WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |

На правах рукописи

Цуканова Татьяна Вячеславовна ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ПОДГОТОВКЕ ДОБАВОЧНОЙ ВОДЫ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ВОДНОХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛОВ И СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Специальность 05.14.14 – «Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва – 2007г 2

Работа выполнена на кафедре Технологии воды и топлива ГОУВПО “Московский энергетический институт (Технический университет)”

Научный консультант: — доктор технических наук, профессор Петрова Тамара Ивановна

Официальные оппоненты: — доктор технических наук Балабан-Ирменин Юрий Викторович — кандидат технических наук, доцент Ильина Ирина Петровна

Ведущая организация: — ОАО «Омская электрогенерирующая компания»

Защита состоится «19» декабря 2007года, в _ час._ мин. в на заседании диссертационного совета Д 212.157.07 при Московском энергетическом институте (Техническом университете) по адресу: г.Москва, Краноказарменная ул., д.14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МЭИ (ТУ) Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации, просим направлять по адресу: 111250, г.Москва, Красноказарменная ул., д.14, Ученый совет МЭИ (ТУ).

Автореферат разослан «_» ноября 2007г.

Ученый секретарь Диссертационного совета Д.212.157.07 к.т.н., профессор В.М. Лавыгин 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время повышены требования к надежности работы теплонапряженных поверхностей нагрева котлов, состоянию трубопроводов систем теплоснабжения и, соответственно, к качеству добавочной воды. Борьба с накипеобразованием и коррозией — основные задачи, решаемые в процессе подготовки воды, так как загрязнение поверхностей теплообменного оборудования отложениями минеральных солей и продуктами коррозии приводит к снижению эффективности работы оборудования, а зачастую и выходу его из строя. Одним из важных факторов при работе теплообменного оборудования является организация воднохимического режима - определение технологических параметров и дозы реагентов, позволяющих максимально снизить скорость образования отложений и коррозии конструкционных материалов. На большинстве ТЭЦ подготовка добавочной воды для тепловых сетей осуществляется по схеме Na-катионирования, но в настоящее время достаточно широко для коррекционной обработки подпиточной воды теплосети применяются комплексообразующие соединения, в частности, фосфанаты. Однако, при использовании фосфоновых соединений для подготовки подпиточной воды часто имеют место явления, оказывающие отрицательные воздействия на работу тех или иных элементов теплосилового оборудования и проявляющиеся по истечении некоторого, иногда длительного времени.

Поэтому, в случае применения комплексообразующих соединений необходимо определить технологические параметры, при которых они могут эффективно использоваться, и дозу этих реагентов.

При использовании одного и того же реагента в различных технологических схемах подготовки добавочной воды теплосети могут быть получены разные результаты по степени защиты оборудования от отложений и коррозии.

В связи с этим на первый план выходит задача оптимизации водных режимов подготовки подпиточной воды теплосети с использованием комплексообразующих соединений, обеспечивающих надежную и экономичную работу оборудования.

Цель работы состоит: в экспериментальном исследовании свойств различных комплексонов, которые могут быть использованы для подготовки подпиточной воды теплосети; в изучении влияния температуры и дозы реагентов на скорость образования кальциевых отложений и скорость коррозии углеродистой стали; в разработке водно-химического режима и технологической схемы с использованием комплексонов и внедрении их на действующем оборудовании.

Задачи исследования:

1. Обследовать состояние оборудования в схеме подготовки подпиточной воды теплосети г. Омска с использованием Na-катионитовых фильтров.

2. Изучить влияние концентрации копмлексонов ИОМС, ОЭДФ-Zn и Гилуфер-422 на скорость образования кальциевых отложений и скорость коррозии углеродистой стали в лабораторных условиях.

3. Разработать технологическую схему коррекционной обработки подпиточной воды теплосети на Кировской районной котельной (КРК) г.Омска.

4. Изучить влияние антинакипинов на эффективность снижения скорости образования отложений и коррозии в промышленных условиях на действующем оборудовании КРК.

5. На основании опыта внедрения различных ингибиторов на КРК оценить условия их наиболее эффективного применения и выдать рекомендации по использованию антинакипинов.

6. Оценить экономическую эффективность при использовании комплексонов для коррекционной обработки подпиточной воды теплосети.

Научная новизна работы:

1. Впервые получены экспериментальные данные о влиянии температуры на эффективные концентрации ингибиторов ИОМС, ОЭДФ-Zn и Гилуфер422 при коррекционной обработке продпиточной воды теплосети.

