Министерство энергетики и электрификации СССР

ГЛАВНОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ХИМИЧЕСКОЙ
ОЧИСТКЕ КОТЛОВ ЭНЕРГОБЛОКОВ
СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

РД 34.37.403-91

ОРГРЭС
Москва 1991

Срок действия установлен

с 01.01.92 г.

до 01.06.96 г.

Настоящие Методические указания предназначены для персонала специализированных, проектных, наладочных организаций Минэнерго СССР, эксплуатационного персонала электростанций при проектировании, подготовке и проведении эксплуатационных очисток паровых стационарных прямоточных котлов сверхкритического давления (СКД) 25 МПа.

С выходом настоящих Методических указаний отменяется «Временная инструкция по эксплуатационной химической очистке котлоагрегатов мощных энергоблоков» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1970) и «Руководящие указания по локальным химическим очисткам отдельных участков пароводяного тракта энергоблоков 300 МВт по разомкнутой схеме» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1974).

При составлении Методических указаний учитывался опыт проведения эксплуатационных очисток блоков СКД специализированными организациями: заводом «Котлоочистка» и предприятием «Востокэнергокотлоочистка», а также ОРГРЭС, ВНИИАМ, отдельными электростанциями и энергосистемами Минэнерго СССР.

В Методических указаниях приняты сокращения, приведенные в приложении 1.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Основным назначением эксплуатационной химической очистки котла энергоблока СКД является удаление отложений, образующихся во время эксплуатации на внутренней поверхности труб. Это мероприятие необходимо для обеспечения экономичной работы блока и предотвращения создания аварийной ситуации из-за перегрева и коррозионных повреждений металла.

Своевременно и качественно выполненная эксплуатационная очистка котла способствует уменьшению выноса в проточную часть турбины меди, оксидов кремния и железа, а также частиц окалины, отслаивающихся при резких теплосменах с поверхности пароперегревательных труб.

1.2. Скорость образования отложений на внутренней поверхности труб в процессе эксплуатации блока СКД зависит от вида сжигаемого топлива и конструктивных особенностей котла, обусловливающих тепловые нагрузки, от водного режима и качества питательной воды и конденсата. На количество и состав эксплуатационных отложений существенное влияние оказывает количество пусков и остановов блоков и проводимые во время простоя мероприятия по консервации оборудования.

1.3. Контроль за состоянием внутренней поверхности труб котла в процессе эксплуатации должен осуществляться в соответствии с [1]. О количестве и свойствах отложений судят по показаниям термопар и вырезкам образцов труб, которые производятся в поверхностях, расположенных в зонах максимальных тепловых напряжений или концентрирования примесей. Наиболее объективными являются данные температурного контроля, однако, в связи со сложностью его организации, обязательно должны проводиться периодические вырезки образцов труб.

1.4. Эксплуатационные химические очистки пароводяного тракта энергоблока СКД должны выполняться при достижении определяемых согласно [1, 2] предельной температуры или предельной загрязненности внутренней поверхности труб в участках с максимальными тепловыми нагрузками.

Эксплуатационная очистка энергоблока обязательна, если на поверхностях нагрева котла обнаруживаются свищи и отдулины, образовавшиеся за счет отложений.

1.5. Эксплуатационная очистка питательного и пароводяного трактов необходима также перед переводом энергоблока на новый ВХР так как за счет переформирования оксидное пленок может усиливаться вынос железа и особенно меди в пар. В этих случаях после замены трубок ПНД, изготовленных из сплавов меди, на стальные очистку необходимо выполнять в соответствии с [3].

1.6. Эксплуатационная очистка должна проводиться специализированной организацией или персоналом электростанции с участием служб энергосистемы по специально разработанной и утвержденной программе и схеме, составленным в соответствии с данными Методическими указаниями.

1.7. Проектом ТЭС предусматриваются общестанционные устройства для проведения эксплуатационной химической очистки оборудования, базируемые на схеме предпусковой очистки или на элементах штатного оборудования и тепловой схемы блока.

1.8. Технология и схема эксплуатационной очистки котла, определяющие метод очистки, должны обеспечивать высокое качество очистки при минимально возможных материальных и временных затратах на очистку и обезвреживание сбросных вод.

