Химическая промывка паровых котлов


В статье описаны преимущества химической промывки котлов и котельного оборудования. Химическая очистка котлов с помощью бустера лимонной кислотой и прочей химией.

Отложения котлового камня, как причина эксплуатационных проблем

В ходе нашего исследования мы рассматривали вопросы образования отложений котлового камня в котлах с низким и средним давлением (т.е. работающих под давлением до 40 бар). На внутренней поверхности котлов во время их работы, а также и во время простоя могут образовываться отложения различные по химическому составу и по структуре, обычно называемые котловым камнем. Данное явление обуславливается следующими процессами:

■ изменения в составе воды вследствие нагрева и концентрации, а также выделением твердых отложений;

■ накопление на поверхности котла различных растворенных в воде суспензий;

■ коррозия металлических элементов котла и образование отложений из продуктов коррозии.

Образование отложений зависит от множества факторов, а именно:

■ качества наполняющей котел воды;

■ качества котловой воды и интенсивности опреснения;

■ тепловой нагрузки и температуры поверхности;

■ конструктивных решений котла;

■ способа эксплуатации.

Данные отложения могут возникнуть также вследствие возвращения в котел конденсата с повышенной жесткостью воды, например в случае коррозионного повреждения теплообменника с бытовой водой.

Вследствие превышения растворимости в твердой форме выпадают в осадок соли соединений кальция, магния, железа, кремния. Во время нагрева воды происходит разложение бикарбоната кальция в соответствии с нижеприведенной реакцией:

Ca(HСO3)2=CaСO3↓+H2O+CO2↑ (1)

Полученный карбонат кальция может осаждаться в форме кристаллического кальцита или в форме аморфного арагонита как ил. Диоксид же углерода выделяется в паровую часть котла и конденсирует в конденсате трубопровода, окисляя его как угольная кислота, вызывая коррозию труб и емкости для конденсата. Образующиеся железистые коррозионные отложения могут возвращаться в котел вместе с конденсатом и осаждаться там, вызывая уменьшение поперечного сечения труб вначале нагревателя, а затем непосредственно осаждаются в котле. Помимо этого в котле образуются отложения гипса и другие, перечисленные в таблице 1.

Taблица 1. Распространенные отложения, образующиеся в паровых котлах [1].

Химическая формула Название материала
СаСОэ Кальцит или арагонит
CaS04 lub CaSO4x0,5H2O Сульфат кальция или полугидратный гипс
ЗСа3(Р04)2хСа(0Н)2 Гидроксиапатит
3Mg0x2Si02x2H20 Серпентин
Fe3(P04)2xH20 Вивианит
Fe203 Гематит
FeO(OH) Гетит
Mg2Si04 Форстерит
(Mg, Fe)2Si04 Оливин

Часть отложений осаждается из воды в виде грязи, а часть в виде твердых отложений, называемых котловым камнем, который накапливается на нагревательных поверхностях и других элементах котла. Наиболее твердые отложения образуют силикаты (за исключением силиката магния), сульфаты, а также оксиды железа и карбонат кальция, если кристаллизуется в форме кальцита. Осаждаются в виде ила также гидроксид железа, карбонат кальция, как арагонит, гидроксид и силикат магния, фосфаты кальция и магния. Периодически в котле могут осаждаться соединения меди, накапливающиеся в котле вследствие декупрумизации его элементов либо поступающие с подающей водой. Это может послужить причиной гальванической коррозии котлов. Осаждение отложений в котле однозначно свидетельствует о несоответствующем процессе очистки воды для котловых нужд.

Отложения в котле изображены на фотографиях (рис. 1, 2 и 3).

image001.jpg

Отложения карбоната кальция не представляют собой коррозионной угрозы (а даже наоборот, улучшают коррозионную безопасность). Однако данные отложения снижают тепловую эффективность котла, а также ухудшают его гидравлические параметры (увеличение сопротивления потока, локальная блокировка потока).

image002.jpg

Отложения, осаждающиеся из поступивших из системы продуктов коррозии (гидратированные оксиды и гидроксиды), обычно образуют на теплообменных поверхностях мягкий и пористый слой с умеренным коэффициентом теплового сопротивления. Отложения данного типа способствуют коррозии, а особенно одной из ее разновидностей, называемой щелевой коррозией, связанной с возникновением так называемых концентрационных очагов, т.е. мест на поверхности металла с различной степенью насыщения воды кислородом (см. табл. 2).

