Химводоподготовка для паровых котлов

Нарушить работу парового котла может накипь и наличие различных загрязняющих частиц на внутренних стенках теплообменника. Если накипь перед первым запуском котельного устройства отсутствует, то ржавчина, масляные загрязнения или окалина имеются всегда. Избавляются от них путём щелочения, продувка котла и химводоподготовки.

Подготовка к щелочению котла

1. Выполняют внешний осмотр агрегата низкого давления. Это позволяет убедиться в том, что все его трубопроводы, автоматика, аварийные приборы, устройства, которые регулируют и подают воду, пар, воздух и топливо, собраны правильно.
2. Проводят осмотр и промывку питательных баков, деаэраторов, вспомогательных и основных трубопроводов.

Щелочение

1. Открывают вентиль или предохранительный клапан для спуска воздуха.
2. Заливают в котел с обмуровкой химически очищенную воду. Её заливают в барабан до тех пор, пока ее поверхность не достигнет его нижнего предельного уровня. Такой уровень нужно будет поддерживать в течение всей процедуры щелочения, иначе возникнет непредвиденный ремонт или реконструкция.
3. Растапливают котел и ждут, пока давление поднимется до уровня 75-100% от рабочей нормы. При этом, если номинальное давление составляет 1,4 или 2,4 МПа, то рабочую характеристику поднимают не выше 1,3 МПа или 1,4 МПа. Обогрев котельного устройства с хорошей обмуровкой следует проводить путем разведения огня. Можно разогревать котел огнем и паром одновременно. Однако такой режим допустим только тогда, когда нижний барабан можно прогреть паром. Уровень давления пара не должен превышать 0,4 МПа. Комбинированный режим используют только для разогрева. Далее переходят на обогрев огнем.
4. Вводят в барабан котла с безопасной обмуровкой реагенты: кальцинированную соду, тринатрийфосфат или едкий натрий. Их введение можно провести через любой патрубок барабана. Расчет количества этих веществ проводят по сложным формулам или пользуются технологической картой.
5. Через каждые 3 часа проводят диагностику котловой воды в барабанах и камерах экранов. Для этого берут пробы. При анализе определяют щелочность и уровень загрязнения, а также устанавливают, какие изменения нужно провести в водно-химическом режиме (ВХР).
6. Через 12-20 часов после добавления реагентов приступают к несильной продувке. Со временем ее интенсивность увеличивают. Делают это так, чтобы сила продувки была самой большой перед концом щелочения. Благодаря этому удаляется грязь, которая накопилась внизу энергетического устройства с безопасной обмуровкой.

Щелочение проводят до тех пор, пока в пробах взятой на анализ воды не будет грязи. В зависимости от загрязнения очистной вхр может длиться от 48 до 86 часов. После этой процедуры сливают воду. При этом ее температура не должна превышать 50-60 °С, а давление не должно быть больше атмосферного. Трубы энергетического котла с обмуровкой и надежной автоматикой нужно промыть, залив в них нагретую в барабанах воду.

После этого можно заливать смягченную очищенную воду и приступать к эксплуатации котельного устройства. При этом в течение первого месяца проводят усиленную продувку. Продувочную воду подают под давлением, которое превышает расчетное в два раза.

Если между проведением очистного режима и началом эксплуатации агрегат с безопасной обмуровкой должен простаивать 10 и более дней, то необходимо провести его консервацию. Консервацию можно и не выполнять, однако тогда перед запуском снова придется очищать барабаны и трубы агрегата, применяя реагенты.

Требования к состоянию котла

1. Отсутствие накипи.
2. Отсутствие химических реакций и коррозии.

Накипь может возникать только в случаях заливки в агрегат, проходивший процедуру консервации, жесткой воды, в которой есть известняки. Стенки, на которых накапливается много накипи, сильно перегреваются. Из-за этого возникает механическое повреждение труб, течь жидкости и аварийные ситуации, а также ремонт или реконструкция оборудования.

Химические реакции в теплообменнике могут возникать в результате слишком малого рН. Избыточное количество кислот является более разрушительным. Вода с высоким рН превращается в щелочной раствор, который во время рабочего режима неисправного котла приводит к образованию пены, щелочному растрескиванию и повышению хрупкости металлических частей агрегата, проходившего когда-то процедуру консервации.

Многие современные энергетические устройства с хорошей автоматикой способны противостоять щелочному раствору. Исключение составляют крышки корпусов.

Всех этих негативных последствий возможного ремонта или реконструкции можно избежать, если провести правильную химводоподготовку подпиточной воды.

Способы обработки подпиточной воды

Химводоподготовку такой воды можно осуществлять как предварительно, так и за несколько секунд до впрыска внутрь безопасного водогрейного агрегата с хорошей автоматикой. Лучше проводить предварительную подготовку воды. Это позволит провести измерение количества ее элементов и осуществить расчет необходимой концентрации веществ для осуществления возможной дополнительной очистки.

