Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Литературный обзор 8
1.1 Способы снижения интенсивности образования отложений и скорости коррозии в системах теплоснабжения.
1.2 Использование методов ионного обмена для подготовки добавочной воды теплосети .
1.3 Использование комплексообразующих реагентов для коррекционной обработки подпиточной воды теплосети.
1.3.1. Строение комплексонов, механизм ингибирующего действия.
1.3.2. Основные применяемые ингибиторы накипеобразования и коррозии.
1.3.3. Схемы подготовки добавочной воды теплосети и оценка их эффективности.
1.4. Постановка задач исследования. 32
Глава 2 Традиционные схемы подготовки подпиточной воды теплосети. Лабораторные испытания .
2.1. Традиционные схемы подготовки подпиточной 36 воды теплосети ТЭЦ г. Омска методом ионного обмена.
2.2. Анализ надежности применяемой схемы водоподготовки по качественному и количественному составу отложений на поверхностях нагрева, скорости коррозии трубопроводов теплосети .
2.3 Изучение влияния комплексонов на скорость образования отложений на теплопередающих поверхностях в лабораторных условиях
Глава 3 Использование антинакипинов для обработки воды теплосети г. Омска . 55
3.1. Применение ИОМС для обработки сетевой воды.
3.2. Применение комплексоната ОЭДФ-Zn для подготовки подпиточнои воды теплосети .
3.3 Применение ингибитора ИОМС-1 для подготовки подпиточнои воды теплосети КРК.
Глава 4 Определение параметров и условий использования комплексонов для предотвращения образования отложений и снижения скорости в схеме подготовки подпиточнои воды .
4.1. Оценка стабильности системы при коррекционной обработке подпиточнои воды теплосети ингибиторами.
4.2. Методика выбора ингибитора, исходя из условий конкретной технологической схемы .
4.3 Расчет концентрации ингибитора по составу исходной воды, определение влияния мешающих веществ.
4.4 Химический контроль при коррекционной обработке подпиточнои воды фосфанатами, рекомендации по выполнению анализа.
4.5 Обсуждение результатов применения антинакипинов для подготовки подпиточнои воды KPK.
Глава 5 Расчет технико-экономических показателей внедрения комплексоннои схемы подготовки воды .
Выводы 114
Список принятых сокращений 116
Список использованной литературы 117
Список публикаций автора 127
- Использование методов ионного обмена для подготовки добавочной воды теплосети
- Анализ надежности применяемой схемы водоподготовки по качественному и количественному составу отложений на поверхностях нагрева, скорости коррозии трубопроводов теплосети
- Применение комплексоната ОЭДФ-Zn для подготовки подпиточнои воды теплосети
- Методика выбора ингибитора, исходя из условий конкретной технологической схемы
Введение к работе
Различные затруднения в эксплуатации теплоэнергетического оборудования, связанные с применением в качестве теплоносителя и рабочего тела воды и водяного пара, были отмечены еще в XIX веке на ранних стадиях развития теплоэнергетики. Уже тогда было выявлено, что затруднения возникали из-за применения для питания паровых котлов непосредственно природной воды без какой-либо предварительной ее обработки; найдено, какие из основных примесей, содержащихся в природной воде, вызывают те или иные затруднения в эксплуатации. Установлено, что для обеспечения безаварийной работы котлов и другого теплоэнергетического оборудования содержание таких примесей в воде не должно превышать определенных предельных значений - нормы. Нормы примесей в водах станций указаны в "Правилах технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации" [1]. Борьба с накипеобразованием — основная задача, решаемая в процессе водоподготовки на различных энергообъектах, так как загрязнение поверхностей теплообменного оборудования отложениями минеральных солей приводит к снижению эффективности работы оборудования, а зачастую и выходу его из строя.
В процессе эксплуатации систем теплоснабжения и горячего водоснабжения (ГВС), оборотных систем охлаждения, дистилляционных опреснительных установок и испарителей, паровых котлов низкого давления при нагреве воды может достигаться пересыщение воды солями, в первую очередь карбонатом кальция, что приводит к образованию накипи на теплообменных поверхностях [2].
При высокой коррозионной агрессивности воды накопление соединений железа в воде определяет образование на теплообменных
поверхностях железоокисных отложений. Наличие накипи и отложений приводит к ухудшению теплообмена, уменьшению эффективности работы оборудования, в ряде случаев к пережогу труб котлов, к экономическим потерям [3].
