Инструкция по консервации паровых и водогрейных котлов. Консервация энергетических паровых котлов Консервационные мероприятия котельной на время теплого периода

Вдовенко Денис Юрьевич – технический директор

Запорожцев Валерий Анатольевич – начальник лаборатории

Посохов Артем Игоревич – специалист по неразрушающему контролю

Экспертная организация ООО "Теплоэнерго", г. Ростов-на-Дону

В статье приведены рекомендации по консервации паровых котлов в барабанном и прямоточном исполнении в зависимости от конструктивных особенностей, причин и сроков простоя оборудования. Рассмотрен механизм протекания стояночной коррозии металла и его последствия.

Ключевые слова: тепловая энергоустановка, стояночная коррозия, консервация, опасный производственный объект, паровой котел, безопасность.

Соблюдение требований «Правил технической эксплуатации тепловых энергоустановок» и правил безопасности требует от организаций, эксплуатирующих тепловые энергоустановки, осуществлять консервацию теплоэнергетического оборудования в следующих случаях:

− при режимных остановах оборудования (вывод в резерв на определенный и неопределенный сроки, вывод в текущий и капитальный ремонты, аварийный останов) ;

− при остановах оборудования в продолжительный резерв или ремонт (реконструкцию) сроком более 6 месяцев ;

− по окончании отопительного сезона или при остановке водогрейные котлы и теплосети консервируются .

Консервация паровых котлов в период их простоя предусматривает комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на сохранение рабочего состояния оборудования путем предотвращения протекания коррозии на его поверхности, продлению срока эксплуатации, а также сокращению затрат на ремонт и восстановление оборудования в дальнейшем.

Согласно требованию правил организация, эксплуатирующая паровой котел должна разработать и утвердить техническое решение по его консервации. В целях соблюдения требований закона о промышленной безопасности, документация на консервацию опасного производственного объекта подлежит экспертизе промышленной безопасности .

Технические решения по консервации должны содержать:

− способы консервации котлов при различных видах остановов и продолжительности простоя;

− технологическую схему консервации;

− перечень вспомогательного оборудования, посредством которого осуществляется консервация.

На основании технических решений составляется и утверждается инструкция по консервации парового котла. В свою очередь инструкция по консервации должна содержать:

− подготовительные операции, выполняемые до проведения консервации;

− технологию консервации парового котла;

− технологию расконсервации парового котла;

− меры безопасности при проведении работ.

С технической точки зрения, консервация котлов необходима для предотвращения протекания стояночной коррозии металла. Стояночная коррозия возникает в результате агрессивного воздействия кислорода воздуха контактирующего с влажной металлической поверхностью котла в период его простоя. Другими словами, стояночная коррозия является видом кислородной коррозии, механизм протекания которой можно описать согласно химической реакции:

4Fe + 6Н 2 О + 3О 2 = 4Fe(OH) 3 (1)

Отличить стояночную коррозию от других видов коррозии возможно по наличию характерных язвин и накоплению продуктов коррозии на поверхности металла (рисунок 1), образующихся под отложениями шлама, в котором содержится большее количество влаги после спуска котловой воды.

Рисунок 1 – Стояночная коррозия.

Способы консервации барабанных паровых котлов:

− сухой останов котла (СО);

− поддержание в котле избыточного давления;

− заполнение поверхностей нагрева котла азотом (А);

− гидразинная обработка (ГО) поверхностей нагрева при пониженных параметрах котла;

− трилонная обработка (ТО) поверхностей нагрева котла;

− фосфатно-аммиачная «выварка» (ФВ);

− заполнение поверхностей нагрева котла защитными щелочными (ЗЩ) растворами;

− консервация котла контактным ингибитором (КИ).

Способы консервации прямоточных паровых котлов:

− сухой останов котла;

− заполнение поверхностей нагрева котла азотом;

− гидразинная обработка поверхностей нагрева при рабочих параметрах котла;

− консервация котла контактным ингибитором.

Метод консервации парового котла путем сухого останова основан на принципе обеспечения содержания внутренней поверхности оборудования в сухом состоянии на весь период консервации. Осуществляется путем дренирования котла при давлении выше атмосферного (0,8 - 1,0 МПа), что позволяет провести подсушку внутренних поверхностей барабана, коллекторов и труб за счет тепла, аккумулированного металлом, обмуровкой и изоляцией котла. Для предотвращения попадания влаги трубопроводы пара и воды отключают от котла путем плотного закрытия запорной арматуры и установки заглушек. После полного остывания котла необходимо периодически следить за тем, чтобы вода или пар не попали в котел, для этого необходимо время от времени кратковременно открывать дренажи в нижних точках коллекторов и трубопроводов.

Метод консервации путем поддержания в котле избыточного давления основан на принципе препятствия проникновения кислорода воздуха внутрь котла. После останова котла и снижения давления до атмосферного воду из него дренируют, далее приступают к заполнению консервирующей водой и организации ее протока через котел. Обязательное требование к консервирующей воде – удаление растворенного кислорода в деаэраторе. В период консервации на котле поддерживают давление 0,5 - 1,5 МПа и проток воды со скоростью 10 - 30 м 3 /ч. Контроль за содержанием кислорода в консервирующей воде осуществляют путем ежемесячного отбора проб из чистого и солевого отсеков пароперегревателя.

Метод консервации путем заполнения поверхностей нагрева котла азотом и поддержанием в котле избыточного давления предотвращает доступ кислорода и обеспечивает образование защитной пленки на поверхности метала. В случае останова котла на период до 10 суток, консервацию поверхности нагрева азотом можно осуществлять без слива котловой воды. Если останов предполагает более долгий период консервации, воду из котла необходимо слить. Подача азота в котел осуществятся через выходные коллекторы пароперегревателя и воздушники барабана. Давление газа при консервации должно поддерживаться на уровне 5 - 10 кПа.

Оставшиеся методы консервации паровых котлов можно объединить в одну большую группу – консервацию мокрым способом. Их принцип основан на заполнении котла консервирующим раствором, обеспечивающий образование по поверхности котла защитной пленки в течение длительного времени, в некоторых случаях защитная пленка устойчива при попадании в котел кислорода. Приготовление консервирующего раствора реагентов осуществляется в баке, подача раствора в котел осуществляется с применением дозирующего насоса. Приготовление консервирующего раствора необходимой концентрации осуществляется согласно утвержденным методикам.

