Теплообменные аппараты ТТАИ
Сочетают в себе преимущества кожухотрубных и пластинчатых теплообменников без их недостатков.
РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России
ГК НЭК

Амины как эффективная альтернатива гидразину

Вольфганг Шёнтаг, Государственное предприятие HKW Süd, Мюнхен, Германия

Переход от гидразина к амину при подготовке питательной воды на парогенераторной станции HKW Süd оказался высокоэффективным; при этом не возникло проблем, свойственных некоторым станциям, например, в связи с удалением оксидного слоя или отложениями магнетита. Ключевым достоинством пленкообразующего амина является улучшенная защита от коррозии при частых запусках и остановках. Это позволяет достигать высокого качества пара при запуске намного быстрее и при меньших затратах.

Органические вещества обычно считаются нежелательными примесями в котлах высокого давления и паровых турбинах, так как они могут создать проблемы при эксплуатации   ионоообменников , и коррозию  в котлах и турбинах и системах водяного охлаждения.

Источниками таких примесей может являться подпиточная вода, полученная от поверхностной воды (гуминовые вещества), пропуски из системы охлаждающей воды или мелкие фракции смолы. Важно выявлять такие примеси на ранней стадии, чтобы свести к минимуму их количество с использованием соответствующих химических и физических методов очистки.

Станция HKW Süd

На парогенераторной станции HKW Süd (Южная) установка высокого давле-ния (ВД) состоит из двух одинаковых блоков, введенных в эксплуатацию в 1979 г. Каждый блок ВД-установки включает в себя один мусоросжигательный котел, один котел высокого давления и одну конденсационную турбину с регулируемым отбором пара, генерирующую 125 МВт ( общий показатель ) электроэнергии или 95 МВт электроэнергии ( при использовании 145 МВт тепла для отопления района ). К концу 1997 г. мусоросжигательные блоки были выведены из эксплуатации из-за недостаточной доставки отходов, и с тех пор они находятся в режиме "влажной" консервации.

ВД-установка является стандартным блоком с прямоточным котлом Бенсона с одним подогревателем и конденсационной турбиной с регулируемым отбором пара. Вода под давлением проходит через котел, нагревается и испаряется. Основное количество пара ( при температуре 500°С и давлении 200 бар ) попадает в ВД-каскад турбины. Частично расширенный в объеме пар затем проходит через подогреватель. При давлении около 45 бар пар нагревается от 350°С до 540°С, повышая общий КПД установки. Подогретый пар проходит через каскад промежуточного давления турбины , и, в конечном счете - через каскад низкого давления турбины.

В различных местах турбины балансовые количества пара может отделяться для нагревателей питательной воды, и, что важнее, для питания системы отопления района. Некоторые количества пара можно выделять после подогревателя, при снижении его давления до 18 бар в системе байпаса и подавать в нагреватель ( с давлением 18 бар ) , питающий систему отопления района.

Режим с гидразином

До начала 1990-х гг. блоки IV и V высокого давления работали при базовой нагрузке для удовлетворения потребностей в электроэнергии и отоплении района. Использовалась деминерализованная вода, и для обработки питательной воды добавлялся гидразин ( в количестве 0,5 - 1,0 мг/л ). Однако после запуска станции НКВ-Север, ВД-блоки Южной станции использовались в основном для коррекционной выработки электроэнергии, и при этом система претерпевала частые запуски и остановки. Для консервации в течение длительных периодов отключения использовался сухой воздух. Тем не менее, в продуктовом паре после запуска обнаруживалось повышенное содержание железа, и пар приходилось подавать в обход турбины ( байпас ), иногда до 3 часов, до тех пор, пока не достигалась достаточная чистота, чтобы пар можно было направить в турбину. На рис.5 показаны типичные параметры продуктового пара для блока IV с обработкой гидразином.

Переход на амины

Из-за эксплуатации в циклическом и компенсационном режиме и из-за проблем, связанных с консервацией и коррозией, была нужна более эффективная система химической обработки. На основе опыта других энергетических станций, использующих обработку воды амином, и учитывая, что обработка амином успешно применялась с 1994 г. для трех систем горячего водоснабжения и для обратного конденсатопровода длиной 6,5 км, в 1996 г. было принято решение перейти от гидразина к амину (хеламину) в системе обработки воды для двух ВД-блоков. Это решение основывалось на допущении, что пленкообразующие амины, в отличие от других органических примесей, окажут положительное влияние на котлы Бенсона.

