата, образовавшихся в течение межремонтного периода эксплуатации. Способ включает измерение количества загрязнений на поверхности нагрева, сравнение результатов измерений с заданными значениями и принятие решения по результатам сравнений о дальнейшей эксплуатации котлоагрегата или о приостановлении его эксплуатации и удалении загрязнений. Измерения количества загрязнений на поверхностях нагрева осуществляют в начальный и в конечный моменты нагрева, при этом в качестве измеряемого параметра выбирают сумму анионов в воде на входе в котлоагрегат и выходе из него, и количество воды, поступившее на вход котлоагрегата, а общее количество загрязнений на поверхности нагрева котлоагрегата определяют как разность значений загрязненности на входе в котлоагрегат и выходе из котлоагрегата по указанной зависимости. Способ позволяет получить результаты о загрязненности энергетического котлоагрегата с высокой достоверностью при простоте и минимальной трудоемкости его реализации в процессе эксплуатации. 2 табл., 2 ил.

Изобретение относится к химии, в частности к количественному определению загрязнений на поверхности нагрева энергетического котлоагрегата, образовавшихся в течение межремонтного периода эксплуатации.

Как известно, в процессе эксплуатации энергетического котлоагрегата на его поверхности нагрева образуются загрязнения, без достоверной информации о количественном и качественном состоянии которых дальнейшая эксплуатация котлоагрегата сопряжена с образованием теплонапряженных участков и снижением эксплуатационной надежности.

Известен способ определения загрязненности поверхности нагрева энергетического котлоагрегата, при котором измеряют количество загрязнений на поверхностях нагрева и сравнивают результаты измерений с заданными значениями и по результатам сравнений принимают решение о дальнейшей эксплуатации котлоагрегата либо о приостановлении его эксплуатации и удалении загрязнений, характеризующийся тем, что перед началом измерений осуществляют вырезку контрольных образцов поверхности нагрева котлоагрегата, а измерения осуществляют на поверхности вырезанных контрольных образцов катодным травлением по следующей математической зависимости:

q=(A-N)·10000/S [г/м²],

где

q - загрязненность поверхности, г/м²;

А - вес образца до обработки, г;

N - вес образца после обработки, г;

10000 - переход от «см²» к «м²»;

S - площадь очищаемой поверхности, см² [Л.1, стр.41].

Описанный в [Л.1, стр.41] способ определения загрязненности поверхности нагрева энергетического котлоагрегата обеспечивает достоверные результаты определения загрязненности, но это констатация уже образовавшейся загрязненности после двух - трехлетнего периода эксплуатации, при этом применение указанного способа сопряжено со значительной трудоемкостью, обусловленной вырезанием контрольных образцов, подготовкой полуколец длиной 5 см.

Изобретением решается задача создания способа определения загрязненности поверхности нагрева энергетического котлоагрегата, характеризующегося высокой достоверностью полученных результатов при простоте и минимальной трудоемкости его реализации в процессе эксплуатации.

Для решения поставленной задачи в способе определения загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата, при котором измеряют количество загрязнений на поверхностях нагрева, сравнивают результаты измерений с заданными значениями и по результатам сравнений принимают решение о дальнейшей эксплуатации котлоагрегата либо о приостановлении его эксплуатации и удалении загрязнений, предложено, согласно настоящему изобретению, измерения количества загрязнений на поверхностях нагрева осуществлять в начальный и в конечный моменты нагрева, при этом в качестве измеряемого параметра выбирать сумму анионов в воде на входе в котлоагрегат и выходе из него, а общее количество загрязнений на поверхности нагрева котлоагрегата определять как разность значений загрязненности на входе в котлоагрегат и выходе из котлоагрегата по следующей зависимости:

где

Δзагр - общее количество загрязнений, г/м²;

Загр.вх - сумма анионов на входе в котлоагрегат, мг·экв/дм³;

Загр.вых - сумма анионов на выходе из котлоагрегата, мг·экв/дм³;

Кр. уп - кратность упаривания анионов между значениями на выходе и входе (по солесодержанию);

Qп.в - количество воды, поступившей на вход котлоагрегата, м³/ч;

tpaб - время работы котлоагрегата, ч;

Sпов - площадь поверхности нагрева котлоагрегата, м²;

Экв.ан - коэффициент перехода от эквивалентов, экв.

