Гидрохимическая промывка и очистка труб котла птвм–30м. Способы промывки системы отопления

«РосТеплоЭнергия» оказывает профессиональные услуги в Москве, Подольске, Троицке и других городах Московской области по приемлемой цене. Специализация компании - монтаж, диагностика, обслуживание и ремонт инженерных систем. Что нужно знать о промывке?

Мы занимаемся промывкой и обслуживанием котлов всех видов

Причиной очистки системы служит низкое качество подаваемого теплоносителя. По регламенту его необходимо подготавливать перед вводом в систему. Водоподготовка смягчает, но, к сожалению, не удаляет из воды полностью примеси калия, песчаные и илистые отложения. В процессе нагрева они выпадают в осадок и налипают на стенки труб и радиаторов. Это приводит к таким последствиям, как:

• снижение показателей теплообмена. Слой загрязнений поглощает некоторое количество тепла, что отражается на работе системы - она хуже прогревает помещение, местами остается холодной. Чтобы натопить комнату, приходится повышать температуру прогрева, что сказывается на расходе топлива. Несвоевременная промывка газовых котлов в результате приводит к повышению сумм в потребительских счетах. Особенно важен этот фактор для тех, кто пользуется автономной системой отопления частного дома;
• ухудшение циркуляции воды. Слой отложений оказывает сопротивление напору теплоносителя. Вследствие этого в некоторые узлы системы вода может вообще не поступать, в другие - проходить с минимальным напором. Это сказывается на качестве прогрева;
• выход из строя. Система может не прогревать отдельные узлы из-за отсутствия возможности доставить в них теплоноситель. Возможен прорыв в случаях, когда давление на трубы в месте закупоривания слишком высокое, а сами они уже изношены. Стоимость ремонта системы намного выше, чем её промывки.

Цены на услуги промывки отопления

Периодичность и методы промывки системы отопления дома

В РФ не существует подзаконных нормативных актов, которые бы обязывали производить промывку систем отопления в строго установленные сроки. Европейские производители советуют выполнять следующее:

• гидравлическая промывка - раз в год;
• пневмогидравлическая - раз в четыре года;
• химическая - раз в 5–6 лет.

Конечно, эти действия продиктованы идеальными условиями и с подобной частотой выполняются в случаях, когда в системе стоит хорошее оборудование для водоподготовки. Периодичность промывки зависит в первую очередь от качества воды в конкретном регионе. Типы очистки выбираются исходя из уровня загрязнения системы.

Гидравлическая промывка труб отопления дома предполагает использование специального насоса. Это самый простой метод, который требует минимум затрат времени и средств. Способ основан на том, что в систему подается жидкость (без каких-либо примесей) под высоким давлением. Это позволяет удалить накипь, которая образовывается за один-два года эксплуатации оборудования.

Пневмогидравлическая промывка труб и радиаторов отопления позволит удалить более серьезные отложения. Принцип действия прост - в систему подается вода с воздухом. Смесь имеет высокую плотность и устраняет накипь, образовавшуюся за несколько лет эксплуатации. Вода с воздухом и загрязнениями выпускается через точки слива. Для лучшего результата в некоторых случаях операцию производят повторно. После завершения работы система наполняется и запускается заново.

Химическая промывка - самый сложный процесс, который требует от работников определенных знаний. Принцип очистки заключается в том, что в систему отопления частного дома запускается вода, смешанная с химическими элементами в определенной пропорции. Они растворяют все отложения и позволяют продлить срок службы оборудования на 10–15 лет. Некоторые производители не советуют осуществлять химическую промывку теплообменников чаще одного раза в 4–5 лет. Это связано с тем, что вещества агрессивны к самим материалам системы. Заметим, что современные химические составы рассчитываются таким образом, чтобы оказать максимальное воздействие на отложения, при этом не повредив стенки труб и радиаторов.