Taблица 2. Коэффициент теплопроводности котлового камня с различным составом в сравнении с другими материалами [1].

image003.jpg

image004.jpg

Силикатный котловой камень имеет коэффициент теплопроводности в 500 раз ниже, чем сталь. Соответственно, он способствует перегреву конструкций котла порой на 100 ОС и выше, вследствие чего пластичные свойства металла резко снижаются и могут образовываться выпуклости на различных его элементах, а также трещины на швах и локальные прогорания. При использовании котлов с отложениями котлового камня не избежать экономических потерь, связанных с расходом большего количества топлива. В зависимости от типа отложений эти необоснованные потери достигают нескольких процентов повышенного расхода топлива на 1 мм отложений (в некоторых источниках указывается 8-10% на 1 мм отложений) за счет роста потерь тепла с уходящими газами (рис. 4).

image005.jpg

Суть процедуры

Внутренние стенки труб до и после химической обработкиВнутренние стенки труб до и после химической обработкиНи для кого не секрет, что при эксплуатации котельного оборудования на внутренних поверхностях оседают накипь и различного рода химические загрязнения. Это в свою очередь затрудняет работу котельной системы.

Объем работ, который включает в себя чистку и удаление ненужных отложений, как раз и называется химической промывкой котла.

Стоит также отметить, что промывка является сравнительно недорогим способом очистки, который приводит к максимальной эффективности. (О промывке отопительного котла от накипи Вы можете почитать здесь).

Для чего промывать паровой котел

Промышленные котлы (ТП, ПК, БКЗ, ДКВР, ЦКТИ) в процессе эксплуатации подвержены образованию накипи на своих внутренних частях, таких как трубы, барабан, нагревательные поверхности. Данные солевые отложения влияют на качество работы парового оборудования, приводят к увеличению расходования топливных ресурсов и уменьшению срока эксплуатации тепловой установки из-за износа.

В паровых котлах, работающих в энергетическом комплексе, часто происходят солевые заносы змеевиков, а качество пара плохое, поэтому снижается эффективность работы

пароперегревателя

.

Чтобы избежать этих негативных явлений и обеспечить надлежащий теплообмен и проводится чистка внутренних частей котла от накипи, которые напрямую взаимодействуют с паром и водой.

Комплект котла с горелочным устройством и автоматикой

Когда нужна химическая промывка котла?

Химическая промывка котлов применяется в следующих случаях:

  • Если накипь в котел превышает 0,5 мм.
  • Когда нет возможности воспользоваться другими методами очистки.
  • Когда вы предпочитаете именно химический метод очистки оборудования.

Какие котлы можно промывать химическим способом?

Химическую промывку можно делать для любого типа котла. Промывка для водогрейного котла – единственный способ удаления накипи. Жаротрубные котлы, также, промываются химическим способом. Паровые котлы, типа ДЕ и ДКВР, тоже можно промывать, однако это не оптимальный способ, лучше воспользоваться другим методом очистки.

Преимущества

Химическая промывка котлов способствует следующим позитивным моментам:

  • снижает расход топливно-энергетических ресурсов на 10%;
  • улучшает качество передачи тепла;
  • существенно увеличивает период работы между положенными ремонтами;
  • способствует повышению уровня экологической безопасности.

Такие улучшения еще раз подтверждают то, что промывка – это действительно эффективный и рациональный метод очистки системы котла.

Промывка водогрейного котла

Для водогрейных водотрубных котлов, типов КВГМ и ПТВМ, химическая промывка, как уже говорилось выше – единственный метод удаления накипи. Дело в том, что у этих котлов отсутствует доступ к экранным и конвективным трубам. Поэтому единственный выход – циркуляция промывочного раствора в котел и растворение накипи.

