Назначение и методы предпусковых химических очисток котлов

Предпусковая очистка является достаточно сложным и продолжительным процессом, включающим вполне определенный комплекс последовательных операций. Первая операция очистки – скоростные водные промывки, которые проводятся для удаления из котла случайных и слабо сцепленных с поверхностью металла загрязнений (сварочный грат, песок, ржавчина, отслоившиеся куски окалины). Для котлов, имеющих невентилируемые поверхности нагрева, водная промывка имеет еще одну функцию – вытеснение воздушных «пробок», которые могут образовываться в верхних петлях змеевиков, препятствуя заполнению змеевиков промывочными растворами и ограничивая площадь, подвергающуюся очистке. Для водных промывок используется техническая вода. Следующей операцией часто является щелочение для удаления масел и разрыхления отложений перед кислотной промывкой. В зависимости от того, из каких сталей изготовлены поверхности нагрева и трубопроводы, подвергающиеся очистке, щелочение проводится различными реагентами. В частности, при отсутствии в контуре труб из аустенитной стали может применяться раствор едкого натра, имеющий преимущество перед остальными растворами, так как он в какой-то мере удаляет из котла кремниевые соединения. После вытеснения щелочного раствора и смены воды в контуре проводится основная операция химической очистки котла – кислотная промывка. Функция кислотной промывки – растворение и удаление продуктов коррозии, покрывающих внутреннюю поверхность металла труб. Растворы для кислотной промывки обязательно приготовляются на обессоленной воде или конденсате, кроме раствора соляной кислоты, который можно готовить и на технической воде.

Заключительной операцией после химической очистки является пассивация очищенных поверхностей для образования равномерной пленки окислов, предохраняющей металл в дальнейшем от атмосферной коррозии.

Для быстрейшего достижения требуемого качества пара и питательной воды необходима предпусковая химическая очистка на впервые пускаемых котлах.

При промывках прибегают к секционированию котла, что позволяет значительно увеличить скорости отмывочных растворов и уменьшить абсолютное содержание примесей в них. Оба этих фактора уменьшали вероятность повторных отложений и забивания труб.

Назначение предпусковых очисток и характер удаляемых ими загрязнений

Внутренняя поверхность пароводяного тракта смонтированного котлоагрегата и трубопроводов энергоблока обычно сильно загрязнена. Загрязнения, находящиеся в смонтированном котле, попадают в него разными путями и связаны с технологическим процессом создания котлоагрегата.

При прокатке труб и последующей их термообработке на трубопрокатном заводе металл подвергается нагреву. В результате коррозии при высоких температурах на поверхности труб появляется окалина. Основной составляющей технологической окалины принято считать магнетит.

Внутренняя поверхность пароводяного тракта котла имеет загрязнения двух видов: загрязнения, практически не связанные с оборудованием, попавшие туда во время монтажа, и загрязнения, прочно связанные с поверхностью металла (окалина и ржавчина с вкраплениями кремнекислоты). Загрязнения первого рода удаляются с помощью водных промывок и составляют для мощных энергоблоков меньше 1/10 по весу от общего количества загрязнений. Загрязнения второго рода тоже частично уносятся водой (ржавчина, отставшие чешуйки окалины), но подавляющая их часть может быть удалена только с помощью раствора кислоты. Наиболее неприятным из всех вышеперечисленных загрязнений является окалина перлитных сталей, количество которой существенно больше, чем всех остальных загрязнений в котле. Состав окалины, образовавшейся на поверхности металла при высоких температурах, зависит от химического состава стали, времени и температуры выдержки, режима охлаждения и т.п. У обыкновенных углеродистых и низколегированных сталей, нагретых в окислительной среде, окалина состоит из трех слоев. Ближайший к металлу слой представляет собой (вюстит) или смесь и (магнетита); наружный, довольно тонкий, слой состоит из (гематит), а средний, самый мощный, составляющий иногда до 95%, состоит из . Окалина перлитных сталей лежит обычно неравномерным слоем и имеет утолщения около сварочных швов. Как правило, этот слой имеет трещины и не на всей поверхности одинаково прочно связан с металлом. При резких теплосменах, происходящих во время эксплуатации котла, особенно во время пусков и остановов, частицы окалины, имеющие иной коэффициент расширения, чем основной металл, могут отделяться от поверхности и загрязнять пароводяной тракт котла, а оставшиеся островки окалины способствуют развитию местных коррозионных процессов.

Поверхность металла элементов из аустенитных сталей, находящихся в котле, тоже покрыта слоем окалины, химический состав которой гораздо сложнее и зависит от состава стали, но этот слой очень тонок, достаточно крепко связан с металлом и мало влияет на эксплуатацию котлоагрегата.

Предпусковая промывка должна проводиться по возможности непосредственно перед пуском котла.

Предпусковые химические очистки котлов характеризуются разнообразием методов, причем существенно большим, чем эксплуатационные очистки. При выборе методов предпусковой очистки необходимо, прежде всего, оценить применимость каждого из возможных методов и затем, сопоставляя применимые методы, выбрать один из них. Например, отмывка соляной кислотой вообще недопустима при наличии в контуре нержавеющих аустенитных сталей.