При выборе способа консервации парового барабанного котла рекомендуется применять таблицу 1.

Примечания:

1. На котлах давлением 9,8 МПа без обработки питательной воды гидразином, должна проводиться ТО не реже одного раза в год.

2. А - заполнение поверхностей нагрева котла азотом.

3. ГРП + СО - гидразинная обработка при рабочих параметрах котла с последующим сухим остановом; ГО + ЗЩ, ТО + ЗЩ, ФВ + ЗЩ - заполнение котла щелочным раствором с предшествующей реагентной обработкой.

4. ТО + КИ (консервация контактным ингибитором с предшествующей трилонной обработкой ).

5. «до», «после» - до ремонта и после него.

При консервации парового прямоточного котла рекомендуется:

1. В случае останова на срок до 30 дней осуществлять консервацию путем сухого останова котла.

2. В случае вывода котла в резерв на срок до 3 месяцев или ремонт на срок до 5 - 6 месяцев осуществлять гидразинную или кислородную обработку в сочетании с сухим остановом котла.

3. В случае более продолжительных сроков резерва или ремонта консервацию котла осуществлять с применением контактного ингибитора или путем заполнения поверхностей нагрева котла азотом.

Таблица 1 – Способы консервации барабанных паровых котлов

в зависимости от вида и продолжительности простоя.

Выводы :

1. Консервация парового котла в период его простоя проводится с целью предупреждения развития стояночной коррозии металла.

2. Методы предупреждения стояночной коррозии основаны на принципах:

– исключения контакта кислорода воздуха с металлической поверхностью оборудования;

– обеспечения поверхности металла в сухом состоянии;

– создания защитной пленки на поверхности металла или коррозионно-защитного состава воды.

3. При выборе метода консервации паровых котлов необходимо учитывать: причину вывода оборудования в консервацию, продолжительность планируемого простоя оборудования, конструктивные особенности оборудования исходя из паспортных данных.

4. Документация на консервацию опасного производственного объекта подлежит экспертизе промышленной безопасности.

Список литературы :

1. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок. Утв. приказом Минэнерго РФ от 24 марта 2003 г. N 115.

2 Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности "Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением". Утв. приказом Ростехнадзора от 25.03.2014 N 116.

СО – первый этап, дальнейшая консервация зависит от последующего срока ремонта, резерва

Примечания:

1. На котлах давлением 9,8 и 13,8 МПа без обработки питательной воды гидразином рекомендуется проведение ТО не реже одного раза в год.

2. А – заполнение поверхностей нагрева котла азотом .

3. ГРП+СО – гидразинная обработка при рабочих параметрах котла с последующим сухим остановом; ГО+ЗЩ, ТО+ЗЩ, ФВ+ЗЩ – заполнение котла щелочным раствором с предшествующей реагентной обработкой;

4. ТО+КИ – консервация контактным ингибитором с предшествующей трилонной обработкой;

5. «До», «после» – до ремонта и после него.

5. Способы консервации водогрейных котлов

5.1. Консервация раствором гидроксида кальция

5.1.1. Способ консервации раствором гидроксида кальция основан на высокоэффективных ингибирующих способностях раствора гидроксида кальция Ca(ОН)2. Защитная концентрация гидроксида кальция составляет 0,7 г/кг и выше.

Данный способ регламентирован .

5.1.2. При проведении консервации поверхностей нагрева водогрейных котлов заполнением раствором гидроксида кальция выполнением предлагаемых мероприятий достигается следующий эффект:

Формирование устойчивой защитной пленки при контакте с металлом раствора гидроксида кальция в течение 3 – 4 недель

Сохранение в течение 2 – 3 мес защитного действия пленок при опорожнении котла от раствора после контакта в течение 3 – 4 недель или более.

Полное заполнение водогрейного котла раствором гидроксида кальция при осуществлении консервации

Возможность дренирования раствора для проведения ремонтных работ после выдержки в котле в течение 3 – 4 недель

Применение способа для консервации водогрейных котлов любых типов на электростанциях, имеющих водоподготовительные установки с известковым хозяйством.

Проведение консервации раствором гидроксида кальция при выводе котла в резерв на срок до 6 мес. или выводе в ремонт на срок до 3 мес.

5.1.3. Консервацию поверхностей нагрева водогрейных котлов с заполнением раствором гидроксида кальция рекомендуется проводить выполнением предлагаемых мероприятий, поддержанием следующих параметров и максимальной реализацией возможностей схемы:

Приготовления раствора гидроксида кальция в ячейках мокрого хранения извести с плавающим устройством всасывания (рисунок 4)

Отстаивания известкового молока в течение 10 – 12 ч до полного осветления раствора после засыпки извести (пушонки, строительной извести, отходов гашения карбида кальция) в ячейки и перемешивания

Сохранения концентрации гидроксида кальция в растворе не более 1,4 г/кг вследствие малой его растворимости при температуре 10 – 25°С

Контролем положения плавающего устройства всасывания при откачке раствора из ячейки, не допуская захвата отложений со дна ячейки

Возможности использования для заполнения котлов раствором схемы кислотной промывки водогрейных котлов, приведенной на рисунке 6

Дренированием воды из котла перед заполнением его консервирующим раствором

Перекачиванием раствора гидроксида кальция из ячеек извести в бак приготовления реагентов

Промывкой трубопровода водой перед перекачкой во избежание попадания в бак известкового молока, подаваемого по этому трубопроводу на предварительную очистку водоподготовительной установки

Заполнением котла при циркуляции раствора по контуру «бак - насос - трубопровод подачи раствора - котел - трубопровод сброса раствора - бак»

Определением количества приготавливаемого известкового раствора, исходя из обеспечения заполнения консервируемого котла и схемы циркуляции, включая бак. При заполнении котла насосом из бака без организации циркуляции через котел, объем приготовленного известкового молока зависит только от водяного объема котла. Водяной объем котлов ПТВМ-50, ПТВМ-100, ПТВМ-180 составляет соответственно 16, 35 и 60 м3

Сохранением консервирующего раствора в котле на все время простоя в резерве, с плотным закрытием всей запорной арматуры на котле

1 – бак приготовления химических реагентов;

2 – насос заполнения котла раствором химических реагентов;

3 – подпиточная вода; 4 – химические реагенты;

5 – известковое молоко в мешалки предочистки;

6 – ячейки известкового молока; 7 – водогрейные котлы;

8 – к другим водогрейным котлам; 9 – от других водогрейных котлов.