промывка котла КВ-ГМ-7,56

На снимке: промывка водогрейных котлов КВ-ГМ-7,56 нашей компанией, в 2021 году

Причины загрязнения

Что же такое накипь? Твёрдые солевые отложения на основе кальция, не растворяющиеся в воде называются накипью.

Основная причина образования таких отложений является использование неподходящей воды, отличающейся повышенной жёсткостью.

Это явление обычное и прогнозируемое – в результате воздействия высокой температуры происходит химическая реакция и вода, циркулируя по системе теплоснабжения оставляет после себя такие следы. Отложению разнообразной по химическому составу и структуре накипи подвержены не только трубы, но и внутренние поверхности котла.

Преимущественно это провоцируется следующими факторами:

  • меняющийся состав нагревающегося теплоносителя и последующее формирование твёрдых веществ;
  • отложение на внутренних частях котла разных суспензий, растворённых в воде;
  • металлическая коррозия элементов и формирование плотных коррозийных отложений;

Помимо вышеуказанных факторов образование отложений провоцируют следующие причины:

  • качество воды, подаваемой в котёл;
  • рабочей температуры и нагрузки на тепловую установку;
  • конструкции котла;
  • режима работы.

Что же следует принять в таком случае? Лучше всего это очищать и готовить воду, но процедура эта весьма затратная и не простая. Но существует более простое и удобное решение, которое неизбежно, так как от накипи никуда не деться в производственном процессе.

Это решение – промывка паровых котлов от разных отложений химическим способом.

Химическую промывку считают лучшим по эффективности и удобству способом очистки парового котла.

Химические технологии, помогающие в удалении отложений котлового камня

Очистка нагревательной поверхности от отложений в котле химическим способом достигается путем полного растворения отложений либо только их размягчением и отслоением от поверхности, а затем удалением сильной струей воды. На практике, как правило, эти два метода применяются в комплексе, вначале используют растворы, которые преобразуют отложения (если не полностью, то по крайней мере частично) в растворимые соли и вызывают тем самым нарушение их структуры и отслоение от поверхности. Затем оставшиеся, раздробленные с нарушенной структурой отложения отрываются с помощью сопел, работающих под давлением (рекомендуемое рабочее давление в наконечнике сопла составляет около 1000 бар).

Основными реагентами при химической очистке могут быть: минеральные кислоты, органические кислоты, комплексоны, щелочи, либо препараты, представляющие собой смесь вышеуказанных веществ. Соответственно, возможны методы очистки котлов: щелочные, комплексоны и кислотные, последние в свою очередь могут быть с применением ингибированных органических кислот, ингибированных неорганических кислот или смеси органических и неорганических кислот с ингибиторами коррозии.

К наиболее популярным относятся методы с применением неорганических кислот, в том числе соляной и сульфаминовой кислот, а также ортофосфорная, лимонная и аскорбиновая (витамин C) кислоты.

На практике для котлов, изготовленных на базе стали и чугуна, чаще всего применяют растворы, основа которых представляет собой соляную либо сульфаминовую кислоту, с добавлением ингибитора коррозии. Соляная кислота является наиболее эффективным и наиболее быстро действующим реагентом и может применяться как для удаления карбонатного камня, так и для борьбы с продуктами коррозии, а также загрязнений, имеющих механический состав, которые часто остаются в котловой воде. Преимуществом данного реагента является также его низкая цена, что весьма существенно в случае нахождения в котле большого количества отложений.

Однако в отношении котлов, изготовленных из коррозионно-стойкой стали применяются растворы фосфорной либо сульфаминовой кислот, с соответствующими ингибиторами коррозии.

Реакция соляной кислоты с отложениями котлового камня в зависимости от химических соединений, присутствующих в отложениях, выглядит следующим образом:

■ в случае соединений кальция и магния:

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2, (2)

Ca3(PO4)2+6HCl=3CaCl2+2 H3PO4, (3)

Mg(OH)2+2HCl=2MgCl2+2H2O. (4)

■ в случае соединений железа:

FeO+2HCl=FeCl2+H2O, (5)

Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O. (6)

При растворении котлового камня в соляной кислоте растворимыми становятся те компоненты отложений, структура которых представлена карбонатами, фосфатами, гидроксидами кальция и магния и оксидами железа.