Водоподготовка может проводиться такими способами:

1. Ионный обмен.
2. Обратный осмос. Правила его проведения предусматривают пропуск подпиточной воды через полупроницаемую мембрану. Качество получаемой жидкости во время такой водоподготовки очень высокое, поскольку через мембрану могут пройти только молекулы воды. В
3. Умягчение воды. ВХР умягчения предусматривает добавление к жидкости гидратированного известняка (гидроксида натрия). Он вступает в химическую реакцию с бикарбонатом магния и кальция.

Ионный обмен

Этим способом чаще всего проводят водоподготовку для тех жаротрубных энергетических котлов, назначением которых является производство насыщенного пара. Для его реализации используют ионообменный фильтр.

Водоподготовка методом ионного обмена состоит из таких этапов:

1. Пропуск через фильтр с ионитом 7-12% раствора обычной соли (хлорида натрия). Во время этого процесса в ионите накапливается натрий.
2. Пропуск через фильтр. Во время ее прохождения через ионит ионы кальция и магния замещаются ионами натрия. В результате не остается элементов, которые приводят к образованию накипи, сокращению эксплуатации и частым остановкам оборудования.

Особенность этого очистного ВХР процесса заключается в том, что рано или поздно ионы натрия в смоле закончатся, и возникнет потребность в повторной зарядке фильтра. Определение момента восстановления состояния ионита проводится путем измерения двух показателей:

1. Продолжительности работы фильтра.
2. Количества пропущенной подпиточной воды.

На основе этих данных проводят расчет остаточного количества ионов натрия. Перед началом всей процедуры нужно измерить концентрацию и осуществить расчет количества ионов, которые образуют накипь.

Такая технологическая водоподготовка может проводиться в течение многих лет эксплуатации агрегата, бывшего на короткой консервации. Этот непрерывный ВХР возможен даже тогда, когда вода имеет высокую временную жесткость. Есть одно требование: количество конденсата, которое возвращается, должно быть больше 50%. При невыполнении этого требования подготовку воды следует проводить, применяя более сложный тип ионного обмена.

Альтернатива – смягчение с помощью кальцинированной соды перед проведением ионного обмен. Это позволит уменьшить нагрузку на ионит и повысить срок его непрерывной эксплуатации.

Обесщелачивание и деминерализация

Метод ионного обмена позволяет смягчить воду. Однако количество растворенных в ней твердых веществ (TDS), а также уровень рН остаются неизменными. Часто измерения показывают, что TDS и рН являются слишком высокими. Поэтому нужно снижать их уровнь, проведя перед этим небольшие расчеты.

Снизить щелочность позволяет процедура обесщелачивания. Она предусматривает пропускание через:

1. Обесщелачиватель.
2. Дегазатор.
3. Фильтр ионного обмена.

Часто эти три устройства размещают в одном корпусе. Согласно требованиям и правилам обесщелачиватель никогда не используют отдельно потому, что из него выходит довольно кислый с постоянной жесткостью раствор. Он же приведет к ремонту, который может осуществить пмр.

Обесщелачивание проводят для тех паровых энергетических устройств, в которые возвращается очень малый процент конденсата.

Назначение деминерализации – лишить воду практически всех солей и предупредить возможные остановки. Она заключается в использовании двух ионных фильтров и дегазатора. В одном фильтре проходит катионный обмен, в другом – анионный обмен.

Благодаря деминерализации можно получить жидкость очень хорошего качества. В жидкости фактически не остается TDS, но подпиточная вода с большим количеством взвешенных твердых частиц быстро выводит из строя ионные фильтры. Продлить их эксплуатацию при такой воде можно путем предварительной очистки или непрерывного фильтрования жидкости.

Выбор способа водоподготовки

Самой лучшей является деминерализация. Установка для этого способа дорогая. Кроме этого нужно часто анализировать состояние воды и проводить расчеты количества используемых химических соединений для зарядки фильтров.

Если используется жаротрубный котел с хорошей обмуровкой, то химическую подготовку воды проводят самым простым ионообменным способом. Когда жидкость имеет много TDS или процент возврата конденсата меньше 40%, то возможны следующие варианты:

1. Подпиточную жидкость обрабатывают содой/известняком и далее проводят ионный обмен.
2. Применяют установку для обесщелачивания.

Для безопасной и непрерывной работы водотрубных котлов с качественной обмуровкой подготовка воды должна происходить либо способом деминерализации, либо обратным осмосом.

Похожие статьи:

Особенности воздухоподогревателей паровых котлов Виды варочных котлов Диагностирование работы жаротрубных котлов Расчет мощности твердотопливных котлов