СПОСОБ ОРГАНИЗАЦИИ ВОДНО-ХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА КОТЕЛЬНОГО И ПАРОТУРБИННОГО ЭНЕРГООБОРУДОВАНИЯ
METHOD OF ARRANGING WATER-CHEMICAL MODE OF BOILER AND STEAM TURBINE POWER EQUIPMENT

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для организации водно-химического режима котельного и паротурбинного энергооборудования тепловых электростанций (ГЭС), в том числе энергоблоков сверхкритического давления (СКД).
На котельном и паротурбинном оборудовании энергоблоков в настоящее время широко используется кислородный или кислородно-аммиачный водно-химический режим, обеспечивающий в сочетании с предварительной паро-водокислородной очисткой и пассивацией водопарового тракта указанного оборудования его надежную защиту от коррозии [1] - аналог. Такому водно-химический режиму, однако, присущи следующие существенные недостатки:
- в пароперегревателях высокого давления и в промпароперегревателях парового котла усиливается рост окалины, которая, достигнув определенной величины, отслаивается с поверхностей нагрева и уносится с паром в турбину, вызывая эрозионный износ ее лопаточного аппарата, что может привести к крупной аварии;
- возможно окисление органических веществ, могущих проникать в пароводяной тракт, что при их разложении ведет к образования органических кислот, стимулирующих процессы коррозии или к образованию углеродистых отложений на поверхностях нагрева, ухудшающих теплопередачу.
Известен способ организации кислородного водно-химического режима котельного и паротурбинного энергооборудования, включающий предварительную очистку и пассивацию его водопарового тракта путем обработки указанного тракта нагретым очищающим агентом на водной основе в смеси с кислородом и глубокое обессоливание турбинного конденсата и добавочной воды [2] - ближайший аналог. Согласно [2] путем выбора оптимального режима проведения предварительной паро-водокислородной очистки и пассивации пароводяного тракта дозирование кислорода в воду в эксплуатационном режиме можно осуществлять не непрерывно, а периодически при достижении определенного уровня содержания соединений железа в питательной воде с одновременным контролем и поддержанием заданного значения электропроводимости конденсата питательной воды и перегретого пара. При этом удается существенно снизить указанные выше негативные последствия кислородного вводно-химического режима, но не устранить их полностью.
Достигаемым результатом изобретения является создание условий для полного прекращения подачи кислорода в питательную воду с соответствующим полным устранением связанных с таким вводно-химическим режимом недостатков.
э
Это обеспечивается тем, что в способе организации водно-химического режима котельного и паротурбинного энергооборудования, включающем предварительную очистку и пассивацию его водопарового тракта путем обработки указанного тракта нагретым очищающим агентом на водной основе в смеси с кислородом и глубокое обессоливание турбинного конденсата и добавочной воды, согласно изобретению глубину обессоливания конденсата и добавочной воды контролируют путем сравнения редокс-потенциалов Eh конденсата и добавочной воды с электродным потенциалом φ образца пассивированного металла водопарового тракта из условия
э
φ>Eh.
э
Дело в том, что, как показали исследования, причиной коррозионного повреждения внутренней поверхности водопарового тракта энергооборудования в эксплуатационном режиме является не нарушение пассивирующего покрытия поверхности пароводяного тракта, а недостаточная эффективность контроля за глубиной обессоливания, который обычно осуществляется по электропроводимости обессоленной среды. Низкая электропроводимость обессоленной среды может служить только косвенным и не во всех случаях достоверным показателем создания благоприятных условий для предотвращения коррозионных процессов. В этом отношении условие ф>Eh является абсолютной гарантией предотвращения коррозии пароводяного тракта, так как оно исключает возможность протекания электрохимического процесса окисления электрода, в качестве которого в данном случае служит металл пароводяного тракта.
э
э
Пример. На энергоблоке СКД в течение трех лет проводился бескислородный водно-химический режим эксплуатации согласно изобретению. Режим осуществлялся после предварительной парокислородной очистки и пассивации пароводяного тракта, проведенных смесью кислорода с перегретым паром при температуре очищающего агента в диапазоне (по тракту) 350÷450°С при концентрации кислорода 2 г/кг. В процессе эксплуатации кислород в питательную воду не дозировался. Проводился лишь контроль за глубиной обессоливания конденсата и добавочной воды путем измерения в соответствующих точках пароводяного тракта редокс-потенциала Eh и сравнения полученных значений с ранее измеренным значением электродного потенциала образца пассивированного металла (ст.20) данного пароводяного тракта при соблюдении условия φ>Eh. Результаты одной из серии измерений при φ=-170 мВ приведены ниже в таблице.
№№
Время с начала эксплуатации, мес.
Место измерения
Eh,мВ
(Eh - φ<sub>э</sub>),мВ
содержание железа в среде пароводяного тракта, мкг/кг
1
12
бак конденсата
-84
86
7
2
12
бак доб. воды
-82
88
-
3
24
бак конденсата
-87
83
8
4
24
бак доб. воды
-83
87
-
5
36
бак конденсата
-91
79
9
6
36
бак доб. воды
-86
84
-
Как видно из таблицы, бескислородный водно-химический режим при контроле за глубиной обессоливания конденсата и добавочной воды согласно изобретению обеспечивает надежную защиту металла пароводяного тракта с исключением недостатков, связанных с дозированием в питательную воду кислорода.
Источники информации
1. Методические указания по организации кислородного водного режима на энергоблоках СКД. РД 34.37.507-92. Исполнители М.Е.Шицман, Л.С.Миллер. СПО ОРГРЭС. М., 1994, с.4-6, 11.
2. Патент RU, №2293251, 2005.