Способ очистки внутренних поверхностей котельного оборудования от отложений

Авторы патента:

F28G9/00 - Очистка смыванием или промыванием, например химическими растворителями (устройства с использованием струи жидкости, газа или пара для удаления отложений F28G 1/16,F28G 3/16)

Владельцы патента RU 2724063:

Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Ноябрьск" (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для физико-химической очистки внутренних поверхностей нагрева котельного оборудования от отложений, возникающих в период эксплуатации. Способ включает многократную циркуляцию раствора, содержащего до 30% ортофосфорной кислоты, 10-30% лимонной кислоты, остальное - техническая вода. Раствор нагревают до 100°С путем розжига котла и осуществляют его циркуляцию не менее 12 часов с постоянным поддержанием концентрации кислот. Предлагаемый способ эффективно очищает котельное оборудование от отложений плотностью до 2500 кг/м³. 1 табл.

Изобретение относится к теплоэнергетике, и может быть использовано для физико-химической очистки внутренних поверхностей нагрева котельного оборудования от отложений, возникающих в период их эксплуатации.

В процессе эксплуатации водогрейных котлов на внутренних поверхностях водяного тракта образуются отложения. При соблюдении регламентируемого водного режима отложения состоят в основном из оксидов железа. Ежегодно на котельных при подготовке к новому отопительному сезону производится гидропневматическая очистка котельного оборудования от накипи и отложений. Несвоевременная или некачественная очистка котлов приводит к снижению КПД котлоагрегатов и, следовательно, к перерасходу топлива. Согласно справочнику «Управление энергетическими ресурсами предприятий» [Управление энергетическими ресурсами горных предприятий: Учебное пособие / Ляхомский А.В., Бабокин Г.И., - 2-е изд. - М.: Горная книга, 2012. - 232 с.: ISBN 978-5-98672-326-6 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/995164)] наличие накипи на внутренней поверхности котла толщиной в 1 мм приводит к перерасходу топлива до 7%. Также наличие накипи и отложений приводит к ухудшению теплоотдачи, снижению срока службы оборудования.

Известен способ удаления отложений на основе 5-15% фосфорной кислоты при нагревании до 100°С [1].

Известен способ очистки внутренней поверхности трубного пространства теплообменного оборудования, включающий циркуляцию по замкнутому контуру водного раствора 20-40% фосфорной кислоты с нагревом очищаемой поверхности до 102-110°С и соотношении осадка и кислоты 1:5 [2].

Недостатком применения минеральных кислот (в частности фосфорной) является медленное и неполное растворение железоокисных и других отложений. В связи с чем продляется время очистки и возрастают энергозатраты [3]. [Стр 309, 310 http://elib.biblioatom.ru/text/shvedov_yadernaya-tehnologiya_1979/go,310/?bookhl=%D1%84%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BD]

Смесь неорганической (минеральной) и органической кислот обеспечивает высокие растворяющие свойства. Из органических кислот для химической очистки оборудования чаще всего используют лимонную кислоту, которая эффективно удаляет окислы железа. Широкое применение указанной смеси так же обусловлено выраженными комплексообразующими свойствами. Кроме того, она как легкорастворимый в воде продукт, удобна в обращении [4, 5].

https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294816/4294816650.htmhttp://gostrf.com/normadata/1/4294817/4294817969.htm. Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование способа очистки внутренней поверхности трубного пространства (поверхностей нагрева) теплообменного оборудования, для увеличения КПД котлоагрегатов, повышения надежности и продления срока службы оборудования за счет изменения состава промывочного раствора и его температуры, что обеспечивает эффективное удаление труднорастворимого осадка и исключает процесс пассивации.

Поставленная задача решается тем, что применяется физико-химический способ очистки внутренних поверхностей нагрева котельного оборудования от отложений, который включает многократную циркуляцию раствора, содержащего ортофосфорную и лимонную кислоты, с последующей промывкой оборудования, согласно изобретению, раствор, содержащий до 30% ортофосфорной кислоты, 10-30% лимонной кислоты, остальное - техническая вода, нагревают до 100°С путем розжига котла и осуществляют его циркуляцию не менее 12 часов с постоянным поддержанием концентрации кислот.