В декабре месяце 2014 г. в одной из котельных поселка Власиха Московской обл. проводилась гидрохимическая промывка и очистка внутренней поверхности котловых труб котла ПТВМ–30М для удаления с поверхностей нагрева образовавшихся отложений. Котел является одним из двух основных источников теплоснабжения для получения горячей воды температурой до 150 °С, которая используется для систем отопления, вентиляции и ГВС объектов промышленного и бытового назначения поселка. Решение о проведении данной технологической операции было принято из-за очевидной потери тепловой мощности котла и вероятности остаться без достаточного резерва перед наступающей зимой. Взяв во внимание следующие данные:

• повышенный расход газа;
• увеличенный перепад давления по сравнению с техническими характеристиками (3,2; 2,5 кг/см2);
• визуальный осмотр вырезанных труб после замены;
• снижение КПД котла ПТВМ–30М.

Комиссией было принято решение о проведении гидрохимической промывки внутренних поверхностей котла.

Химическая очистка проводится, как правило, в летний период, когда отопительный сезон закончен, но в исключительных случаях – при нарушении безопасности работы котла она может выполняться и зимой. При выполнении данных работ необходимо соблюдать соответствующие правила и требования безопасности при работах с кислотами и щелочами, а также проводить целевой инструктаж перед началом работ. Основные моменты по безопасности: персонал должен быть аттестован по ОТ и ТБ, иметь допуск к работам (оформленный наряд-допуск) и средства индивидуальной защиты, а рабочее место должно соответствовать требованиям безопасности при проведении указанных работ. При ведении работ должен быть обеспечен полный контроль за процессом, а по окончании необходима нейтрализация реагента.

Технология и порядок проведения работ

На основании опыта проведения эксплуатационных химических очисток водогрейных котлов, накопленного в последние годы, была разработана программа проведения гидрохимической промывки и очистки внутренней поверхности котловых труб котла ПТВМ – 30М, которая определяет общий порядок и условия подготовки и проведения эксплуатационной химической очистки котла.

Схема гидрохимической очистки должна обеспечивать эффективность очистки поверхностей нагрева, полноту удаления растворов, шлама и взвеси из котла. Работа проводилась в три этапа: щелочение, кислотная промывка, щелочение. Для циркуляции раствора использовалась передвижная установка с перекачивающим насосом с расходом 240 м3/ч и напором 40 м и промежуточная емкость. Подключение к котлу произвели через нижние дренажи в коллекторах Ду 50 и через верхние воздухоотводчики (рисунок).

Котел ПТВМ–30М с подсоединенной установкой для промывки В качестве моющего реагента использовалась ингибированная соляная кислота, что позволило предотвратить негативное воздействие на металл труб, т.к. ингибитор имеет защитную функцию при промывке. Выбор реагента был сделан благодаря высокими моющими свойствами HCI, позволяющими очистить практически от любого типа отложений поверхности нагрева даже с высокой удельной загрязненностью, а также доступностью на рынке и невысокой ценой.

В зависимости от количества отложений очистку ведут в одну (при загрязненности до 1,5 кг/м2) или в две стадии (при загрязненности более 1,5 кг/м2) раствором с концентрацией от 4 до 7%. При загрязненности выше 1,5 кг/м2 или при наличии в отложениях кремнекислоты или сульфатов более 10% рекомендуется проведение щелочения. Щелочение проводят между кислотными стадиями раствором едкого натра или смеси его с кальцинированной содой. Добавление к едкому натру кальцинированной соды в количестве 1-2% повышает эффект разрыхления и удаления сульфатных отложений.

При наличии отложений в количестве 3-4 кг/м2 очистка поверхностей нагрева может потребовать последовательного чередования нескольких кислотных и щелочных обработок.

Для обеспечения качественной очистки котланеобходимо произвести расчет количества реагентов, что бы хватило с учетом добавления его при необходимости. Дело в том, что основным критерием кислотности является уровень pH, который при прохождении реакции стремится к нейтральному pH 6-8, и возникает необходимость добавлять реагент в процессе очистки, что бы понизить его до значений pH 1,5-2. Расход реагентов рассчитывается по составу отложений, удельной загрязненности отдельных участков поверхностей нагрева, определяемых, по образцам труб, вырезанных до химической очистки, а также из расчета получения необходимой концентрации реагента в промывочном растворе.

Удельная загрязненность поверхности нагрева находится как соотношение массы отложений, снятых с поверхности образца трубы, к площади, с которой эти отложения были удалены (г/м2).

