Стартовая >> Архив >> Генерация >> Эксплуатация энергетических блоков

Эксплуатационные химические очистки пароводяных трактов блоков - Эксплуатация энергетических блоков

Оглавление
Эксплуатация энергетических блоков
Введение
Основные принципы организации режимов пуска блоков
Подготовка блока к пуску
Основные операции при пуске блока
Основные принципы организации режимов останова блоков
Особенности останова турбины
Работа блоков в стационарных режимах
Работа турбин под нагрузкой
Работа блоков в диапазоне допустимых нагрузок
Работа блоков на повышенных нагрузках
Работа блоков на скользящем давлении
Контроль за использованием мощности блоков
Работа блоков на топливах ухудшенного качества
Эксплуатация газомазутных котлов
Особенности работы газомазутных топочных камер со встречным и подовым расположением горелок
Опыт эксплуатации газомазутных котлов под наддувом
Коррозия поверхностей нагрева газомазутных котлов
Поддержание оптимальных температур уходящих газов и предварительного подогрева воздуха газомазутных котлов
Обеспечение взрывобезопасности газомазутных топочных камер
Эксплуатация пылеугольных котлов
Особенности топочных устройств и оборудования котлов, работающих на слабореакционных топливах
Особенности сжигания углей ухудшенного качества пылеугольных котлов
Организация топочного режима котлов, сжигающих высокореакционные угли при жидком шлакоудалении
Сжигание газа и мазута в сбросных горелках
Высокотемпературная коррозия экранов НРЧ при сжигании сернистых твердых топлив
Особенности эксплуатации топочных устройств котлов, работающих на сильношлакующем подмосковном буром угле
Особенности топочных устройств и оборудования котлов, сжигающих экибастузские каменные угли
Эксплуатация пылеугольных котлов при совместном сжигании твердого топлива с мазутом
Снижение присосов воздуха в топочную камеру и газоходы котлов
Очистка поверхностей нагрева котлов от наружных загрязнений
Эксплуатация подшипников скольжения паровых турбин
Эксплуатация систем гидроподъема роторов паровых турбин
Принудительное расхолаживание паровых турбин
Эксплуатация систем смазывания паровых турбин
Эксплуатация систем автоматического регулирования и защит паровых турбин
Эксплуатация подогревателей высокого давления
Эксплуатация поверхностных подогревателей низкого давления
Эксплуатация смешивающих подогревателей
Эксплуатация термических деаэраторов
Контроль за работой регенеративных подогревателей
Эксплуатация систем технического водоснабжения
Работоспособность металла оборудования
Работа металла оборудования в нестационарных режимах
Контроль состояния металла оборудования
Обследование и наладка паропроводов
Дефекты и отказы в работе металла поверхностей нагрева котлов и трубопроводов
Дефекты и отказы в работе металла паровых турбин
Дефекты и отказы в работе металла энергетической арматуры
Продление срока эксплуатации металла оборудования
Организация водно-химических режимов блока
Эксплуатация блоков на гидразинно-аммиачном водно-химическом режиме
Эксплуатация блоков на нейтрально-кислородном водно-химическом режиме
Организация контроля водно-химических режимов блоков
Состав эксплуатационных отложений пароводяных трактов блоков
Эксплуатационные химические очистки пароводяных трактов блоков
Защита пароводяных трактов блоков от стояночной коррозии

Необходимость эксплуатационной химической очистки определяется допустимым количеством загрязнений, зависящим от тепловых нагрузок поверхностей нагрева котла (табл. 6.6), а также степенью снижения экономичности блока из-за отложений [1.2, 5.1].
Интенсивность роста внутренних отложении в газомазутных котлах при режиме ГАВР составляет 20—30 г/м2 за 1000 ч, что позволяет при предельной загрязненности поверхности 200 г/м2 довести длительность межпромывочного периода до (7—10) · 103 ч. Для пылеугольных котлов скорость роста отложений равна 15—20 г/м2 за 1000 ч и при удельной загрязненности, меньшей или равной 300 г/м2, межпромывочный период составляет (15—20) -103 ч (см. табл. 6.4).
Наименьший рост внутренних отложений в наиболее теплонапряженной зоне НРЧ газомазутных котлов, наблюдаемый при режиме НКВР по сравнению с режимом ГАВР, обусловливает и более низкую скорость роста температуры стенки трубы (около 1,0 °С за 1000 ч, см. табл. 6.4). Это позволяет увеличить длительность межпромывочного периода при режиме НКВР до 25-103 ч для НРЧ, выполненных из стали 12Х1МФ, и до 30-103 ч для НРЧ из стали ЭИ-756. При режиме НКВР проведение химических очисток, как правило, диктуется не предельной загрязненностью котлов, а их простоями при капитальных ремонтах и необходимостью удаления в связи с этим продуктов коррозии и послеремонтных загрязнений.
Загрязненность поверхностей нагрева определяют в большинстве случаев путем систематических вырезок контрольных образцов труб, что связано с остановом оборудования. Кроме того, рекомендуется вести журнал для каждого котла, в котором следует записывать все отклонения от установленного водно-химического режима, а также число пусков, способы консервации, продолжительность работы при нарушении норм качества питательной воды, неплотности конденсаторов, методы водоподготовки добавочной воды, нарушения эксплуатации КО, скорости коррозии оборудования конденсатно-питательного тракта и т. п. Все это позволяет оценить состояние котла и снизить число аварийных остановов путем своевременной химической его очистки.
В котлах с фронтовым расположением горелок наибольшее количество загрязнений, как правило, откладывается в боковых экранах на определенном расстоянии (до 3 м) над горелками.