Отложения солей, кристаллизующихся в теплоносителе (воде) и образующих накипи на теплопередающих поверхностях (теплообменники, котлы) являются одной из главных причин снижения экономичности и эффективности работы оборудования, а зачастую и повышения его аварийности. Образование накипи на теплопередающих поверхностях приводит к значительному уменьшению теплопередачи, т.к. коэффициент теплопроводности накипи значительно ниже, чем металла [4].
В соответствии с "Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации" [1] и "Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов" [5] водно-химический режим должен обеспечивать работу оборудования повреждений его элементов и снижения экономичности, вызванных коррозией внутренних поверхностей, а также без образования накипи и шлама.
При появлении накипи в водоводяных теплообменниках для поддержания температуры нагреваемой воды приходится увеличить расход или температуру греющей воды, что приводит к дополнительным затратам. Энергетические потери возрастают и в пароводяных теплообменниках. Можно также говорить о связи между накипеобразованием и коррозией металла, но такая взаимосвязь существует не всегда.
Совершенствование методов водоподготовки и вводно-химических режимов является необходимым условием дальнейшего повышения надежности и экономичности работы теплосилового оборудования и, следовательно, электростанции в целом. Однако любой предлагаемый новый метод требует перед широким внедрением тщательного изучения и полной
7 экспериментальной проверки, поскольку наряду с видимыми
преимуществами могут иметь место явления, оказывающие отрицательные
воздействия на работу тех или иных элементов водоподготовительного и
теплосилового оборудования и проявляющиеся по истечении некоторого,
иногда длительного времени [6].
Теоретически можно выделить два основных типа движения жидкости в котлах: экономайзерный — с чисто гидравлическим течением питательной воды и водогрейным режимом, и внутрикотловой — с двухфазным течением в парогенерирующих трубах и непрерывным концентрированием в котловой воде растворимых примесей. Соответственно, для этих участков различна и интенсивность накипеобразования [7].
Вследствие этого при отработке технологии стабилизационной обработки воды реагентами, предотвращающими накипеобразование, принципиальное значение имеет воспроизведение в опытах реальных условий работы теплообменного оборудования.
Использование методов ионного обмена для подготовки добавочной воды теплосети
Для энергетических котлов низкого давления, где происходит упаривание воды и уровень проектных температур значительно выше, чем в теплосети, основным способом методом борьбы с накипеобразованием обычно является ее умягчение методом двухступенчатого натрий катионирования, в ходе которого удаляются ионы кальция и магния. Для тепловых сетей, где температура воды не превышает 150 С и основным накипеобразователем является СаСОз, антинакипная обработка производится такими методами как одноступенчатое натрий-катионирование, известкование в окислителях (снижение жесткости и щелочности), подкисление серной кислотой (снижение щелочности), умягчение в Н-катионитовых фильтрах с «голодной» регенерацией (снижение жесткости и щелочности + подкисление) [11]. При высокой загрязненности исходной воды взвешенными и коллоидными веществами вода предварительно подвергается коагуляции и фильтрации в механических фильтрах. После водоподготовки вода для предупреждения коррозии металла должна проходить деаэрацию.
Для удаления минеральных солей используются ионитные фильтры, в которых происходит замещение катионов накипеобразующих элементов (Са +, Mg2+, Fe2+) на катионы Na+ или Н+, т.е. происходит удаление солей жесткости из исходной воды. В зависимости от качества исходной воды могут использоваться только Na - катионитные фильтры (одно- или 2-х ступенчатая схема) или Н- Na - катионитные фильтры.
В первом случае происходит удаление только ионов кальция и магния, во втором случае изменяется щелочность воды. Регенерация Na -катионитовых фильтров осуществляется раствором соли NaCl, а II 13 катионитовых - серной кислотой, что приводит к образованию большого количества сточных вод.
При работе таких установок производится большое количество химических анализов, выполняемых вручную.
Попытки автоматизировать катионитные фильтры приводят к еще большему увеличению капитальных и эксплуатационных затрат и не обеспечивают длительной надежной работы оборудования без квалифицированного обслуживающего персонала.
