Гидрохимическая промывка и очистка труб котла ПТВМ–30М
В декабре месяце 2014 г. в одной из котельных поселка Власиха Московской обл. проводилась гидрохимическая промывка и очистка внутренней поверхности котловых труб котла ПТВМ–30М для удаления с поверхностей нагрева образовавшихся отложений. Котел является одним из двух основных источников теплоснабжения для получения горячей воды температурой до 150 °С, которая используется для систем отопления, вентиляции и ГВС объектов промышленного и бытового назначения поселка. Решение о проведении данной технологической операции было принято из-за очевидной потери тепловой мощности котла и вероятности остаться без достаточного резерва перед наступающей зимой. Взяв во внимание следующие данные:
- повышенный расход газа;
- увеличенный перепад давления по сравнению с техническими характеристиками (3,2; 2,5 кг/см2);
- визуальный осмотр вырезанных труб после замены;
- снижение КПД котла ПТВМ–30М.
Комиссией было принято решение о проведении гидрохимической промывки внутренних поверхностей котла.
Химическая очистка проводится, как правило, в летний период, когда отопительный сезон закончен, но в исключительных случаях – при нарушении безопасности работы котла она может выполняться и зимой. При выполнении данных работ необходимо соблюдать соответствующие правила и требования безопасности при работах с кислотами и щелочами, а также проводить целевой инструктаж перед началом работ. Основные моменты по безопасности: персонал должен быть аттестован по ОТ и ТБ, иметь допуск к работам (оформленный наряд-допуск) и средства индивидуальной защиты, а рабочее место должно соответствовать требованиям безопасности при проведении указанных работ. При ведении работ должен быть обеспечен полный контроль за процессом, а по окончании необходима нейтрализация реагента.
Технология и порядок проведения работ
На основании опыта проведения эксплуатационных химических очисток водогрейных котлов, накопленного в последние годы, была разработана программа проведения гидрохимической промывки и очистки внутренней поверхности котловых труб котла ПТВМ – 30М, которая определяет общий порядок и условия подготовки и проведения эксплуатационной химической очистки котла.
Схема гидрохимической очистки должна обеспечивать эффективность очистки поверхностей нагрева, полноту удаления растворов, шлама и взвеси из котла. Работа проводилась в три этапа: щелочение, кислотная промывка, щелочение. Для циркуляции раствора использовалась передвижная установка с перекачивающим насосом с расходом 240 м3/ч и напором 40 м и промежуточная емкость. Подключение к котлу произвели через нижние дренажи в коллекторах Ду 50 и через верхние воздухоотводчики (рисунок).

Котел ПТВМ–30М с подсоединенной установкой для промывки
В зависимости от количества отложений очистку ведут в одну (при загрязненности до 1,5 кг/м2) или в две стадии (при загрязненности более 1,5 кг/м2) раствором с концентрацией от 4 до 7%. При загрязненности выше 1,5 кг/м2 или при наличии в отложениях кремнекислоты или сульфатов более 10% рекомендуется проведение щелочения. Щелочение проводят между кислотными стадиями раствором едкого натра или смеси его с кальцинированной содой. Добавление к едкому натру кальцинированной соды в количестве 1-2% повышает эффект разрыхления и удаления сульфатных отложений.
При наличии отложений в количестве 3-4 кг/м2 очистка поверхностей нагрева может потребовать последовательного чередования нескольких кислотных и щелочных обработок.
Для обеспечения качественной очистки котла необходимо произвести расчет количества реагентов, что бы хватило с учетом добавления его при необходимости. Дело в том, что основным критерием кислотности является уровень pH, который при прохождении реакции стремится к нейтральному pH 6-8, и возникает необходимость добавлять реагент в процессе очистки, что бы понизить его до значений pH 1,5-2. Расход реагентов рассчитывается по составу отложений, удельной загрязненности отдельных участков поверхностей нагрева, определяемых, по образцам труб, вырезанных до химической очистки, а также из расчета получения необходимой концентрации реагента в промывочном растворе.
Удельная загрязненность поверхности нагрева находится как соотношение массы отложений, снятых с поверхности образца трубы, к площади, с которой эти отложения были удалены (г/м2).
Количество реагента при отмывке железоокисных отложений определяется по формуле (1):

- Q – количество, т;
- V – объем контура очистки, м3 (сумма объемов котла, бака, трубопроводов);
- Ср – требуемая концентрация реагента в моющем растворе, %;
- γ – удельная масса моющего раствора, т/м3 (принимаемая равной 1 т/м3);
- α – коэффициент запаса, равный 1,1–1,2;
- Сисх – содержание реагента в техническом продукте, %.
Количество реагента для удаления карбонатных отложений определяется по формуле (2):

- Q – количество реагента, т;
- А – количество отложений в котле, т;
- n – количество 100%-ной кислоты, необходимое для растворения 1 т отложений, т/т (при растворении карбонатных отложений для соляной кислоты п=1,2, для НМК n=1,8, для сульфаминовой кислоты n=1,94);
- Сисх – содержание кислоты в техническом продукте, %.
Количество отложений, подлежащих удалению при очистке, определяется по формуле (3):