Т а б л и ц а 6.6. Оценка степени загрязненности поверхности нагрева

Контрольные образцы труб следует стремиться вырезать с захватом сварного стыка, так как зачастую при некачественно выполненной сварке вокруг шва образуется «юбка» окисленного металла и в щели между «юбкой» и телом трубы происходит упаривание воды, что интенсифицирует коррозионные процессы. Визуальный осмотр внутренней поверхности контрольных образцов труб, как правило, дает возможность судить о протекании процессов коррозии и принять меры для ее подавления.
Наличие стационарных термовставок для контроля температуры металла экранных труб НРЧ в зонах наибольших отложений иногда позволяет не производить вырезок контрольных образцов труб. Исследования, проведенные на котлах П-57 Рефтинской ГРЭС, сжигающих экибастузский уголь, показали, что отложения в количестве 600— 800 г/м2 дают повышение температуры наружной поверхности НРЧ на 60—80 °С.
Для дистанционного измерения толщины отложений иногда прибегают к использованию специального прибора — коэрцитиметра. Например, коэрцитиметрами ФК-17-19И можно производить магнитный контроль внутренней загрязненности труб без нарушения их целостности [6.6],
ВНИИАМ разработано н внедрено на блоках 300 МВт Конаковской ГРЭС автоматическое устройство контроля количества отложений в поверхностях нагрева работающих котлов. Устройство подключается между отдельными участками поверхностей нагрева и путем имитации тепловых потоков показывает прирост температуры по индикатору отложений.
Для эксплуатационных химических очисток оборудования блоков СКД наряду с растворами ингибированных соляной и серной кислот в последнее время значительное применение получили новые реагенты — комплексообразующие вещества и их композиции, а также органические кислоты — трилон Б, аммонийная соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТК), моноаммонийнитрат, фталиевый ангидрид, адипиновая, малеиновая и винная кислоты, фторид-бифторид аммония, отходы синтетических жирных кислот — так называемый водный конденсат (ВК), концентрат низкомолекулярных жирных кислот (КНМК) и др. Выбор тех или иных моющих химических реагентов обусловливается количеством и составом отложений и осуществляется на основе техникоэкономических расчетов с учетом возможности получения реагентов.
В табл. 6.7 приведены результаты химических очисток трактов котлов блоков 500 и 800 МВт различными моющими реагентами.