Коррозионная активность воды после катионообменных фильтров даже несколько увеличивается, что вместе с неминуемыми в реальных условиях эксплуатации "проскоками" солей жесткости приводит к постепенному отложению накипи и продуктов коррозии в котлоагрегатах и другом теплопередающем оборудовании и соответствующему снижению коэффициента теплопередачи. В результате, для поддержания необходимой температуры воды, выходящей из котлоагрегата, приходится увеличивать расход топлива и тепловую нагрузку на теплопередающие поверхности, что сокращает срок их службы.
Основными недостатками использования катионитных фильтров для подготовки добавочной воды теплосети являются [12] : 1. Высокая стоимость оборудования; 2. Громоздкость, высокая трудоемкость монтажа и наладки; 3. Высокие энергозатраты на эксплуатацию; 4. Нестабильность в работе (возможность проскоков жесткости); 5. Значительные затраты на замену и досыпку ионообменных смол ; 6. Большой объем сточных вод; 7. Данный способ не позволяет удалять органические примеси, что приводит к интенсификации коррозионных процессов оборудования. Кроме того, чрезмерная нагрузка по органике приводит к снижению обменной емкости катионитов, часто необратимо; 8. Использование коррозионно-нестойких материалов для изготовления фильтров, является причиной частых и дорогостоящих ремонтных работ, в том числе по созданию и восстановлению антикоррозийных покрытий. К недостаткам умягчения воды на натрий-катионитных фильтрах относятся так же потребление в больших количествах соли, расход воды на собственные нужды химводоочистки и загрязнение водоемов сточными водами, содержащими хлориды в высоких концентрациях. Следует отметить, что нейтрализация и утилизация засоленных сточных вод ТЭС является одной из экологических проблем [13]. В настоящее время затраты на реализацию различных предложений по обработке и утилизации стоков зачастую превышают стоимость самой водоподготовки.
Сегодняшнее состояние отечественной экономики и окружающей среды диктует применение альтернативных умягчению экологически чистых, дешевых технологических решений при подготовке подпиточпой воды [13].
Использование комплексообразующих реагентов для коррекционной обработки подпиточпой воды теплосети. В течение многих десятилетий на тепловых электростанциях для предотвращения образования отложений и уменьшения скорости коррозии оборудования широкое применение находят комплексообразующие соединения - комплексоны [14,15,16]. Эти соединения используются как для коррекции водно-химического режима, так и для отмывки водогрейного оборудования и трубопроводов от отложений. Существенный интерес представляют алкилдифосфоновые кислоты, проявляющие высокую специфичность взаимодействия с важнейшими катионами [17, 18]. Важным представителем этих кислот является оксиэтилендифосфоновая кислота (ОЭДФ). Комплексен образует устойчивые комплексы практически со всеми катионами, включая катионы щелочных и щелочноземельных металлов [19]. Наряду со структурой, типом и количеством функциональных групп на ингибирующие свойства комплексонатов влияет и его молекулярный вес, оптимальное значение которого лежит в пределах от 1000 до 10 000 [20].
Сложность механизма действия и многообразия факторов, влияющих на эффективность действия комплексонов, пока не позволяют расчетными методами определить возможность их применения. Поэтому для оценки эффективности фосфанатов в различных условиях обычно используют экспериментальные методы [21].
Анализ надежности применяемой схемы водоподготовки по качественному и количественному составу отложений на поверхностях нагрева, скорости коррозии трубопроводов теплосети
Для оценки Na-катионирования, как способа подготовки воды был проведен качественный анализ отложений на поверхностях нагрева и определены скорости коррозии трубопроводов теплосети.
Данный способ не позволяет удалять органические примеси, что приводит к интенсификации коррозионных процессов оборудования. Кроме того, чрезмерная нагрузка по органике приводит к снижению обменной емкости катионитов, часто необратимо. К недостаткам умягчения воды на натрий-катионитовых фильтрах относятся так же потребление в больших количествах соли, большой расход воды на собственные нужды химводоочистки и загрязнение водоемов сточными водами, содержащими хлориды в высоких концентрациях.
Задачи водоподготовки и организации водного режима для тепловых сетей в основном сводятся к предупреждению коррозии оборудования, шламо- и накипеобразования. Необходимые для этого методы обработки воды и способы ведения водного режима выбираются в соответствии с действующими нормативно-техническими документами и рекомендациями организаций и предприятий-разработчиков новых эффективных методов подготовки подпиточной воды тепловых сетей и методов организации их водного режима.