Рисунок 6 – Схема консервации водогрейных котлов.

Возможности дренирования раствора при необходимости проведения ремонтных работ после выдержки в котле в течение не менее 3 – 4 недель с расчетом включения котла в работу после окончания ремонта.

Проверкой не реже одного раза в две недели значения pH раствора при сохранении на время простоя консервирующего раствора в котле

Организацией циркуляции раствора через котел для отбора контрольных анализов

Отбором пробы из воздушников при проведении циркуляции

Дренированием раствора из всего контура, если значение pH ³ 8,3 и заполнение свежим раствором гидроксида кальция

Проведением дренирования консервирующего раствора из котла небольшим расходом с разбавлением его водой до значения pH < 8,5

Дренированием и промывкой котла сетевой водой до жесткости промывочной воды перед пуском, если котел был заполнен консервирующим раствором.

5.2. Консервация раствором силиката натрия

5.2.1. Силикат натрия (жидкое натриевое стекло) образует на поверхности металла прочную, плотную защитную пленку в виде соединений Fe3O4·FeSiO3. Эта пленка экранирует металл от воздействия коррозионных агентов (СО2 и О2).

5.2.2. Формирование защитной пленки происходит при выдержке консервирующего раствора в котле в течение нескольких суток или при циркуляции раствора через котел в течение нескольких часов.

5.2.3. Консервацию поверхностей нагрева водогрейных котлов силикатом натрия рекомендуется проводить поддержанием следующих концентраций и выполнением предлагаемых организационных и технических мероприятий:

Полное заполнение водогрейного котла раствором силиката натрия с концентрацией SiO2 в консервирующем растворе не менее 1,5 г/кг

Применение силиката натрия для консервации водогрейных котлов любых типов

Проведение консервации силикатом натрия при выводе котла в резерв на срок до 6 мес. или в ремонт на срок до 2 мес.

Использование для заполнения котлов раствором схемы кислотной промывки водогрейных котлов, приведенной на рисунке 6

Возможности использования существующих бака с насосом для консервации энергетических котлов (рисунок 2)

Приготовление раствора силиката натрия на умягченной воде, так как использование воды с жесткостью выше 3 мг·экв/кг может привести к выпадению из раствора хлопьев силиката натрия

Приготовление консервирующего раствора силиката натрия в баке при циркуляции воды по схеме «бак– насос– бак» с вливанием жидкого стекла в бак через люк

Определение ориентировочного расхода жидкого товарного силиката натрия из расчета не более 6 л на 1 м3 объема консервирующего раствора

Дренирование воды из котла перед заполнением его консервирующим раствором

Установление рабочей концентрации SiO2 в консервирующем растворе на уровне 1,5 – 2 г/кг

Определение количества приготавливаемого раствора, исходя из обеспечения заполнения консервируемого котла и схемы циркуляции, включая бак. При заполнении котла насосом из бака без организации циркуляции через котел, объем приготовленного известкового молока зависит только от водяного объема котла. При заполнении котла без организации циркуляции, объем приготовленного раствора зависит только от объема котла.

Сохранение консервирующего раствора в котле на все время простоя в резерве

Возможность дренирования раствора при необходимости проведения ремонтных работ после выдержки в котле в течение не менее 4 – 6 суток с расчетом включения котла в работу после окончания ремонта.

Дренирование раствор из котла для проведения ремонта после циркуляции раствора через котел в течение 8 – 10 ч при скорости 0,5 – 1 м/с

Поддержание избыточного давления 0,01 – 0,02 МПа сетевой водой открытием задвижки на байпасе на входе в котел при сохранении консервирующего раствора в нем на все время простоя

Отбор пробы из воздушников в период консервации один раз в неделю для контроля концентрации SiO2 в растворе

Добавление необходимого количества жидкого силиката натрия и организация циркуляции раствора через котел в бак до достижения требуемой концентрации при снижении концентрации SiO2 менее 1,5 г/кг

Вытеснение консервирующего раствора в трубопроводы сетевой воды небольшими порциями (путем частичного открытия задвижки на выходе из котла) по 5 м3/ч в течение 5 – 6 ч для котла ПТВМ-100 и 10 – 12 ч для котла ПТВМ-180 при расконсервации водогрейного котла перед его растопкой.

5.1. Консервация раствором гидроксида кальция

5.1.1. Способ основан на высокоэффективных ингибирующих способностях раствора гидроксида кальция Са(ОН).
Защитной концентрацией гидроксида кальция является 0,7 г/кг и выше.
При контакте с металлом раствора гидроксида кальция устойчивая защитная пленка формируется в течение 3-4 нед.
При опорожнении котла от раствора после контакта в течение 3-4 нед или более защитное действие пленок сохраняется в течение 2-3 мес.
Данный способ регламентирован "Методические указания по применению гидроксида кальция для консервации теплоэнергетического и другого промышленного оборудования на объектах Минэнерго РД 34.20.593-89" (М.: СПО Союзтехэнерго, 1989).

5.1.2. При осуществлении данного способа водогрейный котел полностью заполняется раствором. Если требуется проведение ремонтных работ, раствор после выдержки в котле в течение 3-4 нед. может быть сдренирован.
5.1.3. Гидроксид кальция применяется для консервация водогрейных котлов любых типов на электростанциях, имеющих водоподготовительные установки с известковым хозяйством.
5.1.4. Консервация гидроксидом кальция проводится при выводе котла в резерв на срок до 6 мес или выводе в ремонт на срок до 3 мес.
5.1.5. Раствор гидроксида кальция готовится в ячейках мокрого хранения извести с плавающим устройством всасывания (рис.4). После засылки извести (пушонки, строительной извести, отходов гашения карбида кальция) в ячейки и перемешивания известковому молоку дают отстояться в течение 10-12 ч до полного осветления раствора. Вследствие малой растворимости гидроксида кальция при температуре 10-25 °С его концентрация в растворе не превысит 1,4 г/кг.