При этом коэффициенты, соответствующие кратности упаривания анионов Кр.уп и перехода от эквивалентов Экв.ан определяются по известным, в частности, из [Л.2, стр.95] и [Л.3, стр.427] зависимостям:

Где с/с_вых - солесодержание на выходе из котлоагрегата, мг/дм³;

с/с_вх - солесодержание на входе в котлоагрегат, мг/дм³;

Изобретение поясняется фиг.1, 2, на которых представлены зависимости влияния избытка фосфатов на количество загрязнений. Согласно [Л.4, стр170] избыток фосфатов не должен превышать 30 мг/дм³ (при оптимальном значении этого показателя 10÷18 мг/дм³ количество загрязнений минимально).

Сущность заявляемого способа определения загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата заключается в следующем.

В начальный момент нагрева измеряют количество анионов (загрязнений) на входе в котлоагрегат, затем по истечении заданного промежутка времени измеряют количество анионов (загрязнений) на выходе из котлоагрегата, измеряют также количество воды, поступившей на вход котлоагрегата, а общее количество отложений на поверхности нагрева S котлоагрегата определяют как разность значений загрязненности на входе в котлоагрегат и выходе из котлоагрегата по следующей зависимости:

где

Δзагр - общее количество загрязнений, г/м²;

Загр.вх - сумма анионов на входе в котлоагрегат, мг·экв/дм³;

Загр.вых - сумма анионов на выходе из котлоагрегата, мг·экв/дм³;

Кр. уп - кратность упаривания анионов между значениями на выходе и входе (по солесодержанию);

Qп.в - количество воды, поступившей на вход котлоагрегата, м³/ч;

tраб - время работы котлоагрегата, ч;

Sпов - площадь поверхности нагрева котлоагрегата, м²;

Экв.ан - коэффициент перехода от эквивалентов, экв.

При этом коэффициенты, соответствующие кратности упаривания анионов Кр.уп, и перехода от эквивалентов Экв.ан предложено определть по известным, в частности, из [Л.2, стр.95] и [Л.3, стр.427] зависимостям:

где с/с_вых - солесодержание на выходе из котлоагрегата, мг/дм³;

с/с_вх - солесодержание на входе в котлоагрегат, мг/дм³;

Изобретение поясняется также результатами экспериментальных данных по определению загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата, сведенными в таблицы. В частности, в таблице №1 представлены данные экспериментов по определению загрязненности поверхностей нагрева котлоагрегата №17 Филиала «Свердловская ТЭЦ» ОАО «ТГК 9», а в таблице №2 приведены данные по определению загрязненности поверхностей нагрева этого же котлоагрегата за межремонтный период, составляющий, согласно [Л.1, стр.24] 9-18 тыс. часов.

Результаты измерений и вычислений сведены в таблицы №№1 и 2.

После определения по приведенной выше математической зависимости (1) общего количества загрязнений Δзагр сравнивают полученное таким образом значение с заданным значением, соответствующим 800 г/м² [Л.1, стр.26], и по результатам сравнения принимают решение о дальнейшей эксплуатации котлоагрегата либо о приостановлении его эксплуатации и удалении загрязнений.