Поэтому для подготовки воды для теплосети было решено использовать альтернативные методы, в частности, с использованием комплексообразователей.
Для выявления возможности и технологической целесообразности подготовки подпиточной и сетевой воды системы теплоснабжения, водогрейных котлов, питательной воды паровых котлов методом стабилизационной обработки комплексонатами был проведен ряд лабораторных исследований. В частности, определение скорости коррозии и образования отложений на разных водах при различных температурах.
При выполнении эксперимента по пределению скорости коррозии и образования отложений проб воды с комплексонами ИОМС и ОЭДФ-Zn полированные индикаторные стальные пластины из ст.З выдерживались в исследуемой воде в течение 21 суток при заданной постоянной температуре. Результаты опытов обрабатывались в соответствии с РД 153-34.1-17.465-00 [95], причем скорости роста отложений соответствует привес массы индикаторной пластины, усредненный по результатам взвешивания трех пластин, а скорости коррозии - потеря массы основного металла при удалении кислотой продуктов коррозии.
Испытания коррозионной активности и накипеобразующей способности исходной воды при температурах, соответствующих средней температуре нагрева воды в системе теплоснабжения (110±5 С) с использованием индикаторных пластин из ст.З показали, что скорость образования отложений в исходной воде была 4.22 мм/год, а скорость коррозии - 1.31 мм/год.
Из полученных данных следует, что применение исходной воды КРК без подготовки в качестве подпиточной воды теплосети невозможно, так как скорости образования отложений и коррозии трубопроводов велики.
Исследования также показали, что при добавлении в пробу исходной воды комплексоната ОЭДФ-Zn до концентрации Змг\дм происходит значительное (более, чем в 20 раз) снижение коррозионной активности воды и ее накипеобразующей способности: скорость образования отложений составила 0.01 мм/год, а скорость коррозии - 0.06 мм/год. Следующим этапом исследований для выбора оптимального способа подготовки воды был сравнительный анализ действия ингибиторов ИОМС Павлодарского химического завода и ОЭДФ-Zn производства ООО «Экоэнерго», г.Ростов-на-Дону концентрацией 2мг/дм в лабораторных условиях. Результаты испытаний представлены в таблице 2.6 В настоящее время в качестве реагентов, используемых для снижения скорости образования отложений, состоящих из соединений кальция, чаще всего находят применение: Гилуфер-422 производства фирмы «БК Джулини» (реагент состоит из ингибитора накипеобразования натрий фосфонобутантрикарбоксилата и диспергатора натрийполикарбоксилата); ОЭДФ-Zn и ИОМС-1 производства ОАО «Химпром». Цель опытов состояла в изучении влияния концентрации вышеуказанных реагентов на скорость образования отложений при различных температурах.
В связи с тем, что интенсивность кальциево-карбонатного накипеобразования с увеличением рН воды возрастает, испытания антинакипной эффективности комплексонов проводили при максимальном значении рН сетевой воды, равном 9,1.
В связи с тем, что предельно-допустимая концентрация использованных реагентов в сетевой воде по санитарным нормам составляет: для Гилуфер-422 10 мг/дм3; для ОЭДФ-Zn 5 мг/дм3; для ИОМС-1 4 мг/дм3. Опыты проводились при концентрациях, не превышающих предельно-допустимые значения. Для ОЭДФ-Zn и ИОМС-1 концентрации приведены по основному веществу, для Гилуфер-422 - по промышленному продукту.
Применение комплексоната ОЭДФ-Zn для подготовки подпиточнои воды теплосети
В качестве другого реагента для коррекционной обработки подпиточной воды теплосети КРК был выбран комплексонат ОЭДФ-Zn.
Перед внедрением технологии комплексонатной обработки подпиточной и сетевой воды системы теплоснабжения КРК ОЭДФ-Zn в период с июня по август 2003 года проводился подготовительный этап. Задача этого этапа состояла в оценке состояния внутренних поверхностей теплоэнергетического оборудования и трубопроводов, разработки и реализации схемы технологического контроля за процессами, протекающими в обрабатываемом контуре.
