ОЧИСТКА ТЕПЛООБМЕННИКОВ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫВКОЙ

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ИНСТРУКЦИЯ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

На долю тепловой энергетики в виде горячей воды или пара приходится значительная часть расходов любого промышленного предприятия. В этой связи увеличение эффективности использования теплоэнергетического оборудования, а в конечном итоге снижение энергозатрат, является важнейшей задачей предприятий и коммунального хозяйства. Перерасход топлива в зависимости от степени загрязнения виден из следующей таблицы.

Таблица: Зависимость перерасхода топлива от толщины накипи.

Рост цен на топливо делает актуальной задачу минимизации потерь тепла при его выработке и транспортировке к потребителю. Поэтому для эксплуатирующих теплоэнергетическое оборудование организаций одним из важнейших путей снижения себестоимости производства является поддержание оборудования и теплотрасс в надлежащем состоянии.

Химическая промывка теплообменного оборудования является эффективным способом снижения тепловых потерь. Она может применяться для следующего теплоэнергетического оборудования:

• Пароводяные, водо-водяные и другие теплообменники, бойлеры;
• Паровые и водогрейные котлы низкого, среднего и высокого давления на котельнях ведомственного и муниципального подчинения, различных промышленных и сельскохозяйственных организаций;
• Участки теплотрасс, трубопроводы холодной и горячей воды, системы отопления жилых домов и производственных зданий.

Задачей промывки теплообменного оборудования является удаление из емкостей, трубопроводов, пластин, арматуры накипи, шлама, продуктов коррозии и биоорганизмов с целью обеспечения нормальной циркуляции воды в системе и повышения теплопередачи.

2. СХЕМА ПРОМЫВКИ И ОБОРУДОВАНИЕ

Технология очистки теплообменников и котлов с использованием кислотных средств предусматривает химический анализ отложений с вырезок наиболее загрязненных и термонапряженных участков (в некоторых случаях допустим анализ соскобов). На основании анализа определяется степень разбавления, рабочая температура, количество реагента, время обработки, способ нейтрализации отработанного раствора. Параметры промывки уточняются проведением полного цикла обработки на небольших количествах отложений.

Важным условием для разработки технологии очистки является учет в конкретном случае марки котла или теплообменника, его объема, поверхности нагрева, времени использования после последней очистки, наличие готовой системы и оборудования (бак, насос, трубопроводы) для промывки.

Для очистки монтируется временная циркуляционная система, состоящая из бака для рабочего раствора, насоса для подачи моющего средства из бака в котел, трубопроводов (шлангов) и запорной арматуры. Система должна обеспечивать:

- приготовление рабочего раствора;

- подогрев рабочего раствора (при необходимости);

- длительную циркуляцию;

- контроль за составом и поддозировку реагентов;

- возможность отключения циркуляции;

- слив раствора в бак нейтрализатор и в дренаж;

- подачу холодной и горячей воды.

Временный циркуляционный контур монтируется по следующей схеме (рисунок 1)

При отсутствии заранее смонтированных для подвода рабочего раствора и слива в бак в контурах межтрубного и трубного пространства подсоединительных фланцев они ввариваются. Места вварки определяются отдельно в каждом конкретном случае. Их месторасположение выбирается из соображений минимизации побочного объема трубопроводов и удобства монтажа.

Нагнетающие и сливные магистрали изготавливаются из трубопроводов диаметром не менее 3/4” или кислотостойких мягких рукавов.

Для раздельной промывки межтрубного и трубного пространства каждый контур монтируется поочередно или снабжается запорным вентелем.

Кислотостойкий насос должен обеспечивать давление на выходе не менее 2 атм и расход рабочего раствора, соответствующий не менее трехкратной прокачки в час всего контура. При этом насос должен обеспечивать скорость движения раствора в очищаемых элементах оборудования 0,3-0,5 м/с

Бак для рабочего раствора изготавливается из кислотоупорных материалов емкостью не менее 1/3 от объема теплообменника или иного очищаемого оборудования.

В случае очистки бойлера подогретым раствором, в баке монтируется система подогрева из трубопроводов и подключается к теплоносителю- горячей воде или пару.

Окончательно смонтированный контур должен быть опрессован водой до заливки химических реагентов.