Количество реагента при отмывке железоокисных отложений определяется по формуле (1):

• Q – количество, т;
• V – объем контура очистки, м3 (сумма объемов котла, бака, трубопроводов);
• Ср – требуемая концентрация реагента в моющем растворе, %;
• γ – удельная масса моющего раствора, т/м3 (принимаемая равной 1 т/м3);
• α – коэффициент запаса, равный 1,1–1,2;
• Сисх – содержание реагента в техническом продукте, %.

Количество реагента для удаления карбонатных отложений определяется по формуле (2):

• Q – количество реагента, т;
• А – количество отложений в котле, т;
• n – количество 100%-ной кислоты, необходимое для растворения 1 т отложений, т/т (при растворении карбонатных отложений для соляной кислоты п=1,2, для НМК n=1,8, для сульфаминовой кислоты n=1,94);
• Сисх – содержание кислоты в техническом продукте, %.

Количество отложений, подлежащих удалению при очистке, определяется по формуле (3):

• А – количество отложений, т;
• g – удельная загрязненность поверхностей нагрева, г/м2;
• f – поверхность, подлежащая очистке, м2.

В нашем случае получилось порядка 2500 кг 32% кислоты, 350 л NaOH 40% и 300 кг кальцинированной соды, т.к. количество отложений было порядка 1,2 кг/м2 в среднем и объем котла составлял 14 м3. После проведения работ у нас осталось не израсходованными порядка 12 канистр по 24 кг кислоты.

Очистку котлов по циркуляционной схеме следует проводить со скоростями движения моющего раствора и воды не менее 0,1 м/с (т.к. при этом обеспечивается равномерное распределение моющего реагента в трубах поверхностей нагрева и постоянное поступление к поверхности труб свежего раствора), а водные отмывки необходимо выполнять на сброс со скоростями не менее 1,0-1,5 м/с.

Поэтому необходимо подобрать насос, предназначенный для прокачки моющего раствора по контуру очистки, который должен обеспечивать аналогичную скорость движения. Выбор этого насоса производится по формуле (4):

• Q – подача насоса, м3/ч;
• 0,15÷0,2 – минимальная скорость движения раствора, м/с;
• S – площадь максимального поперечного сечения водяного тракта котла, м2;
• 3600 – переводной коэффициент.

При подборе насоса для циркуляции реагентадолжны учитываться конструктивные особенности котла, местонахождение конвективных пакетов в водяном тракте котла и наличие большого количества горизонтальных труб малого диаметра с многократными гибами на 90 и 180О. В результате расчета был выбран насос производительностью 500-4000 л/мин (240 м3/ч) и напором 25-40 м.

Отработанные моющие растворы и первые порции воды при водных отмывках должны быть утилизированы или нейтрализованы. Отвод отработанного реагента проводится после достижения на выходе из котла значения рН, равного 6,5-8,5 (степень кислотности раствора) при нейтрализации.

Согласно утвержденной программе по промывке, утилизация производилась в существующий на котельной водоотвод после нейтрализации. Процесс происходил по следующим этапам: подготовка необходимого количества кальцинированной соды; контроль уровня pH при помощи pH-метра, постепенное добавление соды в промежуточную емкость до значений pH 6-8 при включенном насосе промывочной станции. Процесс нейтрализации продолжался около двух часов, уровень кислотности удалость поднять с 2 до 7. Сливали раствор порционно по 20 мин с интервалами по 10 мин через 2 спускника Ду 25 в течение 2 ч во избежание концентрации раствора на очистных сооружениях. Добавление соды производили, предварительно размешав ее с водой в ведре для более качественного взаимодействия сред. Израсходовали порядка 100 кг соды на объем 14-15 м3. Утилизация щелочного реагента происходила путем разбавления его сырой водой из водопровода до необходимых значений кислотности pH 6-8.

При очистке котла ПТВМ-30 особое внимание необходимо обратить на организацию отвода в общий контур моющего раствора из верхних коллекторов панелей экранов, так как направление движения раствора имеет многократные изменения.