Рис.4. Схема консервации водогрейных котлов:

1 - бак приготовления химических реагентов; 2 - насос заполнения котла

раствором химических реагентов; 3 - подпиточная вода; 4 - химические реагенты;

5 - известковое молоко в мешалки предочистки, 6 - ячейки известкового молока;

7 - водогрейные котлы; 8 - к другим водогрейным котлам;

9 - от других водогрейных котлов;

трубопроводы консервации

При откачке раствора из ячейки необходимо следить за положением плавающего устройства всасывания, не допуская захвата отложений на дне ячейки.
5.1.6. Для заполнения котлов раствором целесообразно использовать схему кислотной промывки водогрейных котлов, приведенных на рис.4. Также могут быть использованы и бак с насосом для консервации энергетических котлов (см. рис.2).
5.1.7. Перед заполнением котла консервирующим раствором воду из него дренируют.
В бак приготовления реагентов перекачивают раствор гидроксида кальция из ячеек извести. Перед перекачкой трубопровод промывают водой во избежание попадания в бак известкового молока, подаваемого по этому трубопроводу на предочистку водоподготовительной установки.
Заполнение котла целесообразно вести при рециркуляции раствора по контуру "бак-насос-трубопровод подачи раствора-котел-трубопровод сброса раствора-бак". В этом случае количество приготовленного известкового раствора должно быть достаточно для заполнения консервируемого котла и схемы рециркуляции, включая бак.
Если заполнение котла вести насосом из бака без организации рециркуляции через котел, то объем приготовленного известкового молока зависит от водяного объема котла.
Водяной объем котлов ПТВМ-50, ПТВМ-100, ПТВМ-180 соответственно составляет 16, 35 и 60 м.

5.1.8. При выводе в резерв котел оставляют заполненным раствором на все время простоя.
5.1.9. При необходимости проведения ремонтных работ дренирование раствора осуществляют после выдержки в котле в течение не менее 3-4 нед с таким расчетом, чтобы после окончания ремонта котел включался в работу. Желательно, чтобы продолжительность ремонта не превышала 3 мес.
5.1.10. Если котел на время простоя остается с консервирующим раствором, то необходимо не реже одного раза в две недели контролировать значение рН раствора. Для этого организовывают рециркуляцию раствора через котел, отбирают пробы из воздушников. Если значение рН8,3, раствор из всего контура дренируют и заполняют свежим раствором гидроксида кальция.

5.1.11. Дренирование консервирующего раствора из котла осуществляют с небольшим расходом с разбавлением его водой до значения рН 5.1.12. Перед пуском котел промывают сетевой водой до жесткости промывочной воды, предварительно сдренировав его, если он был заполнен раствором.

5.2. Консервация раствором силиката натрия

5.2.1. Силикат натрия (жидкое натриевое стекло) образует на поверхности металла прочную, плотную защитную пленку в виде соединений FеО·FeSiO. Эта пленка экранирует металл от воздействия коррозионных агентов (СО и О).

5.2.2. При осуществлении данного способа водогрейный котел полностью заполняется раствором силиката натрия с концентрацией SiO в консервирующем растворе не менее 1,5 г/кг.
Формирование защитной пленки происходит при выдержке консервирующего раствора в котле в течение нескольких суток или при циркуляции раствора через котел в течение нескольких часов.

5.2.3. Силикат натрия применяется для консервации водогрейных котлов любых типов.
5.2.4. Консервация силикатом натрия проводится при выводе котла в резерв на срок до 6 мес или выводе котла в ремонт на срок до 2 мес.
5.2.5. Для приготовления и заполнения котла раствором силиката натрия целесообразно использовать схему кислотной промывки водогрейных котлов (см. рис.4). Также могут быть использованы и бак с насосом для консервации энергетических котлов (см. рис.2).
5.2.6. Раствор силиката натрия готовят на умягченной воде, так как использование воды с жесткостью выше 3 мг-экв/кг может привести к выпадению из раствора хлопьев силиката натрия.
Консервирующий раствор силиката натрия готовится в баке при циркуляции воды по схеме "бак-насос-бак". Жидкое стекло вливается в бак через люк.
5.2.7. Ориентировочный расход жидкого товарного силиката натрия соответствует не более 6 л на 1 м объема консервирующего раствора.

5.2.8. Перед заполнением котла консервирующим раствором воду из него дренируют.
Рабочая концентрация SiO в консервирующем растворе должна быть 1,5-2 г/кг.
Заполнение котла целесообразно вести при рециркуляции раствора по контуру "бак-насос-трубопровод подачи раствора-котел-трубопровод сброса раствора-бак". В этом случае требуемое количество силиката натрия рассчитывается с учетом объема всего контура, включая бак и трубопроводы, а не только объема котла.
Если заполнение котла осуществляется без организации рециркуляции, то объем приготовленного раствора зависит от объема котла (см. п.5.1.7).

5.2.9. При выводе в резерв котел оставляют заполненным консервирующим раствором на все время простоя.
5.2.10. При необходимости проведения ремонтных работ дренирование раствора осуществляют после выдержки в котле в течение не менее 4-6 сут с таким расчетом, чтобы после окончания ремонта котел включался в работу.
Раствор может быть сдренирован из котла для проведения ремонта после циркуляции раствора через котел в течение 8-10 ч при скорости 0,5-1 м/с.
Продолжительность ремонта не должна превышать 2 мес.
5.2.11. Если котел на время простоя остается с консервирующим раствором, в нем поддерживается избыточное давление 0,01-0,02 МПа сетевой водой открытием задвижки на байпасе на входе в котел. В период консервации один раз в неделю отбирают пробы из воздушников для контроля концентрации SiO в растворе. При снижении концентрации SiO менее 1,5 г/кг в бак добавляют необходимое количество жидкого силиката натрия и осуществляют рециркуляцию раствора через котел до достижения требуемой концентрации.