Если, однако, отложения представлены сульфатами, силикатами, алюмосиликатами, т.е. солями нерастворимыми в минеральных кислотах, необходимо преобразовать данные отложения, в процессе так называемой щелочной варки, в отложения, которые будут растворимы в минеральных кислотах. Для щелочной варки применяют щелочные соединения, такие как карбонат натрия, фосфат натрия и непосредственно гидроксид натрия. В процессе щелочной варки наступает инверсия сульфатов и силикатов в реакции двойного обмена на карбонаты и фосфаты, которые уже будут растворимы в соляной кислоте. Реакция щелочной варки протекает следующим образом:

3CaSO4+2Na2PO4=Ca3(PO4)+3 Na2SO4, (7)

CaSjO3+Na2CO3-CaCO3+Na2SjO3. (8)

Значительно труднее растворяются в соляной кислоте оксиды железа, а в частности магнетита. Эффективность их растворения в соляной кислоте представлена в следующей последовательности: FeO, Fe2O3 и Fe3O4.

Я. Марьяновский в своих работах описал эффективность различных растворов для растворения магнетита. Результаты размещены в таблице 3 [3].

Taблица 3. Растворимость соединений магнетита в различных растворах и при разных температурах.

image006.jpg

Процедуру очищения котлов невозможно было бы осуществить без ингибиторов коррозии. Это соединения, которые обычно добавляются от доли процента до нескольких процентов, они противодействуют коррозии стали как основного конструкционного материала котла. Они должны максимально ограничивать коррозию стали (железа), не влияя при этом на скорость растворения оксидов и других соединений. В процессе химической очистки конструкционный материал также подвергается травлению и для предотвращения данного явления необходимо для поверхности металла обеспечить ингибитор, который необратимо будет абсорбироваться металлической поверхностью. При выборе ингибитора основополагающими являются следующие аспекты: эффективное защитное действие и высокая стабильность ингибитора. Наиболее эффективные ингибиторы задерживают коррозию почти на 99% [2].

Опыт применения ингибиторов показывает, что эффективность их действия зависит от присутствия полярных групп, таких как амино-группа, сульфатная группа, а также в значительной степени гидрофобная группа. Ингибиторы со значительной долей гидрофобной группы плохо растворимы в воде либо нерастворимы в целом, однако растворимы в кислотах.

Хотя современные ингибиторы представляются очень эффективными и действенными, необходимо отметить, что в течение десятилетий перед соляной кислотой применялся уротропин (гексаметилентетрамин). Скорость коррозии стали в низких температурах при применении уротропина невысокая и снижена примерно в тысячу раз по сравнению с показателями коррозии без использования ингибиторов. Однако при температурах свыше 45 ОС наступает процесс разложения уротропина, с выделением характерного запаха. В температуре около 60 ОС уротропин не действует больше как ингибитор, а поверхность металла покрывается пузырьками водорода, которые высвобождаются. Может возникнуть так называемая водородная хрупкость металла. Водород начинает поглощаться зернами стали, где может скапливаться под высоким давлением в виде пузырьков, что в итоге может привести к необратимым повреждениям стали.

Ниже, в таблице 4 приведена эффективность выбранных субстанций как ингибиторов коррозии в 2N HCl для стали при температуре 38 ОС после 4 ч [4].

Taблица 4. Эффективность ингибиторов в среде 2N HCl в темп. 38 ОС, после 4 ч.

image007.jpg

Химическая промывка жаротрубного котла

Жаротрубные котлы выполнены по принципу “труба в трубе”. В настоящее время они получили широкое распространение, ввиду своей компактности и мощности. Жаротрубные котлы бывают как паровыми, так и водогрейными.

химическая промывка котла ICI CALDAIE GX 4000

На снимке: химическая промывка котла ICI CALDAIE GX 4000, выполненная нашей компанией в 2021 году

При какой толщине накипи делают промывку котлов?