Выбор схема промывки противотоком определяется степенью загрязненности трубопроводов в каждом конкретном случае.

Рисунок 1

Схема монтажа оборудования для химической очистки теплообменников

3. ХИМИЧЕСКИЕ РЕАГЕНТЫ

Средства чистящие жидкие универсальные кислотные ТУ 2383-004- 18274330 –99 представляют собой водо-растворимые, взрыво- пожаробезопасные и биоразлагаемые жидкости, производимые на основе неорганических и органических кислот, неионогенных поверхностно-активных веществ и специальных добавок.

Чистящие средства являются смесью умеренно опасных и малоопасных веществ (3 и 4 класс опасности по ГОСТ 121007) широко применяемых при производстве аналогичных средств. Показатель активности водородных ионов 1%-го раствора чистящих средств находится в пределах 2,0-3,1 единиц рН. Остаточное количество синтетических ПАВ в смывных водах составляет не более 0,1 мг/л. Чистящие средства аллергизирующим и кожно-раздражающим действием, в рабочих концентрациях, на организм не обладают.

Отложения в теплообменниках носят характер наслоений и гематитов и обычно состоят из окиси кальция СаО, сульфатов SO3, окиси железа Fe2O3, окиси меди СuО.

Выбор реагентов для очистки зависит от материалов, из которых изготовлен теплообменник. Для оборудования, не содержащего цветные металлы и изготовленного из углеродистых сталей используется средство «Бойлер-Очиститель», для содержащего латунные, медные сплавы и нержавеющие стали – «Чистюля-Накипь». Первый раствор применяется в основном для котлов и трубчатых бойлеров, второй – для пластинчатых.

Основой средства «Бойлер-Очиститель» является соляная кислота с комплексом ингибиторов коррозии и дополнительных добавок, усиливающих проникающую способность и моющую активность раствора.

Основу средства «АнтиНакипь» составляют ортофосфорная и муравьиная кислоты. В состав включены эффективные ингибиторы и моющие присадки.

Для ощелачивания промытого объема и консервации используется концентрированное, щелочное жидкое средство «Очиститель металла». В состав входят неионогенные поверхностно-активные вещества, ингибиторы и консерванты.

Все средства выпускаются в концентрированной форме и рабочий раствор готовится непосредственно на месте путем введения концентрата средства в воду.

Рекомендуемые концентрации приведены в таблице и уточняются для каждого конкретного объекта в зависимости от состава и количества загрязнений.

Таблица. Рекомендуемые рабочие растворы

Сниженные концентрации раствора в начале промывки применяются для сильно загрязненных бойлеров с большими наслоениями и малым проходным сечением трубок во избежание их закупоривания при интенсивном удалении загрязнений.

При подогреве рабочего раствора до указанных температур концентрации могут быть снижены на 20-25%.

4. ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССА ПРОМЫВКИ

Подготовка бойлера

Перед началом работ необходимо убедится в работоспособности вентилей бойлера с целью создания изолированного контура межтрубного или трубного пространства. В случае отсутствия вентилей или при их значительном удалении от промываемого контура для уменьшения балластного объема в разъемы трубопроводов или калачей установить технологические заглушки.

Вскрыть калач или трубопровод и визуально определить степень и толщину наслоений. Взять соскоб (в случае, если невозможна вырезка образца) и проверить в лабораторных условиях скорость и степень его растворения при различных концентрациях реагента.

Монтаж временного контура

Перед монтажем временного циркуляционного контура в помещении бойлерной расстанавливается оборудование в соответствии со следующими требованиями:

- Бак для рабочего раствора устанавливается в непосредственной близости от объекта промывки и вентиль слива соединяется с промежуточной емкостью.

- Насос устанавливается выше уровня пола на 10-15 см не ближе 2,0 м от бака с раствором. Насос подключается к электросети через автомат защиты сети от перегрузок водозащищенным электрокабелем соответствующим мощности насоса. После установки производится холостой пуск насоса для контроля балансировки.

- Ввариваются в контур трубопроводов бойлера входной и выходной патрубки с диаметром входного не менее 3/4” а выходного 2”.

- Производится монтаж нагнетающей и сливной магистралей.

После монтажа временного контура производится его опрессовка водой на при давлении в магистрали не ниже 4 атм. Течи устраняются.