- А – количество отложений, т;
- g – удельная загрязненность поверхностей нагрева, г/м2;
- f – поверхность, подлежащая очистке, м2.
В нашем случае получилось порядка 2500 кг 32% кислоты, 350 л NaOH 40% и 300 кг кальцинированной соды, т.к. количество отложений было порядка 1,2 кг/м2 в среднем и объем котла составлял 14 м3. После проведения работ у нас осталось не израсходованными порядка 12 канистр по 24 кг кислоты.
Очистку котлов по циркуляционной схеме следует проводить со скоростями движения моющего раствора и воды не менее 0,1 м/с (т.к. при этом обеспечивается равномерное распределение моющего реагента в трубах поверхностей нагрева и постоянное поступление к поверхности труб свежего раствора), а водные отмывки необходимо выполнять на сброс со скоростями не менее 1,0-1,5 м/с.
Поэтому необходимо подобрать насос, предназначенный для прокачки моющего раствора по контуру очистки, который должен обеспечивать аналогичную скорость движения. Выбор этого насоса производится по формуле (4):

- Q – подача насоса, м3/ч;
- 0,15÷0,2 – минимальная скорость движения раствора, м/с;
- S – площадь максимального поперечного сечения водяного тракта котла, м2;
- 3600 – переводной коэффициент.
При подборе насоса для циркуляции реагентадолжны учитываться конструктивные особенности котла, местонахождение конвективных пакетов в водяном тракте котла и наличие большого количества горизонтальных труб малого диаметра с многократными гибами на 90 и 180О. В результате расчета был выбран насос производительностью 500-4000 л/мин (240 м3/ч) и напором 25-40 м.
Отработанные моющие растворы и первые порции воды при водных отмывках должны быть утилизированы или нейтрализованы. Отвод отработанного реагента проводится после достижения на выходе из котла значения рН, равного 6,5-8,5 (степень кислотности раствора) при нейтрализации.
Согласно утвержденной программе по промывке, утилизация производилась в существующий на котельной водоотвод после нейтрализации. Процесс происходил по следующим этапам: подготовка необходимого количества кальцинированной соды; контроль уровня pH при помощи pH-метра, постепенное добавление соды в промежуточную емкость до значений pH 6-8 при включенном насосе промывочной станции. Процесс нейтрализации продолжался около двух часов, уровень кислотности удалость поднять с 2 до 7. Сливали раствор порционно по 20 мин с интервалами по 10 мин через 2 спускника Ду 25 в течение 2 ч во избежание концентрации раствора на очистных сооружениях. Добавление соды производили, предварительно размешав ее с водой в ведре для более качественного взаимодействия сред. Израсходовали порядка 100 кг соды на объем 14-15 м3. Утилизация щелочного реагента происходила путем разбавления его сырой водой из водопровода до необходимых значений кислотности pH 6-8.
При очистке котла ПТВМ-30 особое внимание необходимо обратить на организацию отвода в общий контур моющего раствора из верхних коллекторов панелей экранов, так как направление движения раствора имеет многократные изменения.
Промывка котла заняла порядка 34 ч, из них 10 ч – щелочение (2 этапа), 12 ч – кислотная обработка, 4 ч – нейтрализация, 8 ч – подготовка, подключение, сбор и опрессовка. Реакция проходила с умеренной интенсивностью, реагент HCI добавляли два раза по 150 кг, c интервалом через 1,5 ч с начала промывки до состояния стабилизации уровня pH. Результатом работы стал приемлемый перепад давления после химической обработки: 2,7 кг/см2 (по сравнению с паспортным 2,5 кг/см2). Рабочие параметры котла пришли в норму, хотя и не совпали с паспортными.
Контрольную вырезку после работ делать не стали, т.к. было проведено испытание образца: деформированный кусок экранной трубы с данного котла, который был покрыт отложениями поместили перед промывкой в промежуточную емкость системы промывки, в которой постоянно находился рабочий раствор. После повторного щелочения визуальный осмотр трубы показал, что отложения растворились и вымылись циркулирующим раствором. Однако, после ремонтного сезона 2015 г., выяснилось, что предыдущий ремонт по замене конвективных труб принес ряд проблем, а именно: при вскрытии обнаружилось, что большое количество замененных труб оказались с уменьшенным сечением за счет застывшего металла на сечении. Проблема в том, что при подгонке труб к коллекторам пользовались электросваркой и газорезкой и не обрабатывали торцы шлифовальным инструментом, металл, который стекал при резке, застывал около края и уменьшал рабочее сечение трубы, что влияет на гидравлическое сопротивление оборудования.
Выводы
В процессе эксплуатации теплоэнергетического оборудования следует своевременно проводить обслуживание и ремонт парка, т.к. откладывание и задержки по сервису могут привести к аварийным ситуациям в период пиковых нагрузок. Необходимо проводить качественный мониторинг параметров, начиная с ввода в эксплуатацию, формировать карту пиковых значений, следить за водно-химическим режимом котельных. При выполнении ремонтных работ проверять квалификацию персонала, контролировать выполнение всех этапов работ и соблюдение технологии операций.
Преимущества компании
Быстрый отклик на заявку
Высокое качество выполняемых работ
Подбор хим. реагентов индивидуально под заказчика
Специалисты с опытом более 10 лет в отрасли
Низкие цены, так как работаем над издержками
Короткие сроки мобилизации и оперативное начало работ
- Фактический адрес г. Москва, ул. Большая Почтовая 55/59, строение 1, офис 436
- Телефон +7 (499) 322 - 30 - 62
- E-mail info@asgard-service.com
- График работы ПН-ПТ с 09:00 до 18:00
Мы Вам перезвоним Перезвоните мне