Схема дозирования ОЭДФ-Zn была такой же, как и схема дозирования ИОМС (рисунок 3.1). Для возможности поддержания точной концентрации ингибитора в ОЭДФ-Zn системе теплоснабжения была введена в работу установка с автоматическим дозированием реагента в зависимости от расхода сырой (исходной) воды
В процессе выполнения подготовительных работ была разработана программа осмотра внутренних поверхностей теплоэнергетического оборудования котельной и размещения индикаторов коррозии по технологической схеме котельной и в магистральных трубопроводах. На основании рекомендаций и методических указаний [78,79] фирмы-производителя реагента концентрация ОЭДФ-Zn в подпиточной воде КРК была выбрана расчетным способом и составляла 2.5-3 мг\дм3.
В процессе выполнения работ по внедрению технологии были проведены следующие мероприятия: Монтаж и запуск на заданных параметрах автоматизированной установки дозирования комплексоната. Корректировка режима дозирования по результатам химического конторля. Контроль за стабильностью поддержания расчетной дозы комплексоната ОЭДФ-Zn в подпиточной воде. Обучение персонала химцеха технологическим и химическим методам контроля стабильности системы в условиях дозирования комплексоната ОЭДФ- Zn. Промежуточный осмотр теплоэнергетического оборудования деаэрационных установок каждые 3 месяца применения технологии.
На первом этапе обработки воды концентрация реагента составляла 1,5 - 2,0 мг/дм , затем была увеличена до 3 - 5 мг/дм и вновь снижена до 1,5 мг/дм . При повышении концентрации ОЭДФ-Zn до 5 мг/дм в теплообменниках ПХСВ и ОДВ через один месяц после начала дозирования появлялись отложения, связанные с образованием труднорастворимых соединений (фото 1). При концентрации реагента 1,5 - 2,0 мг/дм3 через 2 месяца после начала дозирования в 4-х ходовом теплообменнике ПХСВ в начале трубок отложения отсутствовали, в конце 2-го хода образовывались отложения толщиной около 3 мм.
ПХСВ, трубная часть - на вводе воды в теплообменник отложения практически отсутствовали. На выходе воды из подогревателя обнаружены отложения светло-серого цвета, рыхлой структуры, толщиной до 1,0-И,5 мм. В некоторых трубках толщина отложений достигали 3,0мм. На трубной доске были обнаружены светло-серые отложения рыхлой структуры.
Трубопровод подачи подогретой воды на форсунки деаэрационной установки - на ранее образованных отложениях обнаружен светлосерый налёт толщиной до 2 мм.
Корпус деаэрационной колонки - на внутренней поверхности обнаружены отложения толщиной 2,0-г4,0 мм, светло-серого цвета, рыхлой структуры, легко удаляемые до металла. Акт осмотра ДУ-4 от 27.08.03 г. Акт осмотра ДУ-4 от 3.06.04 г. Деаэрационная колонка 3.2 мм, светло-серый налёт 0,5 мм, тёмно-коричневый налёт -2,7 мм Теплообменны е трубки ПХСВ 1,5 мм, светлосерого цвета 0,5 мм - 1 мм Трубная доска ПХСВ Светло-серый налёт до 0,3 мм Тёмно-коричневый налёт до 0,1 мм -0,2 мм Отложения в трубопроводах и подогревателях были многослойными: под рыхлым слоем находился плотный слой. Следует отметить, что плотный слой отложений зафиксирован при осмотре оборудования до начала обработки подпиточной воды комплексонатом ОЭДФ-Zn. Некоторое количество цинка в плотном слое может быть объяснено диффузией реагента через рыхлые отложения. В отложениях, отобранных с ПХСВ и деаэрационной колонки, содержание фосфатов находилось на уровне 30 %, что свидетельствует об адсорбции или осаждении фосфонатов. В этих отложениях было обнаружено также большое количество цинка Таким образом, на стадии дозирования реагента в подпиточную воду происходят процессы, приводящие к появлению отложений, содержащих фосфаты и цинк. Действие антинакипинов связано с адсорбцией их молекул на активных центрах зародышей [28]. Скорость образования и роста зародышей может увеличиваться при больших пересыщениях. В то же время адсорбция также протекает во времени [39]. Поэтому при мгновенном вскипании воды в деаэрационных колонках эффективность антинакипина может уменьшаться. Очевидно, что этим определяется высокое содержание кальция и магния в отложениях, отобранных с деаэрационных колонок. Соответственно, в этих отложениях почти нет железа, так как плотный слой солей кальция и магния защищает металл от коррозии. В баках приготовления и рабочего раствора ОЭДФ- Zn почти постоянно обнаруживались осадки. Объем этих осадков в зависимости от партии реагента был различным.