1.9. Если после очистки блок выводится в резерв или ремонт и будет находиться в простое более 5 сут,в технологическом режиме очистки необходимо предусматривать послепромывочную пассивацию очищенных поверхностей для защиты металла, от коррозии на период простоя блока после очистки. Режим послепромывочной пассивации должен быть увязан с водным режимом и методами консервации, принятыми электростанцией при эксплуатации данного оборудования.

1.10. При проведении эксплуатационной очистки котла энергоблока СКД должны строго соблюдаться правила техники безопасности [4] и охраны окружающей среды. Нейтрализация и обезвреживание сбросных вод после очистки должны проводиться в соответствии с [5, 6]. Расход реагентов на очистку, нейтрализацию и обезвреживание сбросных вод рассчитывается в соответствии с [7].

2. КРИТЕРИИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ НЕОБХОДИМОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ПАРОВОДЯНОГО ТРАКТА КОТЛА

2.1. Периодичность эксплуатационных очисток пароводяного тракта котлов блоков СКД зависит от скорости роста теплопроводности и защитных свойств отложений, образующихся на поверхности труб во время эксплуатации.

2.2. Проведение эксплуатационной очистки пароводяного тракта котла блока ОВД обязательно при достижении предельной температуры или загрязненности труб, расположенных в наиболее теплонапряженных участках с энтальпией среды 1900 - 2600 кДж/кг, как правило, в НРЧ.

2.3. На качество и количество отложений, образующихся в НРЧ, существенное влияние оказывает водный режим, проводимый на данном энергоблоке.

Для блоков СКД тепловых электростанций ПТЭ предусмотрено применение следующих водных режимов, обеспечивающих необходимые качества пароводяной среды: гидразинно-аммиачный (ГАВР), гидразинно-восстановительный (ГВР), нейтрально-кислородный (НКВР) и комбинированный кислородно-аммиачный (КАВР).

2.4. Предельная загрязненность определяется для обогреваемой стороны труб НРЧ и устанавливается на основании нормативных расчетов [2], опыта эксплуатации энергоблоков СКД на определенном водном режиме [9, 10, 11]. В соответствии с протоколом заседания НТС Минэнерго СССР № 44 от 03.06.88 г. уточненные величины предельной загрязненности труб НРЧ не должны превышать данных, указанных в табл. 1.

Таблица 1

Предельная загрязненность (г/м²) обогреваемой стороны трубы НРЧ котлов энергоблоков СКД

2.4.1. Наименьшая предельная загрязненность установлена для газомазутных котлов, работающих на ГАВР и ГВР, что обусловлено высокими тепловыми нагрузками и низкой теплопроводностью образующихся отложений.

В этих случаях наблюдаются высокая скорость роста отложений и неравномерность распределения их по периметру труб: большая часть отложений образуется на обогреваемой стороне. Отложения состоят из верхнего более рыхлого слоя, составлявшего до 60 - 70 % по массе, и нижнего - более плотного, не превышавшего 30 - 40 % по массе при ГАВР, 75 - 80 % при ГВР.

Наряду с оксидами железа в отложениях имеются медь, цинк и их окислы.

Для котлов, работающих на смешанном или пылеугольном топливе, при ГАВР и ГВР за счет меньших тепловых нагрузок допускаются большие значения предельной загрязненности обогреваемой стороны труб НРЧ.

2.4.2. При работе энергоблоков на КАВР или НКВР независимо от сжигаемого топлива значения предельной загрязненности труб НРЧ установлены на более высоком уровне, что обусловлено значительным изменением характера отложений и увеличением их теплопроводности. Благодаря замене труб теплообменников из сплавов меди на нержавеющие и проведению очистки перед переводом энергоблоков на НКВР и КАВР обеспечивается отсутствие в отложениях меди, цинка и их соединений. Образующиеся отложения более плотные, толщина рыхлого слоя отложений уменьшается до 15 - 20 % по массе, что приводит к уменьшению их теплового сопротивления. В связи с тем, что тепловое сопротивление отложений создается в основном рыхлым наружным слоем отложений, возникает необходимость в его количественном определении, ограничении его величины и загрязненности труб в целом.

2.5. Предельная загрязненность должна определяться для обогреваемой стороны труб НРЧ и в целом для трубы методом катодного травления в соответствии с приложением 2. Для котлов, работавших на НКВР, обязательно устанавливается количество рыхлого слоя, для чего образец трубы перед катодным травлением взвешивается до и после механического снятия этого слоя жесткой (чернильной) резинкой и по потере массы рассчитывается его величина.