1. Нормативно, промывка водогрейных водотрубных котлов производится при загрязненности их поверхностей нагрева 800-1000 г/м2 и более, или при увеличении гидравлического сопротивления котла в 1,5 раза по сравнению с гидравлическим сопротивлением чистого котла (согласно РД Интер РАО).

2. Жаротрубные котлы, производитель рекомендует промывать их в соответствии  с нормативами страны, в которой они эксплуатируется.

3. Промывка паровых котлов барабанного типа: ДЕ и ДКВР производится при толщине накипи более 0,5 мм.

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Как определить толщину накипи в котлах?

1. Для определения степени загрязнённости труб водогрейных водотрубных котлов (ЗИО, НР, ПТВМ, КВГМ), делаются контрольные вырезки. Для этого вырезаются образцы труб длиной не менее 0,5 м.

накипь в водогрейном котле

На снимке: контрольная вырезка из водогрейного котла ПТВМ-50

Количество этих образцов должно быть достаточным (но не менее 5-6 шт.) для оценки фактической загрязненности поверхностей нагрева. В обязательном порядке вырезаются образцы из экранных труб в районе горелок, из верхнего ряда верхнего конвективного пакета и нижнего ряда нижнего конвективного пакета.

Эти участки оказываются наиболее температурно нагруженными, поэтому на них вероятно ускоренное образование накипи. Необходимость вырезки дополнительного количества образцов уточняется в каждом отдельном случае в зависимости от условий эксплуатации котла.

2. В жаротрубных котлах для этих целей вскрывается верхний люк или снимается, например, предохранительный клапан (если люка нет) и проводится осмотр дымогарных труб. В котлах большой мощности есть возможность попасть внутрь котла и провести визуальный осмотр. Если такой возможности нет, для этих целей используют видеоэндоскоп.

осмотр жаротрубного котла при промывке

На снимке: осмотр жаротрубного котла LOOS UL-S 10 000 перед промывкой

3. Проще всего определить толщину накипи в паровых котлах. Для этого нужно всего лишь вскрыть верхний и нижний барабан и внимательно изучить конвективные трубы сверху и снизу.

накипь в котле ДКВР-10/13

На снимке: накипь в котле ДКВР-10/13

Формальные действия, связанные с процедурой химической очистки котла

В Польше техническое оборудование, к которому относятся паровые котлы, подвергается техническому надзору и все ремонтные мероприятия, к которым собственно и относятся операции, связанные с химической очисткой, попадают под устав от 21 декабря 2000 г о техническом надзоре [5]. Процедуру очистки может осуществлять только учреждение, получившее разрешение в Техническом Надзоре на осуществление химической очистки оборудования. Каждая операция химической очистки должна быть согласована с отделением Технического Надзора (ТН) согласно с WUDT-UC-CH-2/2008.

Решение о необходимости химической очистки котла обычно принимается после плановой инспекции котла. Во время инспекции должны быть проверены определенные зоны котла, для которых свойственны коррозионные процессы или образование котлового камня. Другие факторы, которые необходимо учитывать, это:

■ снижение общей эффективности котла;

■ повреждение нагревательных труб во время нормальной работы котла.

Химическая очистка производится всегда после обнаружения [1]:

■ прогораний даже одиночных труб в котле, что может быть вызвано незначительным количеством твердых отложений около 50 г/м2 (что соответствует толщине 0,025 мм);

■ отложений в количестве большем, чем 250 г/м2 (что соответствует толщине около 1 мм).

Рекомендации по химической очистке котла представлены в табл. 5.

Taблица 5. Количество отложений на теплообменных поверхностях в котле и рекомендуемые действия.

image008.jpg

Очистке должна предшествовать соответствующая запись в Книге по эксплуатации котла, рекомендующая химическая очистку в соответствующем для данного региона отделении ТН.

Исходная документация для химической очистки должна быть разработана на основе анализа химического состава отложений с очищаемого устройства/элемента устройства, в соответствии с определенным образцом, с учетом химического сопротивления материала, из которого изготовлено устройство/элемент устройства.