Таблица 6.7. Результаты химических очисток котлов блоков 500 и 800 МВт

Количество химических реагентов (в пересчете на 100%-ный продукт) для проведения эксплуатационных очисток от загрязнений соединениями железа определяется исходя из расхода для удаления 1 кг окислов железа: для соляной кислоты — 20 кг, моноаммонийнитрата — 3 кг, композиций на основе комплексонов — 3 кг, фталиевого ангидрида— 3,2 кг, адипиновой кислоты—3 кг.
Для снижения скорости коррозии конструкционных материалов пароводяного тракта в качестве ингибиторов применяются вещества М-1, МСДА, каптакс, катапин и др. Для повышения их эффективности одновременно используются отмывочные препараты поверхностно-активного действия (например, ОП-7, ОП-10). Указанные ингибиторы могут быть использованы и для послепромывочной консервации оборудования.
Общим условием эффективности применения тех или иных реагентов является правильный выбор ингибитора коррозии, температуры, скорости циркуляции и концентрации раствора. Почти все ингибиторы имеют свой температурный предел, выше которого они разлагаются или теряют эффективность. Температура раствора должна быть достаточно высокой, чтобы закончить химическую очистку в приемлемое время, но ниже безопасного предела для применяемого ингибитора. Скорость циркуляции должна быть достаточна для обеспечения эффективной химической очистки и поддержания нерастворимых частиц во взвешенном состоянии [1.2, 1.10].
Выбор концентрации раствора обусловлен в первую очередь экономическими соображениями. Общее количество химического реагента должно быть достаточным для растворения всех отложений, и концентрация его должна поддерживаться такой, чтобы обеспечить (предпочтительно с некоторым избытком) его «емкость» по отложениям.
Для эксплуатационной химической очистки блоков СКД применяется несколько способов, отличающихся составом моющего раствора при химической фазе очистки [1.2, 5.1].
Контроль за ходом химической очистки осуществляется по содержанию железа, pH и концентрации моющего вещества в пробах на сбросе из контура. Окончание химической очистки оценивается по стабилизации предельного содержания в моющем растворе железа и остаточной концентрации реагента. Эффективность очистки определяется количеством вымытых оксидов железа.
В последние годы широкое распространение получили локальные химические очистки котлов и турбин. Например, метод локальной (проточной) химической очистки НРЧ благодаря своей простоте, эффективности и экономичности принят в качестве типового при эксплуатационных очистках всех газомазутных и большинства пылеугольных блоков СКД, работающих при режиме ГАВР [5.1]. Отработаны методы локальных химических очисток турбин и тракта промперегрева насыщенным паром с дозировкой химических реагентов в паровой поток.
Из опыта эксплуатации блоков 300 МВт следует, что при режиме ГАВР и восстановительных водно-химических режимах химические очистки следует проводить после капитального или текущего ремонта как на пылеугольных, так и на газомазутных котлах. Кроме того, на газомазутных котлах необходимо проводить систематически микропромывки НРЧ. Периодичность микропромывок колеблется от 4000 до 7000 ч и зависит от степени загрязнения поверхностей НРЧ. На блоках, работающих при режиме НКВР, химические очистки, как правило, проводятся только в период капитальных ремонтов, т. е. через 20 000 — 30 000 ч работы. Для этого в тепловых схемах блоков СКД в настоящее время предложены специальные коммуникации и устройства, которые позволяют проводить химические очистки, водные промывки и консервацию пароводяного тракта [6.7, 6.8].