При приемке реагента отбиралась средняя проба продукта и определялась его плотность, содержание основного вещества, массовуя долю цинка и значение рН. Для анализа использовали методики, приведенные в ТУ 2439-001-24210860-97 [97]. Сравнение данных производителя и результатов анализа, проведенного лабораторией КРК показала, что расхождение результатов незначительное и находится в пределах погрешности определений. В целом от партии к партии плотность продукта изменялась в пределах 1,22-1,24 г/см , массовая доля цинка от 4,79 до 5,15 %, значение рН от 9,21-9,95, содержание основного вещества от 24,9 до 25,8 %.
При получении партий реагента часть жидкости средней пробы, отобранной из товарного продукта ОЭДФ-Zn для входного контроля, отливалась в герметично закрытые бутылки и хранилась при комнатной температуре. Осмотр этих проб был произведен через три месяца после начала отборов. Во всех отобранных пробах товарного продукта выпал осадок, который занимал 5-30 % объема. Осадок был достаточно рыхлым, мыльным на ощупь, липким, цвет осадка - близкий к белому.
Было определено содержание в осадке ОЭДФ в соответствии с СО 153-34.37.523.9-90 [92]. Фосфатов в исследуемом осадке обнаружено не было. Этот факт может указывать на то, что исследованный осадок не содержал ОЭДФ или ее цинкового комплекса, а состоял из неорганических соединений, не содержащих фосфатов. Однако следует учитывать, что использованная методика применяется для определения концентрации фосфонатов, находящихся в растворенном состоянии. Не исключено, что для определения концентрация фосфонатов, находящихся в виде осадка, необходима разработка специальной методики анализа.
Методика выбора ингибитора, исходя из условий конкретной технологической схемы
Сущность методики определения оптимальных режимов комплексонной обработки воды заключается в том, что воду с химическим составом, определенным на предшествующем этапе, обрабатывают различными дозами комплексона и подвергают воздействию температур и давлений, соответствующих условиям работы теплотехнического оборудования. В ходе проведения эксперимента пробы воды, а также образовавшихся отложений исследуют и выбирают режим комплексонной обработки, при котором процессы накипеобразования и коррозии протекают наименее интенсивно или не наблюдаются.
Для выбора схемы подготовки подпиточной воды теплосети в первую очередь необходимо определить, какие проблемы надо решить: образование отложений или коррозионные процессы, вызванные повышенной агрессивностью исходной воды.
Необходимая концентрация (доза) антинакипина зависит от накипеобразующей способности воды. Известно, что накипеобразующая способность воды и необходимая концентрация комплексона возрастает с увеличением значения карбонатного индекса воды, температуры воды и значения рН. Кроме того, накипеобразующая способность зависит от типа и количества органики, содержащейся в воде и состава воды [47]. Кроме того, выбор антинакипина определяется типом системы теплоснабжения, теплообменного оборудования.
Из результатов данной работы следует, что для предупреждения образования отложений карбоната кальция могут быть использованы ИОМС-1 и Гилуфер-422. При высокой коррозионной агрессивности сетевой воды целесообразно использовать ОЭДФ-Zn или ИОМС-1. Для различных типов теплообменного оборудования, то есть для различных максимальных температур нагрева сетевой воды, используются разные ингибиторы, причем концентрация антинакипина тоже зависит от температуры [31] в соответствии с таблицей 2.7. Для систем теплоснабжения открытого типа и горячего водоснабжения доза антинакипина ограничена ПДК фосфоната в питьевой воде: для ИОМС "1-і і 1 - 4 мг/дм , для ОЭДФ-Zn - 5 мг/дм , для Гилуфер-422 - 10 мг/дм . Для закрытых систем теплоснабжения и для присоединенных по независимой схеме отопительных установок в открытых системах теплоснабжения отсутствуют ограничения по концентрации фосфонатов, связанные с питьевой водой [43].