Учреждение, уполномоченное осуществлять операцию химической очистки, после завершения процедуры должно выдать свидетельство о произведенной химической очистке, а владелец котла уведомляет соответствующее отделение ТН с целью проведения срочного внутреннего аудита. Целью внутреннего аудита является проверка чистоты котла и определение технического состояния стенок элементов котла и обнаружение различных повреждений, таких как коррозия, трещины, деформации и т.д. После внутреннего аудита производится гидравлический тест, заключающийся в двукратном образовании в котле с помощью напорного насоса испытательного давления (около 25% выше допустимого), с целью определения герметичности котла и его элементов. Если все испытания проходят успешно, котел допускается к дальнейшей регулярной эксплуатации, что фиксируется соответствующей записью в Книге по эксплуатации котла.

Промывка теплообменника котла отопления от накипи

В процессе эксплуатации на внутренней части теплообменника котла отопления образовываются накипно-коррозионные отложения. Вследствие чего, уменьшается теплоотдача теплообменника, падает КПД котла. Со временем, данная проблема усугубится и приведёт к поломке котла (особенно это неприятно в период отопительного сезона).

Если Ваш котёл стал чаще включаться, слышны посторонние шумы, увеличился расход топлива, система отопления стала прогреваться дольше, тогда Вам необходима промывка котла.

Промывка котла – это комплекс мероприятий, обеспечивающих удаление накипно-коррозионных отложений из котлового тела посредством профессионального оборудования.

Заказать промывку котла отопления Вы можете по телефонам наших диспетчеров: 8(495)480-08-87, или отправив заявку на наш e-mail

Также Вы можете присоединиться к нам в социальных сетях: ВКонтакте Instagram Одноклассники Facebook

В интернет-магазине Терможар https://servicemo.market Вы можете купить: котёл отопления, запчасти для котла, котельное оборудование и другие материалы для инженерных систем дома.

Промывка газового котла

Современный газовый котёл отопления — это сложное технологическое устройство. Чтобы обеспечить ему долгую и безопасную эксплуатацию необходимо своевременное и профессиональное обслуживание. Некачественный теплоноситель (антифриз) и жёсткая вода могут привести к загрязнению теплообменника. Это становится заметно в платёжках за газ и увеличении частоты его включений. Промывка осуществляется с помощью профессионального оборудования и химических средств. Обслуживание газового котла относится к газоопасным работам, поэтому не стоит осуществлять его промывку своими руками или доверять частным мастерам. Стоимость промывки газового котла зависит от его мощности и какой теплообменник (основной или вторичный) необходимо мыть.

ООО «Терможар» является специализированной организацией, допущенной к техническому обслуживанию и ремонту внутридомового газового оборудования на территории Московской области.

Как определить количество реагента для промывки котла?

Определить количество реактива Кратол К, которым мы проводим промывку котлов, очень просто.

Для этого нужно измерить толщину накипи в котле (смотри предыдущие пункты статьи), умножить эту цифру на площадь поверхности нагрева котла.

Полученный объём нужно разделить наполовину (поскольку плотность накипи составляет 500 кг/м3) и вы получите массу накипи в килограммах

Наши исследования показали, что для удаления 1 кг накипи требуется от 1 до 2 кг средства Кратол К.

Перепроверить этот расчёт можно, используя данные о водяном объёме котла.

Если у вас остались вопросы, вы всегда можете обратиться к нам для расчёта количества реагента для промывки вашего котла!

Как правило, промывка ведётся 8-10%-ным раствором реагента Кратол. Это означает, что для промывки котла с водяным объёмом 1000 литров, нужно использовать 100 кг реагента.

Технология химической промывки котлов

Технология кислотной промывки представляет собой методы и инструменты, благодаря которым можно гарантированно получить качественный результат.

Под качественным результатом мы подразумеваем отсутствие накипи в котле после промывки!

Здесь мы приводим краткое описание технологии, более подробную информацию мы разместим чуть позже.

Программа химической промывки котла

Вы можете скачать нашу программу химической промывки котла по ссылке:

Программа химической промывки котла.

Если вам потребуются комментарии или разъяснения по программе, звоните нам в любое время.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.