5.2.12. Расконсервацию водогрейного котла производят до его растопки вытеснением консервирующего раствора в трубопроводы сетевой воды небольшими порциями (путем частичного открытия задвижки на выходе из котла) по 5 м/ч в течение 5-6 ч для котла ПТВМ-100 и 10-12 ч для котла ПТВМ-180.
При открытых системах теплоснабжения вытеснение консервирующего раствора из котла должно проходить без превышения норм ПДК - 40 мг/кг SiO в сетевой воде.

6. СПОСОБЫ КОНСЕРВАЦИИ ТУРБОУСТАНОВОК

6.1. Консервация подогретым воздухом

6.1.1. Продувка турбоустановки горячим воздухом предотвращает попадание во внутренние полости влажного воздуха и протекание коррозионных процессов. Особенно опасно попадание влаги на поверхности проточной части турбины при наличии на них отложений соединений натрия.
6.1.2. Консервация турбоустановки подогретым воздухом проводится при выводе в резерв на срок 7 сут и более.
Консервация осуществляется в соответствии с указаниями "Методические указания по консервации паротурбинного оборудования ТЭС и АЭС подогретым воздухом: МУ 34-70-078-84" (М.: СПО Соютехэнерго, 1984).
6.1.3. Если на электростанции отсутствует до настоящего времени консервационная установка, необходимо для подачи подогретого воздуха в турбоустановку использовать передвижные вентиляторы с калорифером. Воздух может подаваться как на всю турбоустановку, так и хотя бы в отдельные ее части (ЦСД, ЦНД, бойлеры, в верхнюю или нижнюю часть конденсатора или в среднюю часть турбины).
Для присоединения передвижного вентилятора необходимо предусмотреть установку впускного клапана.
Для расчета вентилятора и впускного клапана могут быть использованы рекомендации МУ 34-70-078-34.
При использовании передвижных вентиляторов следует проводить мероприятия по дренированию, вакуумной сушке, указанные в МУ 34-70-078-84.

6.2. Консервация азотом

6.2.1. При заполнении внутренних полостей турбоустановки азотом и поддержании в дальнейшем небольшого его избыточного давления предотвращается попадание влажного воздуха.
6.2.2. Заполнение проводится при выводе турбоустановки в резерв на 7 сут и более на тех электростанциях, где имеются кислородные установки, производящие азот концентрацией не менее 99%.
6.2.3. Для проведения консервации необходимо иметь подвод газа к тем же точкам, что и воздух.
Следует учесть трудности герметизации проточной части турбины и необходимость обеспечения давления азота на уровне 5-10 кПа.
6.2.4. Подачу азота в турбину начинают после останова турбины и окончания вакуумной сушки промежуточного пароперегревателя.
6.2.5. Консервацию азотом можно применять и для паровых пространств бойлеров и подогревателей.

6.3. Консервация летучими ингибиторами коррозии

6.3.1. Летучие ингибиторы коррозии типа ИФХАН защищают стали, медь, латунь, адсорбируясь на поверхности металла. Этот адсорбированный слой значительно снижает скорость электрохимических реакций, обусловливающих коррозионный процесс.
6.3.2. Для консервации турбоустановки осуществляется просасывание через турбину воздуха, насыщенного ингибитором. Воздух просасывается через турбоустановку с помощью эжектора уплотнений или пускового эжектора. Насыщение воздуха ингибитором происходит при контакте его с силикагелем, пропитанным ингибитором, так называемым линасилем. Пропитка линасиля осуществляется на заводе-изготовителе. Для поглощения избытка ингибитора на выходе из турбоустановки воздух проходит через чистый силикагель.
Консервация летучим ингибитором проводится при выводе в резерв на срок более 7 cyт.
6.3.3. Для заполнения турбины ингибированным воздухом на входе в нее, например к трубопроводу подачи пара на переднее уплотнение ЦВД подключают патрон с линасилем (рис.5). Для поглощения избытка ингибитора на выходе из оборудования устанавливаются патроны с чистым силикагелем, объем которого в 2 раза больше объема линасиля на входе. В дальнейшем этот силикагель может быть дополнительно пропитан ингибитором и при следующей консервации установлен на входе в оборудование.

Рис.5. Консервация турбин летучим ингибитором:

1 - главная паровая задвижка; 2 - стопорный клапан высокого давления;

3 - регулирующий клапан высокого давления; 4 - защитный клапан среднего

давления; 5 - регулирующий клапан среднего давления; 6 - камеры отсоса

паровоздушной смеси из концевых уплотнений цилиндров;

7 - камера уплотняющего пара; 8 - трубопровод уплотняющего пара;

9 - существующие задвижки; 10 - коллектор паровоздушной смеси на уплотнения;

11 - коллектор отсоса паровоздушной смеси; 12 - трубопровод подвода

ингибитора; 13 - патрон с линасилем; 14 - вновь монтируемые задвижки;

15 - эжектор уплотнений; 16 - выхлоп в атмосферу; 17 - патроны с чистым

силикагелем для поглощения ингибитора; 18 - трубопровод отсоса

паровоздушной смеси из камер; 19 - промежуточный пароперегреватель;

20 - отбор пробы воздуха; 21 - фланец; 22 - задвижка

Для заполнения турбины ингибированным воздухом используют штатное оборудование - эжектор уплотнений или пусковой эжектор.
Для консервации 1 м объема требуется не менее 300 г линасиля, защитная концентрация ингибитора в воздухе составляет 0,015 г/дм.
Линасиль помещают в патроны, представляющие собой отрезки труб, к обоим концам которых приварены фланцы. Оба конца трубы с фланцами затягивают сеткой с величиной ячеек, не допускающей высыпания линасиля, но не мешающей проходу воздуха. Длину и диаметр труб определяют количеством линасиля, необходимым для консервации.
Линасиль загружают в патроны лопаткой или руками в перчатках.