Замеряется перепад давления на теплообменнике до промывки.

В сливную магистраль устанавливается счетчик воды и при сливе технологической воды при опрессовки уточняется полный объем временного контура.

При подогреве раствора монтируется подогревающий контур и его работа опробывается на технологической воде.

Подготовка рабочего раствора

Для полного заполнения объема контура расчитывается необходимое количество воды и реагента.

Для подготовки рабочего раствора в бак заливается 50% по его объему воды и вводится реагент из расчета необходимой концентрации раствора. Затем производится доливка воды но не более, чем на ¾ объема бака.

При подогреве раствора включается циркуляция теплоносителя и раствор разогревается до необходимой температуры.

Промывка теплообменника

Промывка теплообменника начинается с заполнения контура рабочим раствором с начальной концентрацией. По мере поступления раствора в контур и падения уровня в баке проводится долив реагента и воды до установленного объема.

При промывке с пониженной начальной концентрацией после трехкратной прокачки раствора в контуре производится контроль РН. В случае падения на 25% и более

производится поддозировка раствора. При падении концентрации на 10-15% производится поддозировка раствора до рабочей концентрации.

Контроль раствора ведется после каждых трех полных прокачек контура но не реже одного раза в час.

Окончание промывки определяется первоначально по расчетным данным лабораторного анализа загрязнений. Промывка прекращается, если в течении двух последних часов наблюдалось отсутствие падения кислотности рабочего раствора.

Сброс рабочего раствора начинается после его отстоя не менее двух часов. Отстой сливается в отдельную емкость. Включается циркуляция раствора и концентрация рабочего раствора в контуре доводится путем разбавления водой до необходимого значения с одновременной промывкой контура до получения чистой воды на сливе. Скорость сброса устанавливается сливным вентилем. Во время сброса осуществляется постоянный контроль раствора.

При предусмотренном технологией процессом щелочения раствор готовится и сбрасывается аналогичным образом.

Промытый теплообменник должен быть заполнен технологической водой и замерен перепад давления.

Разборка временного контура осуществляется в обратном порядке.

Контроль кислотности раствора

Контроль РН раствора осуществляется грубо по лакмусовой бумажке сравнением с эталоном и точно лабораторным способом.

При лабораторном контроле 1 см3 рабочего раствора, содержащего муравьиную или соляную кислоту помещают в мерную колбу 1-100-2 и доводят объем до метки дистиллированной водой. 10 см3 полученного раствора пипеткой помещают в коническую колбу и добавляют 50-60 см3 дистиллированной воды, 2-3 капли раствора фенолфталеина и титруют раствором гидроксида натрия до появления малинового окрашивания.

Содержание соляной кислоты (Х1,%), определяют по формуле:

Х1= (Vх0,00365х100х100)/(1хрх10)

Содержание муравьиной кислоты (Х2,%), определяют по формуле :

Х2 = (Vх0,0046х100х100)/(1хрх10)

где:

V- объем раствора гидроксида натрия концентрации точно с( NaOH) = 01моль/дм3 израсходованный на титрование, см3

р- плотность средства, г/ см3 ;

0,00365- масса НСl, соответствующая 1 см3 раствора гидрооксида натрия с молярной концентраций 0,1 моль/ дм3

0,0046- масса НСООН, соответствующая 1 см3 раствора гидрооксида натрия с молярной концентраций 0,1 моль/ дм3

6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

При производстве работ следует соблюдать следующие меры предосторожности.

•  Производственные помещения должны быть оборудованы механической общей приточно-вытяжной вентиляцией по ГОСТ 12.4.021.
•  Производственные помещения должны быть обеспечены водой питьевой по ГОСТ 2874.
•  Оборудование и коммуникации должны быть заземлены от статического электричества по ГОСТ 12.1.018.
•  Производственное оборудование должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003.
•  Рабочие должны быть обеспечены индивидуальными средствами защиты по ГОСТ 20010 и ГОСТ 12.4.013, спецодеждой по ГОСТ 29057 и ГОСТ 29058.
•  При попадании реагентов на кожу – смыть водой, при попадании в глаза- тщательно промыть проточной водой. В случае необходимости обратиться к врачу.
•  К работе допускаются лица прошедшие инструктаж по технике безопасности по ГОСТ 12.0.004.