Для оценки возможности применения того или иного ингибитора кроме вышеизложенных показателей необходимо учитывать следующее:
1. Возможности дозирующего оборудования. Например, применение ИОМС-1 (даже при разбавлении товарного продукта в 5 раз) для коррекционной обработки требует установки насосов и обвязки трубопроводов из химически стойких материалов - нержавеющая сталь, металлопластик, при использовании стальных материалов в процессе эксплуатации установки появляются многочисленные дефекты, связанные с коррозией, вызванной ИОМС-1.
2. Физические свойства реагентов: все реагенты - это водные растворы, температура замерзания которых равна - 0 С. Производитель утверждает [39], что при размораживании ингибиторы своих свойств не теряют, но лабораторные исследования показали, что при размораживании концентрация основного вещества в товарном продукте снижается на 10 15%отн"
3. Стоимость реагентов. На 1.12.2006г стоимость реагентов составляет: ИОМС-1- 41 540.00 руб\тн ОЭДФ-Zn - 81 804.00 руб\тн Гилуфер-422 - 318 400.00 руб\тн. Стоимость реагентов отличается в разы и порядки, следовательно, при выборе метода подготовки воды необходимо обосновать затраты на приобретение реагента, на установку и эксплуатацию дозирующего оборудования и рассчитать экономический эффект внедрения коррекционной обработки подпиточной воды выбранными антинакипинами.
В главе 5 настоящей работы представлен подробный расчет экономического эффекта от внедрения коррекционной обработки подпиточной воды антинакипином Гилуфер-422 (реагент с самой высокой стоимостью из рассмотренных) на Омской ТЭЦ-5. 4.3. Расчет концентрации ингибитора по составу исходной воды, определение влияния мешающих примесей.
Предварительное определение необходимой концентрации (дозы) любого ингибитора проводится на основании лабораторно-стендовых испытаний в соответствии с СО 34.37.536-2004 [26].
Используя данные лабораторных испытаний того или иного реагента в зависимости от качества исходной воды и температуры можно определить области применения некоторых реагентов. С использованием всех условий, указанных в п.4.2. настоящей работы производится выбор антипакипина.
Химический контроль при коррекнионной обработке подпиточной воды фосфанатами, рекомендации по выполнении) анализа.
Объем химического контроля комплексонного водно-химического режима систем теплоснабжения включает контроль воды в трех точках: в линии подпитки А, на входе Б и на выходе В котла (рисунок 4.2).
Деаэратор Основными контролируемыми показателями химического состава воды, подлежащие контролю в каждой точке являются: жесткость, щелочность, концентрация железа и ингибитора. Сущность анализа определения концентрации ингибитра (практически любого фосфоросодержащего соединения - фосфаната) состоит в следующем. Соединения фосфора, содержащиеся в обработанной комплексоном воде, окисляются при кипячении в течение 20-25 мин с персульфатом аммония (NH4)2S208 до фосфатов, концентрация которых определяется фотоколориметрическим методом по стандартной методике [93].
Вывод о правильности или неправильности ведения комплексопной обработки воды можно сделать, интерпретируя результаты химического контроля. Противонакипную устойчивость можно оценить, сравнивая общую жесткость (Ж0) воды в точках А, Б и В.
В идеальном случае значения общей жесткости воды во всех трех точках должны совпадать. Допустимое отклонение составляет ±0,1 мг-экв/дм3. Если Ж0(А) Ж0(Б) Ж0(В), (4.6) это свидетельствует о том, что идет процесс отмывки застарелых отложений накипи котла. Эта ситуация является нормальной в том случае, когда комплексонная обработка внедряется на теплотехническом оборудовании, которое длительное время работало с неэффективной водоподготовкой. Возможен также случай, когда Ж0(А) Ж0(Б) Ж0(В). (4.7) Это свидетельствует о том, что основная часть застарелых отложений накипи находится в тепловых сетях и приборах потребителей тепловой энергии. По мере разрушения этих отложений вода тепловой сети насыщается солями кальция и магния и поступает в котел, в котором при нагревании образует отложения. Таким образом, накипь как бы мигрирует из тепловой сети в котел, что недопустимо. Такая ситуация наблюдается в случаях, когда чистое (отмытое или вновь смонтированное) котельное оборудование работает на старую, загрязненную тепловую сеть. Во избежание заноса котла шламом и накипью в таком случае необходимо скорректировать режим комплексонной обработки воды с целью обеспечения ее противонакипной стабильности при повышенной жесткости (как правило, повысить концентрацию комплексона).