6.3.4. Перед началом консервации для исключения возможного скопления конденсата в турбине, трубопроводах и клапанах их дренируют, обеспаривают турбину и ее вспомогательное оборудование, отключают от всех трубопроводов (дренажей, отборов пара, подачи пара на уплотнения и др.).
Для удаления возможного скопления конденсата в недренируемых участках производят сушку турбины воздухом. Для этого на входе устанавливают патрон с прокаленным силикагелем и эжектором просасывают воздух по контуру "патрон-ЦВД-ЦСД-ЦНД-коллектор отсоса паровоздушной смеси из уплотнений-эжектор-атмосфера".
После остывания металла турбины приблизительно до 50 °С ее герметизируют набивкой асбеста, пропитанного герметиком, на входе воздуха из машзала в камеру отсоса паровоздушной смеси концевых уплотнений.
После сушки турбины на вход устанавливают патроны с линасилем, а на выход патроны с чистым силикагелем, включают эжектор и просасывают воздух по контуру "патрон-трубопровод подачи пара на уплотнение-ЦВД-коллектор отсоса паровоздушной смеси-патроны с силикагелем-эжектор-атмосфера". При достижении защитной концентрации ингибитора, равной 0,015 г/дм консервация прекращается, для чего отключают эжектор, устанавливают заглушку на входе воздуха в патрон с линасилем и на входе ингибированного воздуха в патроны с силикагелем.

6.3.5. В период нахождения турбины в резерве ежемесячно определяют концентрацию ингибитора в ней (приложение 2).
При падении концентрации ниже 0,01 г/дм проводят переконсервацию со свежим линасилем.

6.3.6. Для расконсервации турбины снимают патроны с линасилем, заглушку на входе ингибированного воздуха в патрон с силикагелем, включают эжектор, и ингибированный воздух протягивается через силикагель для поглощения оставшегося ингибитора в течение того же времени, которое потребовалось на консервацию турбины.
Поскольку консервация проводится по замкнутой схеме, какие-либо стоки или выбросы в атмосферу отсутствуют.
Краткие характеристики применяемых химических реагентов приведены в приложении 3.

Если котел остановлен на длительное время, то необ­ходимо его законсервировать. При консервации котлов необходимо руководствоваться указаниями инструкции завода-изготовителя по монтажу и эксплуатации.

Для защиты котлов от коррозии применяют сухой, мокрый и газовый способы консервации, а также в от­дельных случаях консервацию методом избыточного дав­ления.

Сухой способ консервации применяют при длительной остановке котла и когда невозможно отапливать поме­щение котельной зимой. Сущность его заключается в том, что после удаления воды из котла, пароперегревателя и экономайзера и очистки поверхностей нагрева сушку кот­ла производят пропуском горячего воздуха (тщательной вентиляцией) или разводят в топке небольшой костер. При этом предохранительный клапан должен быть от­крыт для удаления водяных паров из барабана и труб . При наличии пароперегревателя необходимо от­крыть дренажный вентиль на камере перегретого пара для удаления оставшейся в нем воды. После окончания сушки через открытые лазы в барабанах помещают за­ранее приготовленные железные противни с негашеной известью СаО или силикагелем (в количестве 0,5 -1,0 кг СаС12, 2-3 кг СаО или 1,0-1,5 кг силикагеля на 1 м3 объ­ема котла). Плотно закрывают лазы барабана и пере­крывают всю арматуру. При остановке котла более чем на 1 год рекомендуется снять всю арматуру, а на штуце­рах установить заглушки. В дальнейшем не реже 1 раза в месяц должно проверяться состояние реактивов, а за­тем через каждые 2 мес в зависимости от результатов проверки обязательно должна производиться его замена. Рекомендуется периодически следить за состоянием обмуровки и в случае необходимости производить ее сушку.

Мокрый способ. Мокрую консервацию котлов приме­няют тогда, когда нет опасности замерзания в них воды. Сущность ее заключается в том, что котел полностью за­полняют водой (конденсатом) с повышенной щелочно­стью (содержание едкого натра 2-10 кг/.м3 или тршіат - рийфосфата 5-20 кг/"ма). Затем подогревают раствор до температуры кипения для удаления из него воздуха и ра­створенных газов и плотно закрывают котел. Применение щелочного раствора обеспечивает при равномерной кон­центрации достаточную устойчивость защитной пленки на поверхности металла.

Газовый способ. При газовом способе консервации из остывшего котла спускают воду, тщательно очищают внутреннюю поверхность нагрева от накипи. После этого котел заполняют через воздушник газообразным аммиа­ком и создают давление около 0,013 МПа (0,13 кгс/см2). Действие аммиака состоит в том, что он растворяется в пленке влаги, которая находится на поверхности металла в котле. Эта пленка становится щелочной и защищает котел от коррозии. При газовом способе персонал, про­изводящий консервацию, должен знать правила техники безопасности.

Метод избыточного давления заключается в том, что в котле, отключенном от паропроводов, поддерживают давление пара несколько выше атмосферного и темпера­туру воды выше 100 °С. Это предотвращает попадание в котел воздуха, а следовательно, и кислорода, являющего­ся основным коррозионным агентом. Добиваются этого периодически подогревами котла.

При выводе котла в холодный резерв до 1 мес его за­полняют деаэрированной водой и поддерживают в нем небольшое избыточное гидростатическое давление, под­ключив к расположенному выше бачку с деаэрированной водой. Однако этот способ по сравнению с предыдущим менее надежен.

При всех способах консервации котлов необходимо обеспечить полную герметичность арматуры; все люки и лазы должны быть плотно закрытыми; при сухом и га­зовом способе неработающие котлы нужно отделять от работающих заглушками. Консервация оборудования и ее контроль проводятся по особой инструкции и под руко­водством химика.

Особенностью состояния энергетики сегодня является то, что на теплостанциях увеличилось количество останов и простоев котлов, это обуславливается изменением в режиме энергопотребления и теплоснабжения. Оборудование резервируют на неопределенный период. Во время остановки котла давление среды понижается до атмосферного, присутствует вероятность попадания в него влаги и воздуха, в результате котлы подвергаются коррозии, что считается опасным, так как существует вероятность повреждения всего теплового оборудования, в том числе и трубопроводов. Поэтому на данный момент вопрос консервации особенно актуален, и разработка технологий по этому поводу прогрессирует.

Схема твердотопливного котла.

Благодаря защите от коррозии, образовавшейся во время простоя, сохраняется рабочее состояние оборудования, сокращаются затраты на его ремонт и восстановление, поддерживаются технико-экономические показатели работы тепловых электростанций, а также сокращаются издержки производства.