Работа по очистке котла заняла порядка 34 ч, из них 10 ч – щелочение (2 этапа), 12 ч – кислотная обработка, 4 ч – нейтрализация, 8 ч – подготовка, подключение, сбор и опрессовка. Реакция проходила с умеренной интенсивностью, реагент HCI добавляли два раза по 150 кг, c интервалом через 1,5 ч с начала промывки до состояния стабилизации уровня pH. Результатом работы стал приемлемый перепад давления после химической обработки: 2,7 кг/см2 (по сравнению с паспортным 2,5 кг/см2). Рабочие параметры котла пришли в норму, хотя и не совпали с паспортными.

Контрольную вырезку после работ делать не стали, т.к. было проведено испытание образца: деформированный кусок экранной трубы с данного котла, который был покрыт отложениями поместили перед промывкой в промежуточную емкость системы промывки, в которой постоянно находился рабочий раствор. После повторного щелочения визуальный осмотр трубы показал, что отложения растворились и вымылись циркулирующим раствором. Однако, после ремонтного сезона 2015 г., выяснилось, что предыдущий ремонт по замене конвективных труб принес ряд проблем, а именно: при вскрытии обнаружилось, что большое количество замененных труб оказались с уменьшенным сечением за счет застывшего металла на сечении. Проблема в том, что при подгонке труб к коллекторам пользовались электросваркой и газорезкой и не обрабатывали торцы шлифовальным инструментом, металл, который стекал при резке, застывал около края и уменьшал рабочее сечение трубы, что влияет на гидравлическое сопротивление оборудования.

Выводы

В процессе эксплуатации теплоэнергетического оборудования следует своевременно проводить обслуживание и ремонт парка, т.к. откладывание и задержки по сервису могут привести к аварийным ситуациям в период пиковых нагрузок. Необходимо проводить качественный мониторинг параметров, начиная с ввода в эксплуатацию, формировать карту пиковых значений, следить за водно-химическим режимом котельных. При выполнении ремонтных работ проверять квалификацию персонала, контролировать выполнение всех этапов работ и соблюдение технологии операций.

Ржавые грязные трубы могут стать не только причиной нарушения тепловых и гидравлических режимов, но и источником загрязнения питьевой воды. Внутреннее обрастание труб способствует уменьшению «живого» (проходного) сечения и может привести к полной закупорке и прекращению поступления воды на точки водоразбора. Промывка системы водоснабжения – мероприятие, которое позволит предотвратить эти проблемы и существенно увеличит срок службы всей системы. Если игнорировать профилактические работы, в конце концов это приведет к необходимости замены труб, которая в ряде случаев сопровождается демонтажем конструкции и последующим ее восстановлением.

Верными признаками того, что водоснабжение и канализация частного дома засорены являются появление неприятного запаха. О засоре водопроводных труб свидетельствует появление хлопьев ржавчины, металлический привкус, изменение цветности воды. Если промывка системы горячего водоснабжения, использующей металлические трубы, не была проведена своевременно, это приведет не только к снижению их пропускной способности, но и негативно отразится на циркуляции ресурса. Результатом станет повышение расхода энергии на обеспечение оптимальной температуры, а также увеличенный расход потребления.

Промывка труб водоснабжения – основные виды

Наиболее распространенной причиной обрастания внутренней поверхности труб являются коррозионные процессы, а также загрязнения, наносимые нефильтрованной водой. Промывка системы водоснабжения может быть следующих видов:

• гидродинамическая . Заключается в удалении из труб накипи и засорений путем очистки системы с помощью тонких струй воды, которые подаются под высоким давлением через специальные насадки. Данный тип очистки позволяет достичь высоких результатов при сравнительно невысоких затратах. Гидродинамическая промывка системы обойдется в два раза дешевле замены труб водоснабжения. Благодаря работе аппаратов гидродинамической очистки из труб полностью удаляются соли магния, натрия, кальция, жиры, ржавчина, накипь.