Таблица №1
№ измер.	Qп.в	tрaб	Правый соленый отсек	Левый соленый отсек
Загр.вх·2·Кр.уп	Загр.вых	Δзагр	PO₄ ^3-	Загр.вх·2· Кр.уп	Загр.вых	Δзагр	PO₄ ^3-
Ед. измер.	м³/ч	ч	мг·экв/дм³	г/м²	мг·экв/дм³	мг·экв/дм³	г/м²	мг·экв/дм³
1	68,6	446	10,24	1,75	3,29	18	10,24	1,76	3,29	18,4
2	57	128	7,11	2,97	0,38	10,8	7,11	2,99	0,38	11.3
3	53,7	495	7,42	2.97	1,5	13,7	7,42	2,97	1,5	13,9
4	66	333	8,34	2,21	1,7	17,5	8,34	2,19	1,71	16,9
5	60	734	7,22	2,36	2,71	21,1	7,21	2,29	2,75	19,1
6	66,8	744	6,19	1,70	2,83	18,9	6,19	1,75	2,79	20,5
7	64	744	6,23	2,79	2,08	19	6,24	2,81	2,07	19,5
8	57	744	6,59	2,40	2,25	23	6,60	2,43	2,24	23,8
9	55	288	7,16	2,72	0,89	20,7	7,17	2,72	0,89	20,8
Всего: отложений					17,64				17,61

Таблица №2
Год	Загр.вх·2·Кр.уп - Загр.вых·2	tраб	Qп.в	Δзагр, полученное по заявляемому способу в течение рабочего года	Отложения, определенные по [Л.1]	Отложения, определенные по [Л.1]+Δзагр за рабочий год
	Правый соленый отсек	Левый соленый отсек
	мг·экв/дм³	ч	м³/ч	г/м²	г/м²
1999	4,41	4,58	2484	57,2	32,38	727,3	759,68
2000	4,82	4,90	7588	56,4	105,46		865,14
2001	6,89	7,12	6977	58,2	144,26		1009,4
2002	5,42	5,40	5878	59,8	96,46		1105,9
2003	5,85	5,64	4220	55,9	68,68		1174,5

Так, в частности, при количественном значении отложений, равном 865,14 г/м², полученном в течение времени, равном 10072 часа (см. таблицу №2, строка вторая сверху), необходимо приостановление работы котлоагрегата и очистка его поверхности от загрязнений.

Заявляемый способ определения загрязненности позволил относительно простыми средствами решить задачу по определению загрязнений поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата, при этом достоверность результатов, полученных в процессе реализации способа, достаточно высокая. В филиале «Свердловская ТЭЦ» ОАО «ТГК-9» заявляемый способ определения загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата прошел апробацию, результаты которой подтвердили его работоспособность и широкие возможности практического применения в будущем. При этом достоверность результатов измерений по заявляемому способу достаточно высокая, а трудозатраты на его реализацию минимальны, в частности, по сравнению со способом, описанным в [Л.1], в заявляемом способе исключена вырезка контрольных образцов поверхностей нагрева. Кроме того, заявляемый способ позволяет резко уменьшить загрязнения, изменяя избыток фосфатов в котлоагрегате.

Литература

1. Методические указания по контролю состояния основного оборудования тепловых и электрических станций; определение количества и химического состава отложений. СО 34.37.306-2001.РД 153-34.1.-37.306-21, стр.41, 24, 26.

2. Белан Ф.И. / Водоподготовка. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1958, стр.95.

3. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия,. М., 1971 г., стр.427.

4. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, 2003 г., М.: Энергосервис, стр.170.

Способ определения загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата, при котором измеряют количество загрязнений на поверхностях нагрева, сравнивают результаты измерений с заданными значениями и по результатам сравнений принимают решение о дальнейшей эксплуатации котлоагрегата либо о приостановлении его эксплуатации и удалении загрязнений, отличающийся тем, что измерения количества загрязнений на поверхностях нагрева осуществляют в начальный и в конечный моменты нагрева, при этом в качестве измеряемого параметра выбирают сумму анионов в воде на входе в котлоагрегат и выходе из него, и количество воды, поступившее на вход котлоагрегата, а общее количество загрязнений на поверхности нагрева котлоагрегата определяют как разность значений загрязненности на входе в котлоагрегат и выходе из котлоагрегата по следующей зависимости:
Δзагр=(Загр.вх·2·Кр.уп-Загр.вых·2)·Qп.в·tpaб/Sпов·Экв.ан, г/м²,
где Δзагр - общее количество загрязнений, г/м²;
Загр.вх - сумма анионов на входе в котлоагрегат, мг·экв/дм³;
Загр.вых - сумма анионов на выходе из котлоагрегата, мг·экв/дм³;
Кр.уп- кратность упаривания анионов между значениями на выходе и входе (по солесодержанию);
Qп.в - количество воды, поступившей на вход котлоагрегата, м³/ч;
tpaб - время работы котлоагрегата, ч;
Sпов - площадь поверхности нагрева котлоагрегата, м²;
Экв.ан - коэффициент перехода от эквивалентов, экв.