Существует несколько способов консервации котлов:

• газовый способ консервации;
• мокрый способ консервации;
• способ применения избыточного давления;
• сухой способ консервации.

Суточный простой незаконсервированного котла приведет к ржавчине оборудования в контуре до 50 кг оксида железа. При остановке водогрейных котлов на период 15 часов или барабанных до 1 суток рекомендуют производить консервацию способом избыточного давления, на небольшой период (5-6 дней) — метод сухой консервации. Выбор подходящего метода для исключения кислородной коррозии производится, учитывая параметры и мощность котлов, их специфику при эксплуатации.

Для предотвращения стояночной коррозии металла поверхностей нагрева котлов во время капитального и текущего ремонтов применимы только способы консервации, позволяющие создать на поверхности металла защитную пленку, сохраняющую свои свойства в течение 1-2 месяцев после слива консервирующего раствора, так как опорожнение и разгерметизация контура в этом случае неизбежны.

Инструкция по консервации паровых и водогрейных котлов газом

Схема газового котла.

Этот способ предназначен для консервации котлов во время простоя со снижением давления до атмосферного. Его применяют для консервации паровых и водогрейных котлов. Во время предложенной консервации котел опорожняют от воды и заполняют газом (к примеру, азотом), после чего поддерживают избыточное давление внутри котла, одновременно, перед тем как подать газ, его заполняют деаэрированной водой.

Способ консервации парового котла предполагает заполнение котла газом при избыточном давлении в поверхности нагрева 2-5 кг/см² при параллельном вытеснении воды в барабане. В данном случае попадание воздуха внутрь исключено. Согласно данной схеме, газ (азот) подводится к выходным коллекторам пароперегревателя и в барабан. Малое избыточное давление в котле обусловлено расходом азота.

Такой способ нельзя использовать при консервации котлов, в которых давление снизилось после остановки до атмосферного и вода была спущена. Бывают случаи аварийной остановки котла. Во время ремонта его полностью опорожняют, соответственно, внутрь попадает воздух. Удельный вес азота и воздуха несущественно отличается, поэтому в случае заполнения котла воздухом заменить его на азотный невозможно. На всех участках нахождения воздуха и там, где влажность превышает 40%, металл оборудования будет подвержен кислородной коррозии.

Малая разница в удельном весе — это не единственная причина. Вытеснение воздуха из котла и равномерное распределение по нему азота невозможно и из-за отсутствия гидравлических условий, причиной которых является система подачи азота (путем выходных коллекторов пароперегревателя и барабана). Также в котле присутствуют так называемые недренируемые участки, которые нереально заполнить. Следовательно, подобный способ применим лишь после работы котла под нагрузкой с сохранением в нем избыточного давления. Это и есть недостаток такого технического решения.

Задачей метода консервации котла газом является повышение надежности и эффективности котлов, которые выводят в резерв путем полного заполнения пароводяного тракта газом вне зависимости от режима останова. Описанный способ консервации поясняется схемой (изображение 1).
Схема консервации котла с указанием котельного оборудования:

Схема парового котла.

1. Барабан.
2. Воздушники.
3. Пароперегреватель.
4. Воздушники.
5. Конденсатор.
6. Воздушники.
7. Выходной коллектор пароперегревателя.
8. Выносной циклон.
9. Воздушники.
10. Экраны циркуляционных панелей котла.
11. Экономайзер.
12. Дренажи нижних точек котла.
13. Воздушники выходной камеры пароперегревателя.
14. Линия подвода азота с вентилем.
15. Линия отвода воздуха из воздушников с вентилем.
16. Линия отвода и подвода воды с вентилем.

Перечень необходимых инструментов, приборов, приспособлений:

1. Манометры U-образные.
2. Газоанализатор.
3. Набор гаечных ключей.
4. Плоскогубцы комбинированные.
5. Отвертки.
6. Напильники.
7. Лестница.
8. Ведро.
9. Солидол.
10. Паронитовые прокладки.
11. Пробки, болты, гайки, шайбы.
12. Средства и медикаменты первой доврачебной помощи.
13. Огнетушитель.

Процесс консервации котла газом осуществляется следующим образом (приведен пример консервации парового барабанного котла):

Схемы сепарационных устройств в барабане котла.

Котел освобождают от воды после его останова, открыв все его нижние точки. После опорожнения в некоторых местах остается паровоздушная смесь, содержащая кислород, вызывающий коррозию металла котельного оборудования. Для того чтобы вытеснить паровоздушную смесь, все элементы котла (1, 3, 5, 7, 8, 10, 11) заполняют деаэрированной водой. Заполнение происходит через нижние точки (12). Полное заполнение контролируется вентилем (15), после чего закрывают и подают азот через вентиль (14), далее через воздушники (9, 2, 6, 4, 13).

Подавая азот в котел, необходимо открыть дренажи нижних точек всех его составляющих. Далее вода вытесняется, и котел заполняется азотом. Давление азота в котле корректируется на линии подвода 14 и (при надобности) на линии отвода 16. После того как вода полностью вытеснена и котел заполнен азотом, устанавливают необходимое для консервации избыточное давление (25-100 мм вод.ст.). Несмотря на присутствие незначительного количества деаэрированной воды в некоторых участках котла, металл оборудования коррозии не подвергается, это доказано исследованиями.

Следовательно, предложенный способ значительно повышает надежность консервации за счет абсолютного избавления котла от воздуха, заполняя его деаэрированной водой и азотом с параллельным вытеснением воды.

Инструкция мокрого способа консервации водогрейных и паровых котлов

Схема работы воздуховода.

Котел заполняют консервирующими растворами, которые создают на металле слой, сохраняющий свои свойства на протяжении всего времени бездействия парогенератора. В воду, которой заполняют парогенератор, добавляют раствор щелочи, соблюдая пропорции: 2-3 кг гидроксида натрия и 5-10 кг фосфата натрия на 1 л³ воды с добавлением 1 кг гидрата аммиака либо 10%-ный раствор гидразин-гидрата. Такой раствор обеспечивает концентрацию в воде 200 мг/кг NzH, его добавляют, используя плунжерный насос. Расконсервация котла и его растопка после этого способа консервации проходит довольно быстро. Чтобы исключить возникновение коррозии, используют специальный защитный раствор, который содержит едкий натр. Практикуется и применение кальцинированной соды, но это нежелательно, так как существует опасность возникновения местной коррозии.