Видео инструкция - Гидродинамическая промывка труб

• гидрохимическая промывка - один из наиболее распространенных способов неразборной промывки систем водоснабжения и отопления, который позволяет перевести отложения и накипи в растворенное состояние и вымыть их из системы. Химическая промывка системы водоснабжения использует средства, которые разрешены к применению санитарно-эпидемическим надзором. Это гарантирует полную безопасность их по отношению к трубопроводам и водонагревательному оборудованию. Такие реагенты действуют только на накипь и ржавчину. Для промывки системы отопления применяются щелочные и кислые растворы реагентов. Например, композитные неорганические и органические кислоты (составы на основе едкого натра, ортофосфорной кислоты, растворы с различными присадками и пр.). Точный состав того или иного средства для промывки производителями держится в секрете.

Химическая промывка системы водоснабжения – надежный и экономичный метод, позволяющий очистить систему от загрязнений и накипи. С его помощью быстро достигается положительный результат. За один цикл можно промыть не только систему ГВС (горячего водоснабжения), но холодного водоснабжения, канализации, систему отопления, очистить нагревательное оборудование (бойлеры ГВС и котлы).

• Пневмогидроимпульсная промывка труб водоснабжения. Данный метод очистки позволяет промыть систему путем многократных импульсов, которые передаются с помощью специального аппарата. Под действием кинетической импульсной волны в жидкости, заполняющей трубы, создаются кавитационные пузырьки, которые в периоде разряжения имеют высокую интенсивность. Квитанционные пузырьки, двигаясь с током воды в сторону области повышенного давления, а также в периоде сжатия, лопаются, создавая ударную волну. Под ее действием со стенок труб отрываются отложения и последующая волна, их уносит.

Систему горячего водоснабжения и отопления промывать гораздо проще, чем остальные. Связано это с конструкцией контура, которая является закрытой или замкнутой. Поэтому все виды промывки проходят здесь легко и безболезненно. Систему канализации лучше промывать химическим способом, так как считается безнапорной, а, стало быть, наличие высокого давления может повредить трубопроводы и их соединения. Систему холодного водоснабжения можно промыть любым из перечисленных вариантов. Но при этом необходимо полностью отсечь сеть от внешнего влияния (источника, оборудования или центральной магистрали). Также рекомендуют оставить открытой одну из водоразборных точек, чтобы весь налет и ржавчина беспрепятственно выходили из трубопроводов.

Отложения, как правило, состоят из окислов железа и карбонатов, который создают большое термическое сопротивление тепловому потоку, что ведет к снижению температуры теплоносителя и уменьшению теплопроводности системы отоплени. — снижается КПД системы, уменьшается срок ее службы, увеличивается расход топлива, снижается температура в помещениях, снижается температура горячей воды, увеличивается расход сетевой воды, возрастает число внеплановых ремонтов, увеличиваются затраты электроэнергии на транспортировку воды. Альтернативой капитальному ремонту оборудования в таком случае может служить система внутренней очистки.

Удаление отложений в системах внутридомовых трубопроводов (системах отопления зданий) методом гидрохимической промывки обеспечивает полное восстановление пропускной способности трубопроводов; увеличение срока службы трубопроводов и оборудования без капитального ремонта на 15-20 лет; сокращение расходов на потери тепла (30-50%); повышение температуры горячей воды до требуемых значений без увеличения расхода топлива; сокращение расхода топлива на отопление; уменьшение расхода электроэнергии при транспортировке воды. Метод гидрохимической или просто химической промывки широко используется для удаления отложений с котельного и теплообменного оборудования в тех случаях, когда невозможно или затруднительно применение метода гидродинамической очистки.

Химическая промывка также очень эффективна для удаления отложений в системах отопления, включая все трубопроводы, подводки к отопительным приборам и сами приборы, так как она позволяет полностью перевести в растворенное состояние и удалить все отложения из системы. Для применения химической промывки используются специальные установки, состоящие из химических насосов, емкостей для приготовления раствора и шлангов. Перед химической промывкой систем отопления целесообразно обследовать их в отопительный сезон для определения наименее прогреваемых участков системы и мест протечек, а также с жалобами жильцов. Продолжительность химической промывки систем отопления, как правило, не превышает нескольких дней и не доставляет неудобства жильцам. В основном, применяется схема промывки систем отопления зданий и сооружений с элеваторным присоединением путем последовательного открытия кранов на стояках. Промывают каждый стояк, начиная с самого удаленного.

Технологическая последовательность операций при промывке.