Технической результат заявленного изобретения заключается в сокращении времени удаления отложений при их большой плотности и уменьшение расхода раствора за счет подбора оптимального состава, который обеспечивает более качественное растворение и почти полностью нейтрализуется отложениями с сохранением минимального коррозионного воздействия на обрабатываемую поверхность.

Как правило химическая очистка включает следующие этапы: 1) водная отмывка; 2) химическая очистка; 3) пассивация. Первый этап нужен только для предпусковых очисток, его назначение - удаление разного вида взвесей (грата, песка и т.д.). Второй этап является основным и в зависимости от количества и характера отложений проводится в одну, две или даже более стадий - это обычно кислотная очистка. Третий этап (пассивация) предназначен для защиты очищенной поверхности стали от последующего коррозионного воздействия [6]. https://studfiles.net/preview/1190553

Основные преимущества применения в процессе химической очистки ортофосфорной кислоты заключаются в отсутствии вторичного ржавления очищенной поверхности (т.к. поверхность покрывается защитной пленкой фосфатов железа), поэтому исключается пассивирование металла.

Ортофосфорная кислота, как и другие кислоты, агрессивна по отношению к стали. Применение ее в высокой концентрации требует введения в раствор ингибиторов коррозии, образующих защитный слой на поверхности металла.

Предложенный физико-химический способ очистки внутренних поверхностей нагрева котельного оборудования от отложений осуществляют следующим образом:

- Заполняют котельное оборудование (систему) раствором, содержащим:

ортофосфорная кислота до 30%, лимонная кислота 10-30%, остальное техническая вода.

- Запускают циркуляцию (используя котловой или сетевой насос);

- Нагревают раствор до 100°С (путем розжига котла);

- Осуществляют многократную циркуляцию раствора в теплообменном оборудовании не менее 12 часов;

- В течение всего процесса очистки ведется аналитический контроль за концентрацией свободных кислот и температурой раствора. При снижении концентрации свободных кислот производится подпитка промывочного раствора ортофосфорной и лимонной кислотой;

- Сливают «загрязненный» раствор из системы;

- Промывают систему.

В результате очистки происходит:

- ослабление сцепления слоя ржавчины с металлом в следствие проникновения раствора в трещины, упаривания его и частичного растворения им окислов железа;

- омыление или эмульгирование маслянистых загрязнений;

- частичное растворение кремнекислых загрязнений.

В табл. представлены результаты испытаний составов по изобретению [7].

* Различные составы раствора (ортофосфорная кислота до 30%, лимонная кислота 10-30%, техническая вода - остальное) при нагреве раствора 80°С. Известно, что при повышении температуры раствора до 100°С, его эффективность возрастает.

Раствор 1: ортофосфорная кислота 10%, лимонная кислота 30%, техническая вода - остальное.

Раствор 2: ортофосфорная кислота 0,5%, лимонная кислота 10%, техническая вода - остальное;

Раствор 3: ортофосфорная кислота 30%, лимонная кислота 10%, техническая вода - остальное;

Раствор 4: ортофосфорная кислота 0%, лимонная кислота 30%, техническая вода - остальное.

Авторами, опытным путем установлено, что предлагаемый раствор при температурном и механическом (циркуляция) воздействии эффективно очищает котельное оборудование от отложений плотностью до 2500 кг/м³.

Литература:

1. Химические очистки теплообменного оборудования. Под редакцией Т.Х. Маргуловой, М.: Энергия, 1987.

2. Патент РФ N 1772578 МКИ F28G 9/00, Бюлл. N 40, 1992

3. Шведов В.П. и др. Ядерная технология: [Учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов] / В.П. Шведов, В.М. Седов, И.Л. Рыбальченко, И.Н. Власов; Под общ. ред. И.Д. Морохова. - М.: Атомиздат, 1979. - 336 с. Стр. 309-312

4. РД 34.10.407. Нормы расхода реагентов для предпусковых и эксплуатационных химических очисток теплоэнергетического оборудования электростанций.

5. РД 34.37.305-97. СБОРНИК МЕТОДИК ХИМИЧЕСКИХ АНАЛИЗОВ ПРОМЫВОЧНЫХ РАСТВОРОВ ПРИ ХИМИЧЕСКИХ ОЧИСТКАХ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

6. Гужулев Э.П. и др. Водоподготовка и вводно-химические режимы в теплоэнергетике: Учеб. пособие / Э.П. Гужулев, В.В. Шалай, В.И. Гриценко, М.А. Таран. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. - 384 с.