Используя мокрый способ консервации, котел заполняют защитным раствором, что обеспечивает абсолютную устойчивость к ржавчине, даже если жидкость насыщена кислородом. Во время использования предложенного метода консервации возможно определить срок допускаемой продолжительности без потери горной выработки; определяют сроки осушения, ремонт крепи, вентиляции, подъемного комплекса и другого оборудования с проведением иных репаративных мероприятий.

Технология консервации мокрым способом

Проводя мокрую консервацию котла, нужно обеспечить сухость его поверхности и кладки, плотно закрыть все люки. Следить за концентрацией раствора (содержание сульфата натрия должно быть не ниже 50 мг/л). Применение метода мокрой консервации при проведении ремонтных работ или при наличии неплотностей в котле неприемлемо, так как соблюдение герметичности является главным условием. Если при сухом и газовом методе консервации просачивание пара недопустимо, то при мокром — не так опасно.

Схема двухоборотного пароперегревателя.

При необходимости остановить котел на небольшой период используют простой метод мокрой консервации, заполняя котел и паронагреватель деаэрированной водой с поддержанием избыточного давления. В случае понижения давления в котле после его останова до 0 заполнение деаэрированной водой уже безрезультатно. Тогда нужно вскипятить котловую воду при открытых воздушниках, это делается с целью удаления кислорода. После кипячения, если остаточное котловое давление не ниже 0,5 МПа, можно проводить консервацию. Такой метод применяют только при невысоком содержании кислорода в деаэрированной воде. Если содержание кислорода превышает допустимое значение, возможна коррозия металла пароперегревателя.

Котлы с остановом в резерв сразу после работы могут быть подвержены мокрому способу консервации, не вскрывая барабаны и коллекторы.

В питательную воду можно добавить аммиак в газообразном виде. На поверхности металла образуется защитная пленка, предохраняющая его от коррозии.

Для того чтобы исключить возникновение коррозии в котлах, которые находятся в резерве долгое время, используют метод мокрой консервации, поддерживая в котле избыточное давление азотной подушки над жидкостью, исключается вероятность проникновения воздуха в котел. В отличие от сухой консервации, при которой водоотливные средства действуют, обеспечивается водоотлив из горной выработки, котельное оборудование поддерживается в состоянии, пригодном к использованию при необходимости. На момент консервации списание запасов полезных ископаемых не разрешается.

Способ консервации путем создания избыточного давления

Схема подключения клапана котла.

Инструкция по технологии консервации котла путем создания избыточного давления применима вне зависимости от поверхности нагрева котла. Другие методы с применением воды и специальных растворов не способны защитить от коррозии промежуточные пароперегреватели котлов, так как во время заполнения и отмывки возникают определенные трудности. Чтобы защитить пароперегреватели, применяют консервацию путем вакуумной сушки с применением газообразного аммиака или заполнение азотом вне зависимости от простоя. Что касается металла экранных труб и других частей пароводяного тракта барабанных котлов, они в такой же мере не защищены на все 100%.

Предлагаемая технология консервации подходит как для паровых, так и для водогрейных котлов. Принцип данного метода заключается в поддержании в котле давления выше атмосферного, что предотвратит попадание в него кислорода, и применяется для котлов любых типов давлений. Для поддержки избыточного давления в котле его заполняют деаэрированной водой. Такой способ применяют, когда существует необходимость вывода котла в резерв или проведения ремонтных работ, не связанных с проведением мероприятий на поверхности нагрева, общим сроком до 10 суток.

Осуществление метода поддержания избыточного давления в остановленных водогрейных или паровых котлах возможно несколькими способами:

1. Во время простоя котлов более 10 дней применима консервация сухим или мокрым способами (определяется наличием тех или иных реагентов, прокладочных материалов и т.д.).
2. Во время длительного простоя в зимнее время и при отсутствии отопления помещения котлы консервируют сухим методом; применение мокрого способа консервации в данных условиях недопустимо.

Выбор того или иного способа зависит от режима эксплуатации котельной, общего числа резервных и действующих котлов и т.д.

Сухой способ консервации котлов

Схема отвода котла.

Освобождение котла от воды при давлении выше атмосферного происходит после опустошения за счет тепла, накопленного металлом, обмуровки и изолированности с поддержанием температуры котла выше температуры атмосферного давления. Одновременно подсушиваются внутренние поверхности барабана, коллекторов и труб.

Сухой останов применим к котлам с любым давлением, но при условии отсутствия в них вальцовочных соединений труб с барабаном. Проводится при плановом останове в резерв или на период ремонтных работ оборудования сроком не более 30 суток, а также при аварийном останове. Для того чтобы исключить попадание в котел влаги во время простоя, нужно следить за его отключением от трубопроводов воды и пара, находящихся под давлением. Должны быть плотно закрыты: установки проглушек, запорная арматура, ревизионные вентили.

Вытеснение воды производят при показателях давления 0,8-1,0 МПа после того, как котел был остановлен и охлажден естественным путем. Промежуточный пароперегреватель обеспаривают на теплообменник. По окончании дренирования и подсушки вентили и задвижки пароводяной схемы котла, лаз и шибер топки и газохода должны быть закрыты, открытыми остаются лишь ревизионный вентиль, в случае необходимости устанавливают проглушки.

В процессе консервации после того, как котел полностью остыл, необходимо периодически следить за попаданием воды или пара в котел. Такой контроль осуществляется путем зондирования пространств вероятного попадания их в области запорной арматуры, открытия дренажей нижних точек коллекторов и трубопроводов, вентилей пробоотборных точек на небольшой период.

В случае обнаружения попадания воды в котел нужно принять необходимые меры. После этого котел подлежит растопке, поднятию в нем давления до 1,5-2,0 МПа. Указанное давление поддерживают на протяжении нескольких часов, а затем производят азот заново. Если попадание влаги невозможно устранить, прибегают к способу консервации путем поддержания в котле избыточного давления. Подобный метод еще используют, если во время останова котла производились ремонтные работы оборудования на поверхностях нагрева и возникла необходимость опрессовки.