Этот переход был сделан без значительных технических усилий. Оказалось возможным использовать существующие емкости для дозирования и разбавления гидразина, а также подающие насосы. Одна дозировочная линия была врезана в линию всасывания насоса питательной воды; вторая - в обратный конденсатопровод после фильтра тонкой очистки. В этой системе конденсат очищается на 100%. Для сохранения безопасных условий и соответствия требованиям VGB в отношении значений рН и удельной проводимости концентрацию амина стремились выдерживать на возможно низком уровне ( 1 мг/кг ). Во время запуска рН был не менее 9, а удельная проводимость Н-катионированной пробы - ниже 0,2 мкСм/см. На практике удельная проводимость при запуске достигала 0,5 мкСм/см даже при идеальной дозировке амина, а затем опускалась ниже 0,2 мкСм/см при нормальной эксплуатации. Повышенное значение при пуске могло быть вызвано диоксидом углерода.

Опыт использования аминов

Было установлено, что даже после длительных отключений обработка амином сокращает время, необходимое для достижения требуемого уровня чистоты пара. Это привело к меньшим затратам времени при запусках турбины, что дает очевидное преимущество по сравнению с использованием гидразина.

В результате улучшенной защиты от коррозии в течение периодов отключения продуктовый пар можно было направлять к турбине значительно раньше, сразу после завершения химического анализа ( примерно в течение 30 минут ). На рис.6 показаны типичные параметры основного пара для блока IV с обработкой амином.

Во время проверки блока 11 октября 2000 г. были взяты пробы основного пара, а результаты химического анализа показаны в Таблице 1. Блок IV находился в процессе повторного запуска после короткого периода, в течение которого турбина и котел находились в отключенном состоянии. В течение этого времени удельная проводимость повысилась до максимальной, равной 15 мкСм/см, но затем вскоре снизилась до нормы. В этой фазе была взята проба № 406 основного пара Блока IV. По ней установлена величина 0,48 мкСм/см. Блок V находился в обычных условиях эксплуатации.

Проба 406 показывает более высокую удельную проводимость, несмотря на более низкую концентрацию анионов, что говорит о повышенном содержании диоксида углерода при запуске.

Экономический эффект

Два котла Бенсона на станции HKW Süd находятся в эксплуатации с использованием обработки воды амином с 1996 г. За этот период никаких проблем, связанных с амином, ни у котлов, ни у турбин не отмечалось. Кроме того, не возникало проблем, связанных со снятием оксидных пленок или с уплотнениями и латунными фитингами. Здесь также не отмечалось других проблем, таких как чешуйчатые магнетитовые частицы в отложениях, миграция магнетитовых частиц или засорение отверстий, которые встречались в других котловых системах. До настоящего времени есть подтверждение того, что основное преимущество обработки воды с использованием пленкообразующего амина состоит в повышении защиты от коррозии при частых запусках и отключениях. Так как требуемое качество пара при запуске достигается быстрее, то налицо ещё дно важное экономическое преимущество использования аминов.

Таблица 1

Результаты анализа основного пара

(анионы, определенные ионной хроматографией)

 

Блок IV

Проба 406

Блок V

Проба 506

Фторид (мкг/кг)

-

8

Ацетат (мкг/кг)

16

34

Формиат (мкг/кг)

2

2

Пируват (мкг/кг)

-

2

Хлорид (мкг/кг)

3,5

24,5

Нитрит (мкг/кг)

0,9

-

Нитрат (мкг/кг)

1,1

1

Сульфат (мкг/кг)

1,6

1

Фталат (мкг/кг)

5,2

-

Проводимость после катионообменника

( мкСм/cм )

0,46

0,27

 

Вольфганг Шёнтаг, Амины как эффективная альтернатива гидразину

Источник: "ХЕЛАМИН ПРОЕКТ", www.helamin.ru

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Тематические закладки пользователей:

Tеги: водоподготовка

Похожие статьи:

Подбор теплообменника!

Теплообменник ТТАИ для ГВС, отопления, промпроизводств.

+7(495)741-20-28, info@ntsn.ru