1. Диагностика состояния трубопроводов системы отопления.
2. Определение характера и химического состава отложений.
3. Составление технологической карты промывки здания.
4. Промывка трубопроводов системы отопления здания.
5. Антикоррозийная обработка внутренних поверхностей трубопроводов (пассивация).

Созданная в 1999 году, «Компания Крона плюс» выполняет работы по очистке котельного оборудования (паровых и водогрейных котлов всех типов, теплообменного оборудования), трубопроводов теплосетей и водоснабжения, технологических трубопроводов, систем отопления зданий и сооружений, наружных и внутренних сетей канализации при диаметре очищаемых трубопроводов до 1 200 мм. «Компания Крона плюс» проводит работы без демонтажа системы отопления здания, проводит выявление скрытых неисправностей оборудования и ремонтно-восстановительные работы трубопроводов, запорной арматуры и другого оборудования в процессе промывки. Выполнение работ проводится в короткие сроки и без выселения жильцов. При проведении промывки в отопительный сезон температура внутренних поверхностей очищаемых трубопроводов в помещениях не понижается, так как промывка ведется горячей водой. Производится пассивация (защита от коррозии).

Кроме метода гидрохимической очистки компания применяет также методы гидродинамический и механический методы очистки.

А.В. Мараховский, соискатель Московского государственного машиностроительного университета (МАМИ), главный инженер, ООО «Асгард Сервис», г. Москва;
Е.И. Трофимова, соискатель МАМИ, ведущий инженер, ООО «Объединенная сервисная компания», г. Магнитогорск

Введение

В декабре 2014 г. в одной из котельных пос. Власиха Московской обл. проводилась гидрохимическая промывка и очистка внутренней поверхности котловых труб котла ПТВМ-30М для удаления с поверхностей нагрева образовавшихся отложений. Котел является одним из двух основных источников теплоснабжения для получения горячей воды температурой до 150 О С, которая используется для систем отопления, вентиляции и ГВС объектов промышленного и бытового назначения поселка. Решение о проведении данной технологической операции было принято из- за очевидной потери тепловой мощности котла и вероятности остаться без достаточного резерва перед наступающей зимой. Взяв во внимание следующие данные:

■ повышенный расход газа;

■ увеличенный перепад давления по сравнению с техническими характеристиками (3,2 кг/см 2);

■ визуальный осмотр вырезанных труб после замены;

■ снижение КПД котла ПТВМ-30М,

было принято комиссией решение о проведении гидрохимической промывки внутренних поверхностей котла.

Химическая очистка проводится, как правило, в летний период, когда отопительный сезон закончен, но в исключительных случаях - при нарушении безопасности работы котла - она может выполняться и зимой. При выполнении данных работ необходимо соблюдать соответствующие правила и требования безопасности при работах с кислотами и щелочами, а также проводить целевой инструктаж перед началом работ. Основные моменты по безопасности: персонал должен быть аттестован по ОТ и ТБ, иметь допуск к работам (оформленный наряд-допуск) и средства индивидуальной защиты, а рабочее место должно соответствовать требованиям безопасности при проведении указанных работ.

При ведении работ должен быть обеспечен полный контроль за процессом, а по окончании необходима нейтрализация реагента.

Технология и порядок проведения работ

На основании опыта проведения эксплуатационных химических очисток водогрейных котлов, накопленного в последние годы, была разработана программа проведения гидрохимической промывки и очистки внутренней поверхности котловых труб котла ПТВМ-30М, которая определяет общий порядок и условия подготовки и проведения эксплуатационной химической очистки котла.

Схема гидрохимической очистки должна обеспечивать эффективность очистки поверхностей нагрева, полноту удаления растворов, шлама и взвеси из котла. Работа проводилась в три этапа: щелочение, кислотная промывка, щелочение. Для циркуляции раствора использовалась передвижная установка с перекачивающим насосом с расходом 240 м 3 /ч и напором 40 м и промежуточная емкость. Подключение к котлу произвели через нижние дренажи в коллекторах Ду 50 и через верхние воздухоотводчики (рисунок).

Рисунок. Котел ПТВМ-30М с подсоединенной установкой для промывки.