2. Экспериментально установлено, что для условий работы тепловых сетей г.Омска при температуре нагрева воды до 110оС наиболее эффективным ингибитором является ОЭДФ-Zn, а при температурах выше 110оС – антинакипин Гилуфер-422.

3. Предложены новые методы оценки эффективности применения ингибиторов для подготовки подпиточной воды теплосети.

4. В промышленных условиях впервые получены данные по скорости коррозии углеродистой стали в воде теплосети при обработке ее ингибиторами ИОМС, ОЭДФ-Zn, ИОМС-5. Предложена методика подбора антинакипина для конкретной технологической схемы, апробированная в промышленных условиях на ТЭЦ-5 и КРК ОАО «Омская Электрогенерирующая компания».

6. Технико-экономическим расчетом подтверждена перспективность использования комплексонного водного режима для подготовки подпиточной воды теплосети на Омской ТЭЦ.

Практическая ценность работы:

Выполненные в лабораторных условиях исследования позволили определить зависимости эффективных концентраций ИОМС, ОЭДФ-Zn и Гилуфер-422 от температуры нагрева сетевой воды применительно к качеству воды теплосети г. Омска. Технология коррекционной обработки подпиточной воды теплосети с использованием антинакипинов: ИОМС, ОЭДФ-Zn, ИОМС-1 апробирована на КРК ОАО «Омская электрогенерирующая компания».

Полученные результаты могут быть использованы для организации водно-химического режима в целях повышения надежности, экономичности работы теплообменного оборудования в системах теплоснабжения и для водогрейных котлов.

Достоверность изложенных в диссертации данных и отдельных выводов обеспечивается использованием совершенных аналитических методов исследования, последующими испытаниями образцов или технологий в условиях промышленной эксплуатации оборудования ТЭЦ и тепловых сетей, совпадением результатов лабораторных и промышленных испытаний, а также согласованностью полученных выводов диссертации с данными других авторов.

Личное участие автора. При непосредственном участии автора были проведены лабораторные исследования по изучению влияния температуры сетевой воды на эффективную концентрацию ИОМС, ОЭФФ-Zn, ИОМС-применительно к качеству подпиточной воды теплосети г.Омска.

Автор принимал участие в промышленных испытаниях вышеуказанных ингибиторов на теплосети г.Омска; в разработке программ, методов контроля при внедрении коррекционной обработки подпиточной воды теплосети на КРК, а также в анализе результатов.

При непосредственном участии автора были разработаны методы контроля комплексонного водного режима, применяемые в настоящее время на ТЭЦ ОАО «Омская Электрогенерирующая компания».

Апробация работы. Основные результаты и отдельные положения работы докладывались на научно-практической конференции «Энергетика на рубеже веков» в ОмГТУ 2003г, научно-технических советах ОАО «Омская Электрогенерирующая компания», на 11-ая и 12-ой международных научно-технических конференциях студентов и аспирантов.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано шесть печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы из наименований.

Количество страниц - 127, в том числе рисунков -13, таблиц - 34, фото - 2.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой проблемы, определены задачи исследования и пути их реализации.

В первой главе приведен обзор современного состояния технологии обработки воды на ТЭЦ; дана оценка традиционным методам подготовки воды; дан обзор ингибиторов, выпускаемых в России и за рубежом, их свойств и области применения. Сформулирована концепция развития подготовки воды для подпитки тепловых сетей и задачи исследования.

Показано, что традиционные методы подготовки подпиточной воды, в том числе Na-катионирование, не решают проблемы образования отложений и коррозии на поверхностях нагрева котлов и трубопроводах теплосети, являются затратными и трудоемкими.

Вторая глава посвящена анализу традиционных методов подготовки воды - ионного обмена: рассмотрены достоинства и недостатки Naкатионирования; приведены данные по удельной загрязненности образцов труб водогрейных котлов и по скорости коррозии трубопроводов теплосети в период применения технологии Na-катионирования на КРК и ТЭЦ-5 г.

Омска.

Приведены результаты лабораторных испытаний по определению скорости образования отложений и скорости коррозии углеродистой стали в присутствии ингибиторов ИОМС и ОЭДФ-Zn концентрацией 3 мг/дм3 в подпиточной воде КРК при температуре 110±5 °С. Установлено, что ОЭДФZn в указанных условиях является более эффективным ингибитором накипеобразования и коррозии (таблица 1).

Экспериментально установлена зависимость эффективной концентрации комплексонов ИОМС-1, ОЭДФ-Zn, Гилуфер-422 от температуры обрабатываемой воды (таблица 2).

Таблица 1.

Скорость накипеобразования и коррозии при различных способах подготовки подпиточной воды.