7. РД 153-34.1-37.306-2001. Методические указания по контролю состояния основного оборудования тепловых электрических станций, определение количества и химического состава отложений.

Способ очистки внутренних поверхностей котельного оборудования от отложений, включающий многократную циркуляцию раствора, содержащего ортофосфорную и лимонную кислоты, с последующей промывкой оборудования, отличающийся тем, что раствор, содержащий до 30% ортофосфорной кислоты, 10-30% лимонной кислоты, остальное - техническая вода, нагревают до 100°С путем розжига котла и осуществляют его циркуляцию не менее 12 часов с постоянным поддержанием концентрации кислот.

Шарикоулавливающее устройство (ШУУ) входит в состав системы шариковой очистки (СШО) и устанавливается в сливном трубопроводе циркуляционной воды после конденсатора (теплообменника), предназначено для улавливания загрязненных шариков в загрязненной воде, перенаправляя их в калибрующее устройство (при наличии) и далее в загрузочную камеру устройства рециркуляции шариков (УРШ).

Способ и устройство для обработки водных растворов // 2706321

Изобретение относится к области техники, связанной с физико-химическими методами обработки водных растворов. Преимущественная область использования - очистка производственных и хозяйственно-бытовых стоков, хозяйственно-питьевой и сетевой воды для теплоснабжения.

Способ очистки и пассивации внутренней поверхности труб с последовательным воздействием химического реагента и парокислородной смеси // 2704169

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для очистки внутренней поверхности труб тепловых электростанций (ТЭС) от отложений и для последующей пассивации этой поверхности.

Раствор для очистки поверхности от отложений различной природы // 2696990

Изобретение относится к области очистки поверхности от отложений различной природы, а именно к средствам для очистки металлических, керамических поверхностей промышленного оборудования в виде раствора и может быть использовано для удаления таких отложений, как окислы металлов, карбонатные и солевые отложения, асфальтосмолопарафиновые и отложения нефтяной природы, отложения органической и биологической природы.

Способ промывки форсунок газотурбинного двигателя дг-90л2.1 // 2696525

Изобретение относится к способу промывки форсунок газотурбинного двигателя ДГ-90Л2.1. Задачей изобретения является повышение эффективности планово-предупредительных ремонтов газотурбинных двигателей ДГ-90Л2.1.

Способ восстановления латунных кожухотрубных теплообменников // 2686251

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для очистки теплоэнергетического оборудования, где в качестве теплоносителя используется вода, в том числе полностью забитых и не пригодных к эксплуатации кожухотрубных теплообменников от отложений, представленных на 80-90% карбонатами кальция и магния разных модификаций (кальцит, арагонит) любой плотности.

Горизонтальная лопастная сушилка // 2680769

Настоящее изобретение относится к горизонтальной лопастной сушилке, применяемой для обычной или вакуумной сушки пропитанных жидкостью материалов, которые в процессе изготовления находятся в форме смесей сухих порошковых смесей или гранулятов и которые пропитаны жидкостью и смешаны (обычно с растворителями) согласно технологическим требованиям.

Способ промывки системы водяного отопления, оборудованной емкостными отопительными приборами // 2674103

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при эксплуатации теплообменников системы водяного отопления многоэтажных зданий. Сущность изобретения заключается в том, что способ промывки системы отопления, осуществляемый без ее разборки, включает в себя подачу под давлением промывочной воды и сжатого воздуха в магистрали, стояки, подводки и емкостные отопительные приборы, при этом подача промывочной воды, сжатого воздуха осуществляется с одной стороны радиатора, а слив загрязненной жидкости - с противоположной стороны.

Способ механохимического удаления накипных отложений // 2656334

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для очистки от накипи внутренних поверхностей нагрева или теплообмена водогрейных и паровых котлов, нагревательных элементов и внутренних поверхностей чайников, систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Способ очистки трубок конденсаторной установки турбоагрегата от биологических загрязнений // 2642994

Изобретение относится к области теплоэнергетики, касается, в частности, эксплуатации теплоэнергетического оборудования и может быть использовано в системе циркуляционного водоснабжения турбин для очистки трубок конденсаторной установки турбоагрегата от биологических загрязнений.