Инструкция по щелочению паровых и водогрейных котлов

РД 34.37.408

 

Составлено трестом "Центроэнергомонтаж"

Редактор доктор тех. наук А.П. Мамет.

В инструкции приведены правила проведения предпусковой очистки паровых и водогрейных котлов щелочением. Она распространяется на паровые барабанные котлы с естественной и принудительной циркуляцией с рабочим давлением до 100 ат, а также на водогрейные котлы большой мощности (более 30 Гкал/ч).

С выпуском настоящей Инструкции отменяется "Инструкция по щелочению паровых котлов" (Госэнергоиздат 1951).

 

Утверждаю:
Главный инженер
Главного технического управления
по эксплуатации энергосистем
С.И. Молоканов

1. Общие положения

1. Щелочение применяют для удаления с внутренних поверхностей котла маслянистых, кремнекислых и иных загрязнений, а также некоторой части рыхлой ржавчины и окалины, образовавшихся при изготовлении, хранении и монтаже оборудования.

2. Образование ржавчины и других загрязнений на внутренних поверхностях котла в значительной мере зависит от способа хранения деталей и блоков котла и принимаемых мер защиты против атмосферной коррозии, а также против внесения загрязнений в процессе монтажа.

Поэтому хранение оборудования должно производиться в строгом соответствии с действующими инструкциями по хранению и консервации тепломеханического оборудования, а в процессе монтажа должны соблюдаться меры предосторожности против попадания в трубы и коллекторы песка, земли и прочих загрязнений.

3. Для повышения эффективности щелочения перед монтажом должен быть произведен тщательный осмотр внутренних поверхностей всех элементов котла и при наличии значительных загрязнений осуществлена механическая очистка (с применением ершей, щеток или шарошек) труб и барабанов, продувка воздухом или паром, отдельных труб или собранных элементов (экономайзер, экран, пароперегреватель и т.п.).

В процессе монтажа должна быть произведена проверка ("прокатка") труб шарами на незабитость, что способствует также отделению части крупных загрязнений от стенок труб.

4. Очистку внутренних поверхностей котла от рыхлой ржавчины, масел и других загрязнений производят путем обработки котла 0,5-0,8%-ным раствором едкого натра с добавлением 0,3-0,5%-ного раствора тринатрийфосфата (щелочение) с соблюдением мер предосторожности (см. приложение 1).

5. В результате щелочения, т.е. обработки внутренней поверхности котла щелочно-фосфатным раствором происходит:

а) ослабление сцепления слоя ржавчины и окалины с металлом вследствие проникания раствора щелочи в трещины, упаривания его и частичного растворения им окислов железа с образованием ферритов натрия;

б) омыление или эмульгирование маслянистых загрязнений;

в) частотное растворение кремнекислых загрязнений с образованием силикатов натрия.

Отделившиеся от поверхности металла частицы загрязнений смываются потоком циркулирующего раствора и скапливаются в нижних точках котла, откуда мелкие их фракции удаляются усиленными продувками.

6. С повышением температуры котловой воды и расхода пара из котла интенсивность удаления частиц загрязнений с внутренней поверхности котла возрастает.

Большую роль в повышении эффективности щелочения играет также режим переменных давлений (температур). Резкие изменения температуры способствуют лучшему отделению ржавчины и окалины от поверхности металла вследствие различных значений коэффициентов линейного расширения металла и его окислов.

7. Некоторое количество загрязнений, главным образом ржавчины и окалины, остается на поверхности котельного металла и удаляется лишь при последующей работе котла.

8. По степени загрязнения котлы делят на две группы:

первая - котлы, которые после их изготовления и отгрузки с завода до окончания монтажа находились в надлежащих условиях и не имеют на внутренних поверхностях значительного слоя ржавчины;

вторая - котлы, длительное время хранившиеся до начала монтажа на открытых складах, без предохранительных мер против атмосферной коррозии и имеющие большой слой ржавчины и окалины.