№ Наименование Исходная Исходная концентрация показателя вода ИОМС ИОМС ОЭДФ - Zn 3мг/дм3 3мг/дм(водогрейный режим t до 110±5 °С) 1 Скорость накипеобразования, 4.22 0.52 0.мм/год 2 Скорость коррозии, 1.31 0.54 0.мм/год Таблица 2.

Зависимость эффективной концентрации антинакипинов в воде теплосети от температуры нагрева сетевой воды.

Температура, 0С Концентрация комплексона, мг\дмГилуфер-422 ОЭДФ-Zn ИОМС-90 1 1 110 1,5 1,5 130 3 4 150 4 Недостаточно эффективно ингибирует накипеобразование 160 Получено, что с повышением температуры сетевой воды эффективная концентрация всех исследованных реагентов увеличивалась. Применительно к качеству подпиточной воды КРК антинакипин Гилуфер-422 является более эффективным ингибитором, и, кроме того, проявляет ингибирующие свойства при температуре выше 150оС.

В третьей главе приведены результаты промышленных испытаний ингибиторов ИОМС, ОЭДФ-Zn, ИОМС-1 на КРК г.Омска.

Рис. 1. Схема подготовки подпиточной воды теплосети КРК с использованием ингибиторов для подготовки подпиточной воды теплосети.

В ходе испытаний установлено, что при концентрации ИОМС в воде 0,4 – 0,5 мг/дм3 процесс накипеобразования ингибируется только при температуре до 75 °С, при этом содержание железа в сетевой воде находилось в пределах норм, установленных ПТЭ.

При температуре воды 75–130°С накипеобразование было минимальным при концентрациях ИОМС 2,0 – 4,0 мг/дм3; однако содержание соединений железа в сетевой воде на выходе из котла значительно превышало нормы ПТЭ, что недопустимо. По результатам промышленных испытаний была определена эффективная концентрация ИОМС при различных температурах сетевой воды (таблица 3).

Таблица 3.

Эффективная концентрация ингибитора ИОМС при различной температуре нагрева сетевой воды.

Температура на выходе Концентрация ИОМС, мг/дмиз котла, оС в сетевой воде до 80 0,4 – 0,80 – 100 0,6 – 0,100 – 120 0,8 – 1,120 – 130 1,2 – 2, Сравнительный анализ индикаторов коррозии, установленных на сетевых трубопроводах КРК показал, что обработка добавочной воды для подпитки теплосети с применением ингибитора ИОМС снижает скорость коррозии трубопроводов, по сравнению с периодом подготовки воды методом Na-катионирования (таблица 4).

Таблица 4.

Скорость коррозии (мм/год) сетевых трубопроводов КРК в 6-м Тепловом районе г. Омска.

1995-1996гг 1998-1999гг (Na-катионирование) (Обработка ИОМС) Сезон мм/ год Коррозия мм/ год Коррозия Скорость коррозии 0,22 аварийная 0,10 сильная на подающих 0,16 сильная 0,06 сильная трубопроводах 0,11 сильная 0,04 средняя Скорость коррозии 0,06 сильная 0,06 сильная на обратных 0,22 аварийная 0,04 средняя трубопроводах 0,20 аварийная 0,06 сильная Применение ИОМС для коррекционной обработки подпиточной воды КРК позволило снизить карбонатное накипеобразование и коррозию только при температурах нагрева воды до 100оС, что хорошо согласуется с материалами лабораторных исследований.

Опытно-промышленные испытания технологии коррекционной обработки подпиточной воды теплосети КРК комплексонатом ОЭДФ-Zn, который, по данным производителя проявляет ингибирующие свойства при температуре до 150оС, позволили сделать следующие выводы: при концентрации ОЭДФ-Zn 1.5 мг/дм3 и температурах нагрева сетевой воды до о 130 С количество отложений снижалось в течение одного отопительного сезона (таблица 5). Однако, при повышении концентрации ОЭДФ-Zn до мг/дм3 в теплообменниках подогревателях химочищенной сырой воды (пароводяной) и охладителях деаэрированной воды (водоводяной) за один месяц работы оборудования появлялись отложения.

Таблица 5.

Сравнительный анализ состояния оборудования деаэрационной установки (ДУ-4) при дозировании ОЭДФ-Zn в подпиточную воду в течение одного отопительного сезона.

Результаты осмотра Наименование (толщина отложений), мм Образование точки осмотра отложений, Акт осмотра Акт осмотра ДУ+/- мм.

ДУ-4 от 27.08.03 г. от 3.06.04 г.

Pages:     || 2 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»