Способ подготовки питательной воды для змеевиковых парогенераторов низкого давления


 


Владельцы патента RU 2613356:

Публичное акционерное общество Научный центр "Малотоннажная химия" (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "Тепло-ЭнергоСервис" (RU)

Изобретение относится к технике получения насыщенного водяного пара. Способ подготовки питательной воды для змеевиковых парогенераторов низкого давления заключается в том, что в питательную воду добавляют химические реагенты, при этом в питательную воду добавляют два химических реагента: АМИНАТ™КО-2 для дообескислороживания питательной воды и АМИНАТ™КО-3п для предотвращения накипеобразования и корректировки рН питательной воды, при этом дозу химического реагента АМИНАТ™КО-2 рассчитывают по формуле: DКО-2=8×О2+i, мг/дм3, где О2 - содержание кислорода в питательной воде в мг/дм3; i - избыток реагента АМИНАТ™КО-2, мг/дм3, который составляет в питательной воде - в пределах 5-15 мг/дм3, а в котловой воде - в пределах 10-25 мг/дм3, а дозу химического реагента АМИНАТ™КО-3п рассчитывают по формуле: DКО-3П=186×(Жпит.вост.)+6,7СFe, мг/дм3, где: Жпит.в. - жесткость питательной воды, мг-экв/дм3; Жост. - остаточная жесткость, мг-экв/дм3; СFe - содержание железа в питательной воде в мг/дм3. Изобретение направлено на предотвращение процессов накипеобразования и коррозии на теплопередающих поверхностях змеевиковых парогенераторов низкого давления.

 

Изобретение относится к технике получения насыщенного водяного пара для технологических нужд различных производств и может быть использовано в химической, деревообрабатывающей, пищевой, нефтедобывающей промышленности, производстве стройматериалов и других отраслях экономики; устанавливается на месте потребления пара. В настоящее время на промышленных предприятиях все большее применение находят змеевиковые парогенераторы (ПГ) низких давлений (ниже 3,8 МПа). Широкому внедрению этих котлов способствовали их преимущества: пар генерируется через несколько минут после включения котла, экономный расход топлива, малые габариты, простота эксплуатации и технического обслуживания т.п. Однако вопросу организации надежного водно-химического режима змеевиковых парогенераторов как зарубежные, так и отечественные производители не уделяют достаточного внимания. При этом требования к качеству питательной и котловой воды ПГ, предъявляемые различными производителями, так же подчас не обоснованы и не могут обеспечивать надежную работу парогенераторов.

Известен способ работы змеевикового парогенератора низкого давления, заключающийся в том, что в кольцевом пространстве модуля низкого давления, образованного цилиндрическими обечайками, питательная вода подогревается продуктами сгорания до 85-95°С; при температуре 100°С питательная вода закипает и дегазируется, при этом из нее выпадает накипь (см. патент RU №2515877, кл. F22B 27/00, опубл. 20.05.2014).

Этот технологический прием может быть применен в тех случаях, когда конденсат возвращается в котельную. Однако данный способ не позволяет проводить подготовку питательной воды, которая обеспечивала бы работу парогенератора без образования накипи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подготовки питательной воды для змеевиковых парогенераторов низкого давления, заключающийся в том, что в питательную воду добавляют химические реагенты (см. патент RU №2029880, кл. F02G 5/04, опубл. 27.02.1995).

Сравнительно низкий температурный напор в змеевиковой части и объемное парообразование с последующим перегревом пара в камере пароперегревателя, сравнительно низкий температурный режим (200-400°С) проточной части турбины в сочетании с моющими способностями пара создают условия применения питательной воды с более низкими качествами. В описываемой в патенте установке выпускные газы захватывают в заданном количестве гранулы сыпучего материала, смешиваются с ними и нагревают их и затем гранулы вдуваются на высокой скорости в воду, вызывая парообразование на поверхности гранул и отложение как накипеобразующих, так и растворимых соединений, при этом и в объеме нагреваемой воды выделяются накипеобразующие соединения. Перепад сопряженных давлений для растворов с различным потенциалом рН дает возможность использовать работу парообразования раствора с большим рН для привода клапанов, дозирующих щелочной раствор с заданной рН в последующем процессе нейтрализации.