9. До начала щелочения монтаж котла необходимо полностью закончить, включая устройства для химического контроля за качеством воды и пара, фосфатирования и непрерывной продувки, и котел должен быть подготовлен без предварительного останова к проверке паровой плотности, которая следует за щелочением.

10. При щелочении для обеспечения наибольшей его эффективности давление в котле доводят до 75-100% рабочей величины, но не выше 25 ат.

11. При щелочении производят огневой обогрев котла. При наличии парового растопочного устройства допускается комбинированнный первоначальный разогрев котла (до 4 ат) огнем и паром. В дальнейшем производят только огневой обогрев.

12. Сушку обмуровки совмещают со щелочением котла.

13. Пароперегреватели не подвергают щелочению и не заполняются щелочным раствором. Очистку их от загрязнений производят паром во время продувки пароперегревателя и паропроводов.

14. До начала щелочения котла должна быть произведена промывка водой питательных и вспомогательных трубопроводов, а также очистка деаэраторных и иных баков во избежание заноса в очищенный котел ржавчины и иных загрязнений из питательного тракта.

Перед заполнением котла производят внутренний его осмотр с составлением акта о состоянии поверхности металла в отношении ее загрязненности.

15. Заполнение котла и его подпитку во время щелочения производят химически очищенной водой. При ее отсутствии щелочение и подпитку допускается производить в порядке исключения осветленной, сходной (сырой) водой.

16. После окончания щелочения и смени воды в котле усиленными продувками с доведением щелочности ее до эксплуатационных норы производят проверку паровой плотности с регулировкой предохранительных клапанов и продувку паропроводов. После этого воду из котла сбрасывают, вскрывают барабан и нижние коллекторы для их осмотра, чистки и промывки, затем котлы заполняют питательной водой и включают на комплексное опробование.

В отдельных случаях котлы первой группы при хорошем состоянии внутренних поверхностей (что устанавливается к концу монтажа комиссией из представителей заказчика и монтажной организации) могут быть включены на комплексное опробование без предварительного останова, но с обязательной ревизией и чисткой барабана и нижних коллекторов после скончания комплексного опробования.

17. Разрыв между окончанием щелочения и пуском котла должен превышать 10 дней. Если этот период удлиняется, необходимо произвести консервацию котла одним из известных способов либо перед пуском котла провести вторичное щелочение.

2. Подготовка котла к щелочению

18. До начала щелочения котел необходимо подвергнуть общей промывке путем заполнения его водой с последующим дренированием.

Котлы с принудительной циркуляцией следует промывать при работе циркуляционного насоса; дроссельные шайбы с фильтрами после проведения промывки должны быть очищены от задержанных ими загрязнений.

19. После водной промывки котел снова заполняют водой до появления уровня в водомерном стекле, после чего в котел вводят раствор щелочи.

20. Приготовление раствора щелочи производят в бачке объеме 0,5-1,0 мм³, подключенном к дренажным насосам параллельно дренажным бакам (рис. 1). Подачу раствора реагентов производят дренажными насосами через линию слива из котла и водяного экономайзера, либо в барабан через линию фосфатирования, либо через штуцер для предохранительного клапана.

Рис. 1. Схема приготовления и подачи раствора щелочи в котел:

1 - дренажный бак; 2 - бачок для приготовления раствора щелочи; 3 - дренажный насос

 

21. Необходимое количество реагентов (кг/м³ водяного объема) для обеих групп котлов следующее:

Едкий натр (NaOH)	Первая группа	Вторая группа
100%-ный	5	8
40%-ный	12,5	20
Тринатрийфосфат (NaPO4 ´ 12H2O)	3	5

Примечание. Котлы низкого давления (до 15 ат) можно щелочить едким натром без тринатрийфосфата, а при отсутствии едкого натра - кальцинированной содой Na₂CO₃ (с коэффициентом 1,5 по весу)

Количество реагентов для данного котла определяют, исходя из водяного объема котла до рабочего уровня (см. приложение 2).