Способ защиты котельного агрегата и устройство для его осуществления // 2154233

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах защиты и управления котельными агрегатами с одновременной регистрацией их технологических параметров при выработке пара или нагреве воды.

Устройство защиты парового котла // 2073170

Изобретение относится к теплоэнергетике, касается защиты паровых котлов и может быть использовано в системах автоматического управления паровых котлов. .

Устройство сигнализации о ненормальных условиях работы парогенератора // 1802260

Система для обнаружения застойных зон в трубном пучке конденсатора пара // 1802259

Способ контроля за шлакованием поверхности нагрева парового котла // 1802258

Способ управления средствами очистки экранов топки паровых котлов // 1765614

Способ автоматической защиты водогрейного котла // 1763797

Устройство для консервации барабанного котла // 1760241

Система регулирования кратности концентрации в ступенях испарения барабанного котла // 1751591

Композиция для получения полимерного ингибированного покрытия с увеличенной маслоемкостью и способ нанесения полимерного ингибированного покрытия с увеличенной маслоемкостью // 2359069

Изобретение относится к области получения полимерных покрытий в качестве смазочных и защитных средств металлических изделий и может быть использовано в машиностроении при производстве подшипников, энергетике в узлах трения, а также при хранении и транспортировке металлосборочных изделий.

Способ повышения коррозионной стойкости низколегированных сталей // 2351692

Изобретение относится к области машиностроения, химической, металлургической и другим отраслям промышленности, в частности к анодной пассивации низколегированных сталей.

Способ антикоррозионной защиты металлических трубопроводов от внутренней коррозии // 2347012

Изобретение относится к антикоррозионной защите металлических трубопроводов для предотвращения коррозионного разрушения их внутренних поверхностей и может быть использовано для снижения аварийности при эксплуатации трубопроводов, транспортирующих коррозионно-агрессивные вещества.

Композиция, ингибирующая потускнение, и изделие, ее содержащее // 2309197

Способ защиты от коррозии // 2301848

Изобретение относится к химико-физическим способам защиты от коррозии и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности, а именно, для ремонта и восстановления переключателя скважинного многоходового групповой замерной установки, подверженного коррозии.

Способ электронейтрализации кузова автомобиля // 2296186

Изобретение относится к области защиты металлических конструкций от воздействия коррозии и может быть использовано для защиты кузова автомобиля от электрической коррозии.

Способ защиты конструкционных сталей от коррозии в свинцовом теплоносителе и его расплавах // 2286401

Изобретение относится к области материаловедения и ядерной техники и может быть использовано в металлургии цветных металлов, в реакторном материаловедении, в теплоэнергетике и других отраслях техники.

Способ защиты инженерных сетей от электрокоррозии // 2274678

Изобретение относится к строительству и эксплуатации инженерных коммуникаций. .

Способ предотвращения солевых отложений в теплообменных аппаратах // 2273682

Изобретение относится к способам обработки воды и может быть использовано для предотвращения солевых отложений на рабочих поверхностях нагрева различных теплообменных аппаратов: паровых и водяных котлах низкого и среднего давления, водонагревателях, различных теплообменниках, кормозапарниках и т.д.

Способ защиты от коррозии энергетического оборудования // 2271410

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности энергетического оборудования, частично или полностью изготовленного из сталей перлитного класса.

Способ антикоррозионной защиты изделий из циркония и его сплавов // 2382120

Изобретение относится к технологии нанесения защитных покрытий на изделия из циркония и его сплавов