Однако данный способ подготовки воды с применением гранул и подачей щелочных растворов достаточно сложен, что сужает область его использования.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат заключается в предотвращении процессов накипеобразования и коррозии на теплопередающих поверхностях змеевиковых парогенераторов низкого давления.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ подготовки питательной воды для змеевиковых парогенераторов низкого давления заключается в том, что в питательную воду добавляют химические реагенты, при этом в питательную воду добавляют два химических реагента: АМИНАТ™КО-2 для дообескислороживания питательной воды и АМИНАТ™КО-3п для предотвращения накипеобразования и корректировки рН питательной воды, при этом дозу химического реагента АМИНАТ™КО-2 рассчитывают по формуле:

DКО-2=8×О2+i, мг/дм3

где О2 - содержание кислорода в питательной воде в мг/дм3;

i - избыток реагента АМИНАТ™КО-2, мг/дм3, который составляет в питательной воде - в пределах 5-15 мг/дм3, а в котловой воде - в пределах 10-25 мг/дм3,

а дозу химического реагента АМИНАТ™КО-3п рассчитывают по формуле:

DКО-3П=186×(Жпит.вост.)+6,7CFe, мг/дм3,

где Жпит.в. - жесткость питательной воды, мг-экв/дм3;

Жост. - остаточная жесткость, мг-экв/дм3;

CFe - содержание железа в питательной воде в мг/дм3.

В отличие от барабанных котлов в змеевиковых паровых котлах нагрев и испарение воды осуществляется за один проход среды по тракту, т.е. питательная вода, пройдя последовательно все поверхности нагрева, целиком превращается в пар. Движение теплоносителя - воды, пароводяной смеси и пара - осуществляется за счет принудительной циркуляции, создаваемой насосом.

При этом примеси, поступающие с питательной водой, не могут быть выведены из котла с продувкой части котловой воды, как у барабанных паровых котлов. Поэтому часть примесей может осаждаться на внутренней поверхности труб, а часть уноситься с паром. В связи с этим требования к качеству питательной воды должны быть более жесткими, обеспечивая получение чистого пара и ограничение образования отложений в змеевиках котлов. Поэтому для змеевиковых парогенераторов необходимо разрабатывать коррекционные водно-химические режимы, обеспечивающие безнакипные условия их работы.

Анализ различных химических реагентов для коррекционной обработки питательной воды змеевиковых парогенераторов показал, что в качестве реагентов для связывания кислорода может быть использован химический реагент на основе метабисульфита натрия АМИНАТ™КО-2.

Было также установлено, что для предотвращения накипеобразования в змеевиковых ПГ может быть использован химический реагент АМИНАТ™КО-3п на основе натриевых солей органических комплексообразователей с различной степенью замещения. Реагент обеспечивает безнакипный режим работы ПГ за счет перевода катионов жесткости и продуктов коррозии в растворенное состояние. Доза реагента рассчитывается на основании значений жесткости и содержания железа в питательной воде.

Использование реагента позволяет не ограничивать коэффициент упаривания воды в котловой воде ПГ при любой схеме водоподготовки (ВПУ). Дозирование реагента возможно как постоянно, так и периодически в зависимости от компонентного состава ионов-накипеобразователей. Единственным ограничением применения АМИНАТа™КО-3п является присутствие в контуре ПГ элементов оборудования, выполненных из медьсодержащих сплавов.

Корректировка степени замещения комплексообразователя в составе АМИНАТа™КО-3п позволяет поддерживать значение рН питательной воды в нормируемых пределах 8,5-10,0.

В процессе реализации описываемого способа подготовки питательной воды для змеевиковых парогенераторов низкого давления в питательную воду добавляют два химических реагента: АМИНАТ™КО-2 (ТУ 2149-098-17965829-2013) для дообескислороживания питательной воды и АМИНАТ™КО-3п (ТУ 2149-099-17965829-2013) для предотвращения накипеобразования и корректировки рН питательной воды, при этом дозу химического реагента АМИНАТ™КО-2 рассчитывают по формуле:

DКО-2=8×О2+i, мг/дм3

где О2 - содержание кислорода в питательной воде в мг/дм3;

i - избыток реагента АМИНАТ™КО-2, мг/дм3, который составляет в питательной воде - в пределах 5-15 мг/дм3, а в котловой воде - в пределах 10-25 мг/дм3,

а дозу химического реагента АМИНАТа™КО-3п рассчитывается по формуле:

ВКО-3п=186×(Жпит.вост.)+6,7CFe, мг/дм3,

где Жпит.в. - жесткость питательной воды, мг-экв/дм3;

Жост. - остаточная жесткость, мг-экв/дм3;

СFe - содержание железа в питательной воде в мг/дм3.

Приведенные формулы составлены на основании стехиометрических соотношений химического связывания кислорода и комплексообразования катионов жесткости и железа при дозировании реагентов и подтверждаются результатами внедрения.

При этом использование приготовленной предлагаемым способом питательной воды на действующих парогенераторах показало возможность надежной работы змеевиковых парогенераторов в условиях ограничения процессов коррозии и накипеобразования на теплопередающих поверхностях. В таблице 1 приведены результаты испытаний ПГ при различной жесткости питательной воды и содержании кислорода в воде. Для оценки эффективности предлагаемого способа обработки воды использовалась величина интенсивности накипеобразования, допустимое значение которой не должна превышать значения 0,1 г/м2ч.