22. В котел следует вводить сразу полное количество реагентов. Растворы реагентов следует приготовлять крепостью не выше 20%

Растворы едкого натра и тринатрийфосфата следует приготовлять и вводить в котел раздельно во избежание кристаллизации фосфата в подающей трубе.

Раствор фосфата приготовляют на горячей воде.

Ввод реагентов в котел в сухом виде не допускается.

23. При растворении и вводе реагентов в котел необходимо соблюдать соответствующие правила техники безопасности

24. После ввода реагентов котел должен быть подпитан водой низшего уровня. Подпитки производят через водяной экономайзер.

В связи с тем, что при щелочении котла часто происходит забивание водоуказательных приборов и потеря прозрачности стекла или воды, должно быть не больше двух колонок, действующих во время щелочения.

25. В течение всего периода щелочения линия рециркуляции между котлом и водяным экономайзером должна быть открытой, за исключением момента подпитки котла (рециркуляцию в этот момент необходимо закрыть).

26. Для подпитки котла при щелочении может быть использован временный насос соответствующей производительности и напора; подпитку можно также производить от питательных насосов действующих котлов.

27. Внутрибарабанные сепарационные устройства у обеих групп котлов на весь период щелочения остаются смонтированными, а у котлов с принудительной циркуляцией до начала щелочения должны быть сняты фильтры.

28. До начала щелочения должны быть составлены рабочая программа и график щелочения, которые утверждаются главным инженером электростанции (котельной) и главным инженером монтажного участка.

3. Режим щелочения паровых котлов

29. После ввода в котел щелочи и заполнения его водой до низшего уровня, начинают огневой обогрев с постепенным повышением давления в котле. Перед этим должна быть открыта продувка пароперегревателя.

30. После повышения давления до 3 ат производят обтяжку фланцевых соединений и люковых затворов котла с мягкими прокладками. Соединения с металлическими прокладками обтягивают только в холодном состоянии после остывания котла.

31. Огневой обогрев нужно вести так, чтобы не было опасного перегрева металла трубок пароперегревателя, при этом не допускать повышения температуры газов перед пароперегревателем более 500 °С.

32. Для обеспечения циркуляции раствора и смывания им отставших частиц ржавчины и окалины со стенок котла следует при щелочении доводить нагрузку котла до 5-10% номинальной, сбрасывая пар через продувку пароперегревателя или растопочное устройство.

33. Во время всего процесса щелочения необходимо следить за уровнем воды (по водоуказательной колонке), не допуская перепитки котла и попадания щелочного раствора в пароперегреватель.

34. Последовательность и продолжительность (в часах) отдельных операций щелочения котлов обеих групп следующая (рис. 2):

Рис. 2. График щелочения парового котла

 

	Первая группа	Вторая группа
Холодная промывка котла	4	4
Ввод раствор реагентов	4	4
Растопка котла, постепенный подъем давления до 3-4 ат; щелочение при этом давлении и нагрузке котла, равной ?-10% номинальной; обтяжка фланцевых соединений	12	12
Снижение давления до атмосферного и продувка котла из нижних точек	1	1
Подъем давления до 10-15 ат; щелочение при этом давлении и нагрузке котла, равной ?-10% номинальной	8	12
Снижение давления до 2-3 ат продувка котла из нижних точек при погашенной топке	1	1
Новый подъем давления до 20-25 ат (для котлов с давлением в 40 ат и выше) и щелочение при этом давлении и вышеуказанном расходе пара	6	12
Смена котловой воды при тех же параметрах путем многократных продувок через нижние точки котла и устройства непрерывной продувки с последующими подпитками и доведением щелочности котловой воды до эксплуатационной нормы	6	6
Итого
Подъем давления на котле для проверки паровой плотности, регулирование предохранительных клапанов, продувка паропроводов	42	52
Расхолаживание котла, сброс воды, вскрытие барабана и нижних коллекторов для осмотра и чистки	-	-

Примечания: 1. В отдельных случаях для котлов первой группы последние операции могут быть произведены после комплексного опробования.

