СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОТЛОАГРЕГАТА
METHOD OF DETERMINING POLLUTION OF HEATING SURFACE OF BOILER UNIT

Изобретение относится к химии, в частности к количественному определению загрязнений на поверхности нагрева энергетического котлоагрегата, образовавшихся в течение межремонтного периода эксплуатации.
Как известно, в процессе эксплуатации энергетического котлоагрегата на его поверхности нагрева образуются загрязнения, без достоверной информации о количественном и качественном состоянии которых дальнейшая эксплуатация котлоагрегата сопряжена с образованием теплонапряженных участков и снижением эксплуатационной надежности.
Известен способ определения загрязненности поверхности нагрева энергетического котлоагрегата, при котором измеряют количество загрязнений на поверхностях нагрева и сравнивают результаты измерений с заданными значениями и по результатам сравнений принимают решение о дальнейшей эксплуатации котлоагрегата либо о приостановлении его эксплуатации и удалении загрязнений, характеризующийся тем, что перед началом измерений осуществляют вырезку контрольных образцов поверхности нагрева котлоагрегата, а измерения осуществляют на поверхности вырезанных контрольных образцов катодным травлением по следующей математической зависимости:
2
q=(A-N)·10000/S [г/м],
где
2
q - загрязненность поверхности, г/м;
А - вес образца до обработки, г;
N - вес образца после обработки, г;
2
2
10000 - переход от «см» к «м»;
2
S - площадь очищаемой поверхности, см [Л.1, стр.41].
Описанный в [Л.1, стр.41] способ определения загрязненности поверхности нагрева энергетического котлоагрегата обеспечивает достоверные результаты определения загрязненности, но это констатация уже образовавшейся загрязненности после двух - трехлетнего периода эксплуатации, при этом применение указанного способа сопряжено со значительной трудоемкостью, обусловленной вырезанием контрольных образцов, подготовкой полуколец длиной 5 см.
Изобретением решается задача создания способа определения загрязненности поверхности нагрева энергетического котлоагрегата, характеризующегося высокой достоверностью полученных результатов при простоте и минимальной трудоемкости его реализации в процессе эксплуатации.
Для решения поставленной задачи в способе определения загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата, при котором измеряют количество загрязнений на поверхностях нагрева, сравнивают результаты измерений с заданными значениями и по результатам сравнений принимают решение о дальнейшей эксплуатации котлоагрегата либо о приостановлении его эксплуатации и удалении загрязнений, предложено, согласно настоящему изобретению, измерения количества загрязнений на поверхностях нагрева осуществлять в начальный и в конечный моменты нагрева, при этом в качестве измеряемого параметра выбирать сумму анионов в воде на входе в котлоагрегат и выходе из него, а общее количество загрязнений на поверхности нагрева котлоагрегата определять как разность значений загрязненности на входе в котлоагрегат и выходе из котлоагрегата по следующей зависимости:
где
2
Δзагр - общее количество загрязнений, г/м;
3
Загр.вх - сумма анионов на входе в котлоагрегат, мг·экв/дм;
3
Загр.вых - сумма анионов на выходе из котлоагрегата, мг·экв/дм;
Кр. уп - кратность упаривания анионов между значениями на выходе и входе (по солесодержанию);
3
Qп.в - количество воды, поступившей на вход котлоагрегата, м/ч;
tpaб - время работы котлоагрегата, ч;
2
Sпов - площадь поверхности нагрева котлоагрегата, м;
Экв.ан - коэффициент перехода от эквивалентов, экв.
При этом коэффициенты, соответствующие кратности упаривания анионов Кр.уп и перехода от эквивалентов Экв.ан определяются по известным, в частности, из [Л.2, стр.95] и [Л.3, стр.427] зависимостям:
вых
3
Где с/с - солесодержание на выходе из котлоагрегата, мг/дм;
вх
3
с/с - солесодержание на входе в котлоагрегат, мг/дм;
3
3
Изобретение поясняется фиг.1, 2, на которых представлены зависимости влияния избытка фосфатов на количество загрязнений. Согласно [Л.4, стр170] избыток фосфатов не должен превышать 30 мг/дм (при оптимальном значении этого показателя 10÷18 мг/дм количество загрязнений минимально).
Сущность заявляемого способа определения загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата заключается в следующем.
В начальный момент нагрева измеряют количество анионов (загрязнений) на входе в котлоагрегат, затем по истечении заданного промежутка времени измеряют количество анионов (загрязнений) на выходе из котлоагрегата, измеряют также количество воды, поступившей на вход котлоагрегата, а общее количество отложений на поверхности нагрева S котлоагрегата определяют как разность значений загрязненности на входе в котлоагрегат и выходе из котлоагрегата по следующей зависимости:
где
2
Δзагр - общее количество загрязнений, г/м;
3
Загр.вх - сумма анионов на входе в котлоагрегат, мг·экв/дм;
3
Загр.вых - сумма анионов на выходе из котлоагрегата, мг·экв/дм;
Кр. уп - кратность упаривания анионов между значениями на выходе и входе (по солесодержанию);
3
Qп.в - количество воды, поступившей на вход котлоагрегата, м/ч;
tраб - время работы котлоагрегата, ч;
2
Sпов - площадь поверхности нагрева котлоагрегата, м;
Экв.ан - коэффициент перехода от эквивалентов, экв.