В качестве моющего реагента использовалась ингибированная соляная кислота, что позволило предотвратить негативное воздействие на металл труб, т.к. ингибитор имеет защитную функцию при промывке. Выбор реагента был сделан благодаря высоким моющим свойствам HCI, позволяющим очистить практически от любого типа отложений поверхности нагрева даже с высокой удельной загрязненностью, а также из-за доступности на рынке и невысокой цены.

В зависимости от количества отложений очистку ведут в одну (при загрязненности до 1,5 кг/м 2) или в две стадии (при загрязненности более 1,5 кг/м 2) раствором с концентрацией от 4 до 7%. При загрязненности выше 1,5 кг/м 2 или при наличии в отложениях кремнекислоты или сульфатов более 10% рекомендуется проведение щелочения. Щелочение проводят между кислотными стадиями раствором едкого натра или смеси его с кальцинированной содой. Добавление к едкому натру кальцинированной соды в количестве 1-2% повышает эффект разрыхления и удаления сульфатных отложений.

При наличии отложений в количестве 3-4 кг/м 2 очистка поверхностей нагрева может потребовать последовательного чередования нескольких кислотных и щелочных обработок.

Для обеспечения качественной очистки котла необходимо произвести расчет количества реагентов, чтобы хватило с учетом добавления его при необходимости. Дело в том, что основным критерием кислотности является уровень pH, который при прохождении реакции стремится к нейтральному pH 6-8, и возникает необходимость добавлять реагент в процессе очистки, чтобы понизить его до значений pH 1,5-2. Расход реагентов рассчитывается по составу отложений, удельной загрязненности отдельных участков поверхностей нагрева, определяемых по образцам труб, вырезанных до химической очистки, а также из расчета получения необходимой концентрации реагента в промывочном растворе.

Удельная загрязненность поверхности нагрева находится как соотношение массы отложений, снятых с поверхности образца трубы, к площади, с которой эти отложения были удалены (г/м 2).

Количество реагента при отмывке железоокисных отложений определяется по формуле (1):

где Q - количество, т; V- объем контура очистки, м 3 (сумма объемов котла, бака, трубопроводов); С р - требуемая концентрация реагента в моющем растворе, %; γ - удельная масса моющего раствора, т/м 3 (принимаемая равной 1 т/м 3); α - коэффициент запаса, равный 1,1-1,2; С исх - содержание реагента в техническом продукте, %.

Количество реагента для удаления карбонатных отложений определяется по формуле (2):

где Q - количество реагента, т; А- количество отложений в котле, т; n - количество 100%-й кислоты, необходимое для растворения 1 т отложений, т/т (при растворении карбонатных отложений для соляной кислоты n=1,2, для НМК n=1,8, для сульфаминовой кислоты n=1,94); С исх - содержание кислоты в техническом продукте, %.

Количество отложений, подлежащих удалению при очистке, определяется по формуле (3): A=g*f*10 -6 , (3)

где А - количество отложений, т; g - удельная загрязненность поверхностей нагрева, г/м 2 ; f - поверхность, подлежащая очистке, м 2 .

В нашем случае получилось порядка 2500 кг 32% кислоты, 350 л NaOH 40% и 300 кг кальцинированной соды, т.к. количество отложений было порядка 1200 г/м 2 в среднем и объем котла составлял 14 м 3 . После проведения работ у нас осталось неизрасходованными порядка 12 канистр по 24 кг кислоты.

Очистку котлов по циркуляционной схеме следует проводить со скоростями движения моющего раствора и воды не менее 0,1 м/с (т.к. при этом обеспечивается равномерное распределение моющего реагента в трубах поверхностей нагрева и постоянное поступление к поверхности труб свежего раствора), а водные отмывки необходимо выполнять на сброс со скоростями не менее 1,0-1,5 м/с.

Поэтому необходимо подобрать насос, предназначенный для прокачки моющего раствора по контуру очистки, который должен обеспечивать аналогичную скорость движения. Выбор этого насоса производится по формуле (4):

Q=(0,15 ÷0,2)*S*3600, (4)

где Q - подача насоса, м 3 /ч; 0,15^0,2 - минимальная скорость движения раствора, м/с; S - площадь максимального поперечного сечения водяного тракта котла, м 2 ; 3600 - переводной коэффициент.