2. Указанная продолжительность щелочения является ориентировочной и в зависимости от местных условий может изменяться в пределах 20%.

35. Щелочность котловой воды во время щелочения (до начала смены воды в котле) не должна быть менее 75 мг-экв/кг (щелочное число 3000 мг/кг). Если щелочность снизится ниже этой величины, то нужно ввести дополнительное количество щелочи.

36. Первые продувки котла из нижних точек производят через 12 ч посла начала щелочения, затем еще через 8-12 ч; наиболее интенсивные продувки как из нижних точек, так и через непрерывную продувку производят к концу щелочения с целью удаления наибольшего количества шлама и смены воды в котле с доведением щелочности до эксплуатационной нормы.

37. При забивании шламом каких-либо продувочных точек котла их следует прочистить питательной водой (под напором), которая для этой цели должна быть подведена в дренажное кольцо котла.

38. Интенсивные продувки котла из нижних точек должны быть произведены также после окончания продувки паропроводов, когда происходит взмучивание осадков в нижних коллекторах и барабанах.

39. При щелочении котлов с принудительной циркуляцией продувки из нижних коллекторов следует производить при погашенной топке и остановленном циркуляционном насосе.

40. Если щелочение производилось на исходной (сырой) воде, то для проведения проверки паровой плотности и продувки паропроводов котла необходимо сырую воду заменить химически очищенной или конденсатом.

41. По окончании проверки паровой плотности и продувки паропроводов производят вскрытие и очистку барабана и нижних коллекторов (см. п. 16). При необходимости съемные части внутрибарабаннго устройства для лучшей их очистки и промывки могут быть разобраны.

42. После промывки и очистки нижних коллекторов дренажная арматура котла должна быть подвергнута ревизии. Необходимо также произвести контрольную разборку водоуказательных колонок в связи с возможностью забивания их шламом в процессе щелочения котла. Должны быть также промыты патрубки для подсоединения водоуказательных колонок к барабану.

43. Состояние поверхности нагрева котла после щелочения и промывки должно быть зафиксировано актом, составленным представителями эксплуатации, монтирующей и наладочной организаций.

4. Режим щелочения водогрейных котлов

44. Перед включением в работу на теплосеть водогрейные котлы ТВМ и ТВГМ должны подвергаться водной и щелочной промывкам по внутреннему циркуляционному контуру (без теплосети) через временную перемычку диаметром 150-200 мм, смонтированную перед отключающими задвижками теплосети. В промывочный контур входят всасывающие и напорные трубопроводы сетевых и рециркуляционных насосов, котлы, технологические перемычки, подогреватели и грязевик (рис. 3).

Рис. 3. Принципиальная схема промывки котлов ПТВМ

1 - грязевик; 2 - сетевой насос; 3 - насос рециркуляции; 4 -температурная перемычка; 5 - временная перемычка; 6 - запорная задвижка теплосети; 7 - бачок для раствора щелочи

 

45. Водную и щелочную промывки осуществляют сетевым насосом. Первоначальную водную промывку и последующую отмывку после щелочения производят при расходе воды выше номинального для создания в котле и промываемых трубопроводах необходимой скорости движения среды.

46. Как правило, производят промывку сразу двух котлов. При неготовности второго котла промывку его, а также последующих котлов производят при отключенной внешней теплосети.

47. Водную и щелочную промывки производят непосредственно перед пуском котла в работу. Разрыв между пуском котла и щелочением не должен быть более 10 дней. При более продолжительном разрыве должна быть произведена консервация котла или повторное щелочение его перед пуском.

48. Перед началом водной промывки долины быть выполнены:

а) монтаж указанной в п. 44 временной перемычки;

б) установка в грязевике поверх имеющейся дополнительной мелкой сетки с ячейками 1-2 мм, удаляемой после промывки; каких-либо других дополнительных сеток перед котлом не требуется;

в) окончание всех технологических и иных врезок (для КИП и автоматики);

г) монтаж и наладка регулятора давления подпитки.