2.6. Предельные значения загрязненности труб НРЧ для конкретного котла данной электростанции и места вырезки образцов могут быть уточнены на основании опыта эксплуатации и узаконены инструкцией по эксплуатации котла.

2.7. Наиболее часто возникает необходимость в эксплуатационной очистке пароводяного тракта котла до встроенной задвижки, в котором расположены наиболее теплонапряженные участки тракта.

2.8. Вопрос о необходимости очистки других участков питательного и пароводяного тракта энергоблока должен решаться на основании оценки загрязненности этих участков и влияния образовавшихся в них отложений на эксплуатацию блока.

Для обеспечения качества очистки и полноты удаления взвеси из очищаемого оборудования необходимо определять загрязненность всех поверхностей нагрева, включаемых в контур очистки.

В частности, при организации очистки пароводяного тракта котла до ВЗ необходимо иметь данные по загрязненности и составу отложений не только в экономайзере, СРЧ, ВРЧ, так как по количеству и составу образовавшиеся в них отложения могут значительно отличаться от отложений в НРЧ.

Вопрос о включении в контур очистки ПВД по водяной стороне должен решаться на основании исследования состава и количества отложений на вырезанных трубах и змеевиках ПВД или по другим эксплуатационным показателям (Δt, Δр). При отсутствии данных о загрязненности ПВД очистку целесообразно вести по байпасу ПВД.

2.9. При необходимости очистки ПВД по паровой стороне должны специально разрабатываться технология и схема очистки, предусматривающие выделение ПВД в отдельный контур, их последовательное подключение и технологию, обеспечивающую удаление взвеси из тупиковых участков. В настоящих Методических указаниях такая очистка не рассматривается ввиду единичности случаев ее проведения.

2.10. С особым вниманием должен решаться вопрос о проведении химических очисток для пароперегревательных поверхностей нагрева блоков СКД. Необходимость в очистке пароперегревателей свежего пара и пара промперегрева возникает при образовании окалины на внутренней поверхности труб, которая способна растрескиваться и выноситься паром в турбину при неустойчивых (переменных) режимах работы блока.

2.11. Возможность проведения эксплуатационной химической очистки пароперегревательных поверхностей нагрева должна оцениваться совместно котельным, химическим цехами и службой металлов электростанции с учетом анализа состояния металла труб под окалиной, оценки его механических свойств. С помощью специализированной организации по химической очистке должна устанавливаться возможность удаления отложений и защиты металла от коррозии при их растворении. Для этого на образцах труб из различных участков пароперегревателей проводятся лабораторные испытания и составляется заключение о целесообразности проведения химической очистки.

Решение вопроса о проведении химической очистки пароперегревателей блоков СКД только на основании загрязненности труб недопустимо.

При определении целесообразности проведения химической очистки пароперегревательных поверхностей необходимо принимать во внимание зависимость степени растворения окалины и защиты металла от коррозии при ее растворении от величины и от плотности (структуры) окалины. При плотной окалине, имеющей единичные трещины, сколы и достигающей по количеству 800 - 1000 г/м², практически не удается добиться ее растворения за приемлемое время при воздействии даже сильных минеральных кислот. Кроме этого за счет малых анодных участков (металл в трещине, сколе) и больших катодных (окалина) сильно увеличивается скорость коррозии металла под окалиной, так как при этом сама окалина выступает твердофазным катодным деполяризатором. В этом случае химическая очистка пароперегревательных труб не проводится, проводится их замена.

2.12. При принятии решения о проведении химической очистки пароперегревательных поверхностей котла блока СКД необходимо обеспечивать скорость движения среды, достаточную для удаления взвеси и отслаивавшихся частиц окалины до тупиковых и недренируемых участков. Дополнительно целесообразно проводить после химической очистки пароперегревательных труб паровые продувки собственным или сторонним паром.

2.13. Рекомендуемый для предпусковых очисток и пассивации метод парокислородной обработки (ПКО) [12] целесообразно использовать для очистки пароперегревательных поверхностей, в том числе поверхностей промежуточного пароперегревателя после их замены и в тех случаях, когда на образцах труб опытным путем установлена возможность удаления эксплуатационной окалины этим способом.