При подборе насоса для циркуляции реагента должны учитываться конструктивные особенности котла, местонахождение конвективных пакетов в водяном тракте котла и наличие большого количества горизонтальных труб малого диаметра с многократными гибами на 90 и 180 О. В результате расчета был выбран насос производительностью 500-4000 л/мин (240 м 3 /ч) и напором 25-40 м.

Отработанные моющие растворы и первые порции воды при водных отмывках должны быть утилизированы или нейтрализованы. Отвод отработанного реагента проводится после достижения на выходе из котла значения рН, равного 6,5-8,5 (степень кислотности раствора) при нейтрализации.

Согласно утвержденной программе по промывке, утилизация производилась в существующий на котельной водоотвод после нейтрализации. Процесс происходил по следующим этапам: подготовка необходимого количества кальцинированной соды; контроль уровня pH при помощи рН-метра, постепенное добавление соды в промежуточную емкость до значений pH 6-8 при включенном насосе промывочной станции. Процесс нейтрализации продолжался около двух часов, уровень кислотности удалость поднять с 2 до 7. Сливали раствор порционно по 20 мин с интервалами по 10 мин через 2 спускника Ду 25 в течение 2 ч во избежание концентрации раствора на очистных сооружениях. Добавление соды производили, предварительно размешав ее с водой в ведре для более качественного взаимодействия сред. Израсходовали порядка 100 кг соды на объем 14-15 м 3 . Утилизация щелочного реагента происходила путем разбавления его сырой водой из водопровода до необходимых значений кислотности pH 6-8.

При очистке котла ПТВМ-30М особое внимание необходимо обратить на организацию отвода в общий контур моющего раствора из верхних коллекторов панелей экранов, т.к. направление движения раствора имеет многократные изменения.

Работа по очистке котла заняла порядка 34 ч, из них 10 ч - щелочение (2 этапа), 12 ч - кислотная обработка, 4 ч - нейтрализация, 8 ч - подготовка, подключение, сбор и опрессовка. Реакция проходила с умеренной интенсивностью, реагент HCI добавляли два раза по 150 кг, с интервалом через 1,5 ч с начала промывки до состояния стабилизации уровня pH. Результатом работы стал приемлемый перепад давления после химической обработки: 2,7 кг/см 2 (по сравнению с паспортным 2,5 кг/см 2). Рабочие параметры котла пришли в норму, хотя и не совпали с паспортными.

Контрольную вырезку после работ делать не стали, т.к. было проведено испытание образца: деформированный кусок экранной трубы с данного котла, который был покрыт отложениями, поместили перед промывкой в промежуточную емкость системы промывки, в которой постоянно находился рабочий раствор. После повторного щелочения визуальный осмотр трубы показал, что отложения растворились и вымылись циркулирующим раствором. Однако, после ремонтного сезона 2015 г., выяснилось, что предыдущий ремонт по замене конвективных труб принес ряд проблем, а именно: при вскрытии обнаружилось, что большое количество замененных труб оказались с уменьшенным сечением за счет застывшего металла на сечении. Проблема в том, что при подгонке труб к коллекторам пользовались электросваркой и газорезкой и не обрабатывали торцы шлифовальным инструментом (металл, который стекал при резке, застывал около края и уменьшал рабочее сечение трубы), что влияет на гидравлическое сопротивление оборудования.

Выводы

В процессе эксплуатации теплоэнергетического оборудования следует своевременно проводить обслуживание и ремонт парка, т.к. откладывание и задержки по сервису могут привести к аварийным ситуациям в период пиковых нагрузок. Необходимо проводить качественный мониторинг параметров, начиная с ввода в эксплуатацию, формировать карту пиковых значений, следить за водно-химическим режимом котельных. При выполнении ремонтных работ проверять квалификацию персонала, контролировать выполнение всех этапов работ и соблюдение технологии операций.

Литература

1. РД 34.37.402-96. Типовая инструкция по эксплуатационным химическим очисткам водогрейных котлов.

2. Программа проведения гидрохимической промывки и очистки внутренней поверхности котловых труб одного котла ПТВМ - 30М котельной № 3 городского округа Власиха.