Перед началом щелочения должны быть включены в работу контрольно-измерительные приборы (расходомер воды, манометры и термометры на входе и выходе воды из котла), а также импульсная защита котла, воздействующая на подачу топлива.

49. Перед началом водной промывки внутренний циркуляционный контур заполняют осветленной водой при открытых воздушниках. Сетевой циркуляционный насос включают и производят прокачку воды через контур с максимально возможным расходом. Во время водной промывки следует систематически продувать все нижние точки котла и дренажи трубопроводов для удаления грязи с одновременной подпиткой воды для поддержания давления в контуре. Дренаж грязевика во время промывки должен быть постоянно открытым.

Примечание. Если производительность подпиточных насосов достаточно велика, чтобы обеспечить подачу воды для промывки по разомкнутому контуру, следует выполнить временный сбросной трубопровод и промывку первое время производить со сбросом воды из промываемого контура. Водную промывку производить до полного осветления циркулирующей воды и достижения показателей ее качества исходных величин. Продолжительность водной промывки 8-12 ч в зависимости от длины и диаметров трубопроводов контура.

50. Если схемой предусмотрена технологическая перемычка циркуляционной воды помимо котла (см. рис. 3), целесообразно вести промывку сначала через эту перемычку, а после осветления воды заполнить и промыть котел.

51. При подготовке к промывке следует учитывать, по какой схеме циркуляции (двух- или четырехходовой) будет работать котел, так как от этого зависит величина номинального расхода вода через котел.

52. После окончания водной промывки воду из контура спускают, вскрывают грязевик для очистки и осмотра, устанавливают измерительные диафрагмы, после чего приступают к щелочению.

53. Щелочение водогрейных котлов осуществляют путем циркуляции в промывочном контуре 0,5-0,8%-ного (5-8 кг/м³) раствора едкого натра.

Раствор щелочи (20%-ный) приготовляют в небольшой емкости (1-2 м³); целесообразно вводить его в освобожденный от воды коллектор сетевых насосов или в грязевик через воздушник.

После заполнения контура горячей водой (если таковая имеется), или холодной осветленной водой пускают сетевой насос, устанавливают определенный расход воды (не ниже номинального) и производят подогрев циркулирующего раствора до 90-110°С. Подогрев можно осуществлять огневой либо паром с давлением 5-8 ата посредством барботирования во всасывающий коллектор сетевых насосов. Продолжительность щелочения устанавливают в пределах 8-12 ч в зависимости от степени загрязненности поверхностей нагрева котла. Первые продувки через нижние точки котла и дренажи трубопроводов производят через 4-6 ч после, начала щелочения; далее через каждые 2 ч.

После окончания щелочения раствор щелочи вытесняют химически очищенной водой и отмывают контур от грязи при полностью открытых дренажах и циркуляции раствора в контуре. Сброс раствора производят с помощью специального сбросного трубопровода, если таковой имеется. Подпитку контура в это время производят химически очищенной водой. Отмывку производят до получения качества циркуляционной воды, соответствующего эксплуатационным нормам. После окончания отмывки вскрывают грязевик, очищают и снимают мелкую сетку. Затем котел может быть растоплен для включения в теплосеть.

5. Химический контроль при щелочении

54. Объем и периодичность химического контроля приведены в таблице.

Наименование операции	Место отбора пробы	Периодичность отбора	Определяемый показатель
Водная промывка с циркуляцией (для котлов с принудительной циркуляцией и водогрейных котлов)	Из циркуляционного насоса	Через 30 мин	Прозрачность
Ввод реагентов	Из барабана или из насоса	-	Щелочность, фосфаты
Первая фаза щелочения	То же	Через 2 ч	Щелочность (железо, кремнекислота - 1 раз в конце фазы)
Вторая фаза щелочения	-“-	Через 2 ч	Щелочность
	Насыщенный пар из пробоотборника	Через 1 ч	Щелочность по фенолфталеину и метилоранжу
Третья фаза щелочения	Из барабана	Через 2 ч	Щелочность (железо, SiO3 - 1 раз в конце фазы)
	Насыщенный пар из пробоотборника	Через 1 ч	Щелочность по фенолфталеину и метилоранжу
Обмен котловой воды	Из барабана	Через 30 мин	Щелочность, прозрачность
Продувка паропроводов	Насыщенный пар из пробоотборника	Через 5-10 мин	Щелочность по фенолфталеину и метилоранжу

Примечание. Определение концентраций железа и кремнекислоты в котловой воде производят по возможности.