При расчете дозы реагента АМИНАТа™КО-2 величина избытка принималась - 5 мг/дм3. Доза АМИНАТ™КО-3п рассчитывалась из условия, чтобы величина интенсивности накипеобразования не превышала допустимой величины.

Как показали результаты испытаний, при остаточной жесткости в питательной воде не более 0,01 мг-экв/дм3 интенсивность накипеобразования не превышает допустимой величины.

Настоящее изобретение может быть использовано на промышленных предприятиях, где используются змеевиковые парогенераторы низких давлений (ниже 3,8 МПа).

Способ подготовки питательной воды для змеевиковых парогенераторов низкого давления, заключающийся в том, что в питательную воду добавляют химические реагенты, отличающийся тем, что в питательную воду добавляют два химических реагента: АМИНАТ™КО-2 для дообескислороживания питательной воды и АМИНАТ™КО-3п для предотвращения накипеобразования и корректировки рН питательной воды, при этом дозу химического реагента АМИНАТ™КО-2 рассчитывают по формуле:

DKO-2=8×O2+i, мг/дм3

где О2 - содержание кислорода в питательной воде в мг/дм3;

i - избыток реагента АМИНАТ™КО-2, мг/дм3, который составляет в питательной воде - в пределах 5-15 мг/дм3, а в котловой воде - в пределах 10-25 мг/дм3,

а дозу химического реагента АМИНАТ™КО-3п рассчитывается по формуле:

DКО-3П=186×(Жпит.вост.)+6,7CFe, мг/дм3,

где: Жпит.в. - жесткость питательной воды, мг-экв/дм3;

Жост. - остаточная жесткость, мг-экв/дм3;

С - содержание железа в питательной воде в мг/дм3.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а конкретно к котлостроению, и предназначено для защиты парового котла от аварии, связанной с упуском воды. .

Изобретение относится к энергетике и предназначено для защиты парового котла от аварии при отключении питания котловой водой. .

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов энергетического оборудования тепловых электростанций и предназначено, в частности, для автоматического регулирования расхода питательной воды прямоточных парогенераторов с двумя потоками водопаровой среды и общим питательным насосом (или группой питательных насосов) с регулируемой производительностью и регулирующими питательными клапанами (РПК) в каждом потоке.

Изобретение относится к микроэлектронике , может быть использовано в барабанных паровых котлах. .

Изобретение относится к области автоматического регулирования питания паровых барабанных котлов низкого и среднего давлений с кипящим экономайзером. .

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет расширить диапазон регулирования за счет соединения трубопроводом 9 напорной линии 8 с конденсатосборником 2, обеспечивающим регулируемый переток, повысить долговечность устройства установкой в трубопроводе 9 регулируемого дросселя 12 и задвижки 10 с электроприводом 11, связанным с конечным выключателем 13 клапана 5, ограничивающим его перемещение и снижающим величину паразитных расходов.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и позволяет повысить экономичность работы парогенератора 2 барабанного типа за счет уменьшения дросселирования питательной воды регулирующим клапаном 8, управляемым регулятором 6 через исполнительный механизм 7.

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет расширить диапазон автоматического регулирования уровня воды в судовых емкостях путем использования корректирующего устройства 5, содержащего шарнирно-закрепленный стержень 12, на который воздействует через лекало 13 и упор 19 поплавок 14 так, что конец его не зависимо от угла наклона судна находится на поверхности контролируемого уровня.

Изобретение относится к теплоэнергетике и позволяет повысить надежность системы. .

Изобретение относится к технике получения насыщенного водяного пара для технологических нужд различных производств и может быть использовано в химической, деревообрабатывающей, пищевой, нефтедобывающей промышленности.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для получения пара. .

Изобретение относится к многоцелевым возбудителям нелинейных колебаний и кавитации в сплошных средах и может быть использовано в энергетике, для повышения КПД паровых котлов (подогрев воды, нагнетаемой питательными насосами котлов), для увеличения полноты и сокращения токсичности сгорания тяжелых фракций нефти (путем кавитационно-волновой обработки паромазутной смеси перед подачей в горелки или камеры сгорания), для сокращения кратности прокачки рабочего тела в теплоемких производственных процессах нефтехимии на основе подачи содержащего метан газа в кавитирующее рабочее тело.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для охлаждения ограждающих стенок циклонных камер. .

Изобретение относится к способам и устройствам вихревой термической дистилляции жидкостей, вод океанов и морей, засоленных подземных вод, для эффективного низко затратного получения требуемых объемов опресненной воды для сельских, коммунальных, промышленных и иных нужд жизнедеятельности индивидов.
Наверх