При проведении локальных химических очисток требуется поддержание достаточно высоких скоростей движения промывочного раствора в контуре. Это вызывает значительные трудности при организации химической очистки промежуточных пароперегревателей, в которых отношение поверхности, подлежащей очистке, к объему промывочного контура весьма мало. Поэтому очистка промежуточных пароперегревателей обычными способами требует большого расхода воды и приводит к значительному недоиспользованию реагента.
Применение влажного пара позволяет при небольшом массовом расходе среды обеспечить достаточно высокие линейные скорости ее движения, а наличие в среде влаги создает условия для растворения реагентов и продуктов их взаимодействия с отложениями. При достаточно низкой влажности обеспечивается высокая концентрация реагента во влаге (следовательно, высокая интенсивность растворения отложений) даже при относительно небольшом его общем количестве.
Технология химической очистки промежуточного пароперегревателя влажным паром с присадкой реагентов, например аммонийной соли ЭДТК и ингибиторов коррозии М-1 и ОП-10, отработана на блоках СКД [5.1]. Химическая очистка проводится подачей промывочной пароводяной среды в трубопроводы выхода из II ступени промежуточного перегревателя со сбросом из трубопроводов на входе в его I ступень. Отработавшую промывочную среду, как правило, сжигают в топочной камере соседнего котла, подавая ее через заведенные в лючки специальные форсунки.
Для прогрева контура используется пар от коллектора 1,3 МПа (13 кгс/см2). При температуре на выходе из контура 150 °С устанавливают расход пара и обессоленной воды такого соотношения, чтобы обеспечить влажность среды на входе около 5 % и скорость движения ее в трубах порядка 6—8 м/с. При этом давление среды поддерживают на уровне 0,5 МПа (5 кгс/см2), что соответствует температуре насыщения около 150 °С.
Для промывки тракта блоков СКД, оборудованных ПНД с трубной системой из медьсодержащих сплавов, при пуске после простоя более 5 сут могут применяться углекислотные промывки [6.12]. Применение раствора углекислоты при температуре 40°С интенсифицирует процесс удаления рыхлых отложений, сокращает расход воды и продолжительность промывки, уменьшает расход топлива на пусковые операции. Достоинство применения углекислоты в том, что она не способна создавать сильнокислые среды даже при высоких концентрациях, в результате чего нет необходимости в применении ингибиторов коррозии. Удобство применения раствора углекислоты определяется также возможностями получения СО2 из дымовых газов работающего котла.
Схема отбора и очистки дымовых газов и приготовления углекислотного раствора в деаэраторе предусматривает отбор дымовых газов из газохода одного из работающих котлов с температурой около 200°С в районе дымососов с помощью газоводяного эжектора, который работает по замкнутому контуру: десорбер — циркуляционный насос — эжектор — десорбер. В результате интенсивного смешения газа и воды удаляется зола, а также хорошо растворимые серосодержащие соединения. В первый период после включения циркуляционного насоса в течение 3—5 мин происходит насыщение циркулирующей воды углекислотой, в результате чего после разделения воды и газов в десорбере они имеют практически одинаковое содержание СО2 как до, так и после установки. Одно заполнение десорбера технической водой обеспечивает получение такого количества газов, какое необходимо для одной углекислотной промывки блока 300 МВт.
Давление газа на выходе из установки и в десорбере не превышает 50 кПа (0,5 кгс/см2), производительность установки по очищенному газу для блока 300 МВт должна составлять 75—100 м3/ч. Состав газа зависит от места отбора дымовых газов из газохода и присосов воздуха по газовому тракту котла. Газ на выходе из десорбера содержит около 5% О2 и 10—12% СO2, остальное — N2. Газ после десорбера подается по общестанционному коллектору и затем в аккумуляторные баки деаэраторов.
Для приготовления раствора углекислоты в деаэраторе может использоваться и баллонная углекислота, однако затруднения, связанные с «замерзанием» редуктора и трубопроводов при быстром истечении газа из баллона, не позволяют оперативно (в течение не более 1 ч) приготовить раствор необходимой концентрации. Учитывая постоянную потребность в проведении подобных промывок, целесообразность иметь одну общестанционную стационарную установку для очистки дымовых газов.
Технология углекислотной промывки заключается в том, что деаэратор, питательный тракт, ПВД и котел заполняются аэрированным водным раствором углекислоты и производится так называемое углекислотное травление. Оборудование остается заполненным этим раствором в течение 4—6 ч (но не более 12 ч) без подогрева и циркуляции. При низких значениях рН = 4,5:5,5 и содержании кислорода 3—5 мг/л происходит интенсивное разрыхление верхнего слой отложений с одновременным переводом в раствор не только железа, но и меди. Достаточно полное удаление продуктов коррозии при углекислотном травлении оборудования способствует сокращению продолжительности последующей горячей водной отмывки.
Соединения натрия, накапливающиеся в проточной части турбин, могут в значительной мере смываться влажным паром при пусках и остановах блоков. Отложения кремнекислоты смываются в заметно меньшей степени, поэтому для их удаления проводят специальные промывки проточной части турбин влажным паром с добавлением химических реагентов.
Схема химической очистки проточной части ЦВД турбины
Рис. 6.4. Схема химической очистки проточной части ЦВД турбины К-300-240 ЛМЗ:
1—стопорный клапан; 2 —  бак химической очистки; 3 — из коллектора отсоса из уплотнений в ПС-115; 4 —  конденсатор; 5 — регулирующий клапан; 6 - концевые уплотнения ЦВД; 7 — ЦВД; 8 — холодные нитки промежуточного перегрева; 9 — стеклянная трубка для измерения уровня в ЦВД; 10 — сжатый воздух; 11 —  ПС-115; 12 —вода; 13 — реагенты; 14 — бак химической очистки; 15 —пар; 16 — насос химической очистки; 17 — устанавливаемые заглушки
Значительная часть отложений удаляется во время капитальных ремонтов механическими способами и химическими очистками. Наиболее распространены химические очистки растворами сульфата аммония с аммиаком, проводимые по замкнутой схеме: бак — насос —ЦВД — бак (рис. 6.4). При этом ротор турбины вращают валоповоротным устройством [6.9]. Промывочный раствор подводится через пароперепускные трубы за регулирующими клапанами; слив раствора осуществляется через нижние точки холодных паропроводов промежуточного перегрева и из вторых камер уплотнений. В третьи камеры уплотнений подается сжатый воздух (0,3—0,4 кгс/см2), что предотвращает попадание промывочного раствора в маслосистему. Медистая часть отложений, состоящая из 50—80% оксидов меди, практически полностью растворяется. Соединения железа остаются в шламе. Металлическая медь, которая может присутствовать в отложениях, удаляется добавкой окислителя, например кислорода. На основании опыта эксплуатации блоков СКД промывку проточной части турбин влажным паром следует проводить 1 раз в 2—3 года. Обычно промывку влажным паром проводят перед остановом блока со снижением нагрузки до 10—12 % номинальной. Во время капитального ремонта следует проводить также механическую очистку отложений с лопаточного и соплового аппаратов турбин.



 
« Эксплуатация электростанций, работающих при сверхкритических параметрах   Электрогидравлический динамический генератор »
электрические сети