Приложение 1

Меры предосторожности при работе со щелочами

1. Персонал, занятый приготовлением раствора щелочи и вводом его в котел, должен быть заранее проинструктирован по действующим правилам безопасности при обращении со щелочами. Работы эти производятся под наблюдением ответственного лица.

2. Раскалывание на куски твердого каустика должно производятся в специально выделенном для этого месте. При раскалывании кусков каустика необходимо обертывать их тряпками для предотвращения разлетания мелких кусочков.

3. Для растворения каустика, находящегося в барабане, предварительно вскрытый барабан устанавливают в опрокинутом положении над люком бака, закрепляют его и подводят под отверстие барабана паровую трубку с загнутым кверху концом при пропускании струи пара образующийся раствор щелочи стекает в бак.

4. Персонал, занятый на этих работах, должен быть обеспечен специальной одеждой: брезентовыми костюмами, резиновыми фартуками, перчатками, сапогами, а также защитными очками.

5. У рабочего места необходимо иметь: раствор борной кислоты (2%-ный) и раствор уксусной кислоты (1%-ный). При попадании щелочи на кожу необходимо промыть пораженное место водой, затем 1%-ным раствором уксусной кислоты. При попадании щелочи в глаза необходимо промыть их сначала водой, а затем 2% -ным раствором борной кислоты.

 

Приложение 2

Расход реагентов на щелочение котла

Тип котла	Водяной объем, м3	Расход реагента, кг, при дозировке, кг/м3
		1	2	3	4	5	6	7
ТП-80	115	115	230	345	460	575	690	805
ТП-82	115	115	230	345	460	575	690	805
ТП-10	88,2	88	176	265	358	441	529	617
ТП-12	85	85	170	255	340	425	510	595
ТП-15	87,4	87	175	262	350	437	524	612
TП-230-2	71,6	72	143	215	286	385	430	501
ТП-170-1	56,7	57	113	170	227	284	340	397
ТП-200-2	67	67	134	201	268	335	402	469
ТП-150-1	52	52	104	156	208	260	312	364
ПК-10, ПК-10-2	61	61	122	183	244	305	366	427
ПК-14, ПК-14-2	63	63	126	189	252	315	378	441
ПК-19, ПК-19-2	57	57	114	171	228	235	342	399
ПК-20, ПК-20-2	58	58	116	174	232	290	348	406
БКЗ-220-100Ф	66	66	132	198	264	330	396	462
БКЗ-210-100Ф	64	64	128	192	256	320	384	448
БКЗ-160-100Ф	48	48	96	144	192	240	288	336
БКЗ-75-89-ФБ	30	30	60	90	120	150	180	210
ЦКТИ-75-39Ф	30,4	30	61	91	122	152	182	213
БКЗ-75-39СЛ	32,6	33	65	98	130	163	196	228
БКЗ-50-39Ф	21,2	21	42	64	85	106	127	143
ТП-35У	13,3	13	27	40	53	67	80	93
ТС-35У	13,07	13	27	39	52	65	78	92
ТП-20-У	9,33	9	19	28	87	47	56	65
ТС-20-У	10,73	11	21	32	43	54	64	75
ДКВР-10-15	8,6	9	17	26	34	43	52	77
ДКВР-6,5-13	7,5	8	15	33	30	38	45	60
ДКВР-4-13	5,4	5	11	16	22	27	32	49
ДКВР-2,5-13	3,6	4	7	11	14	18	22	32