При этом коэффициенты, соответствующие кратности упаривания анионов Кр.уп, и перехода от эквивалентов Экв.ан предложено определть по известным, в частности, из [Л.2, стр.95] и [Л.3, стр.427] зависимостям:
вых
3
где с/с - солесодержание на выходе из котлоагрегата, мг/дм;
вх
3
с/с - солесодержание на входе в котлоагрегат, мг/дм;
Изобретение поясняется также результатами экспериментальных данных по определению загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата, сведенными в таблицы. В частности, в таблице №1 представлены данные экспериментов по определению загрязненности поверхностей нагрева котлоагрегата №17 Филиала «Свердловская ТЭЦ» ОАО «ТГК 9», а в таблице №2 приведены данные по определению загрязненности поверхностей нагрева этого же котлоагрегата за межремонтный период, составляющий, согласно [Л.1, стр.24] 9-18 тыс. часов.
Результаты измерений и вычислений сведены в таблицы №№1 и 2.
2
После определения по приведенной выше математической зависимости (1) общего количества загрязнений Δзагр сравнивают полученное таким образом значение с заданным значением, соответствующим 800 г/м [Л.1, стр.26], и по результатам сравнения принимают решение о дальнейшей эксплуатации котлоагрегата либо о приостановлении его эксплуатации и удалении загрязнений.
Таблица №1
№ измер.
Qп.в
tрaб
Правый соленый отсек
Левый соленый отсек
Загр.вх·2·Кр.уп
Загр.вых
Δзагр
PO<sub>4</sub> <sup>3-</sup>
Загр.вх·2·Кр.уп
Загр.вых
Δзагр
PO<sub>4</sub> <sup>3-</sup>
Ед. измер.
м<sup>3</sup>/ч
ч
мг·экв/дм<sup>3</sup>
г/м<sup>2</sup>
мг·экв/дм<sup>3</sup>
мг·экв/дм<sup>3</sup>
г/м<sup>2</sup>
мг·экв/дм<sup>3</sup>
1
68,6
446
10,24
1,75
3,29
18
10,24
1,76
3,29
18,4
2
57
128
7,11
2,97
0,38
10,8
7,11
2,99
0,38
11.3
3
53,7
495
7,42
2.97
1,5
13,7
7,42
2,97
1,5
13,9
4
66
333
8,34
2,21
1,7
17,5
8,34
2,19
1,71
16,9
5
60
734
7,22
2,36
2,71
21,1
7,21
2,29
2,75
19,1
6
66,8
744
6,19
1,70
2,83
18,9
6,19
1,75
2,79
20,5
7
64
744
6,23
2,79
2,08
19
6,24
2,81
2,07
19,5
8
57
744
6,59
2,40
2,25
23
6,60
2,43
2,24
23,8
9
55
288
7,16
2,72
0,89
20,7
7,17
2,72
0,89
20,8
Всего: отложений
17,64
17,61
Таблица №2
Год
Загр.вх·2·Кр.уп - Загр.вых·2
tраб
Qп.в
Δзагр, полученное по заявляемому способу в течение рабочего года
Отложения, определенные по [Л.1]
Отложения, определенные по [Л.1]+Δзагр за рабочий год
Правый соленый отсек
Левый соленый отсек
мг·экв/дм<sup>3</sup>
ч
м<sup>3</sup>/ч
г/м<sup>2</sup>
г/м<sup>2</sup>
1999
4,41
4,58
2484
57,2
32,38
727,3
759,68
2000
4,82
4,90
7588
56,4
105,46
865,14
2001
6,89
7,12
6977
58,2
144,26
1009,4
2002
5,42
5,40
5878
59,8
96,46
1105,9
2003
5,85
5,64
4220
55,9
68,68
1174,5
2
Так, в частности, при количественном значении отложений, равном 865,14 г/м, полученном в течение времени, равном 10072 часа (см. таблицу №2, строка вторая сверху), необходимо приостановление работы котлоагрегата и очистка его поверхности от загрязнений.
Заявляемый способ определения загрязненности позволил относительно простыми средствами решить задачу по определению загрязнений поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата, при этом достоверность результатов, полученных в процессе реализации способа, достаточно высокая. В филиале «Свердловская ТЭЦ» ОАО «ТГК-9» заявляемый способ определения загрязненности поверхностей нагрева энергетического котлоагрегата прошел апробацию, результаты которой подтвердили его работоспособность и широкие возможности практического применения в будущем. При этом достоверность результатов измерений по заявляемому способу достаточно высокая, а трудозатраты на его реализацию минимальны, в частности, по сравнению со способом, описанным в [Л.1], в заявляемом способе исключена вырезка контрольных образцов поверхностей нагрева. Кроме того, заявляемый способ позволяет резко уменьшить загрязнения, изменяя избыток фосфатов в котлоагрегате.
Литература
1. Методические указания по контролю состояния основного оборудования тепловых и электрических станций; определение количества и химического состава отложений. СО 34.37.306-2001.РД 153-34.1.-37.306-21, стр.41, 24, 26.
2. Белан Ф.И. / Водоподготовка. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1958, стр.95.
3. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия,. М., 1971 г., стр.427.
4. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, 2003 г., М.: Энергосервис, стр.170.