Руководящий документ РД 34.22.503-89 Методические указания по стабилизационной обработке охлаждающей воды в оборотных системах охлаждения с градирнями оксиэтилидендифосфоновой кислотой.
РД 34.22.503-89
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО СТАБИЛИЗАЦИОННОЙ ОБРАБОТКЕ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДЫ В ОБОРОТНЫХ СИСТЕМАХ ОХЛАЖДЕНИЯ С ГРАДИРНЯМИ ОКСИЭТИЛИДЕНДИФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ
Срок действия с 01.07.89
до 01.07.94*
РАЗРАБОТАН Уральским филиалом ВТИ им. Ф.Э.Дзержинского
ИСПОЛНИТЕЛИ Ю.Ф.Боднарь, Р.К.Гронский
УТВЕРЖДЕН Главным научно-техническим управлением по эксплуатации энергосистем 30 ноября 1988 г.
Заместитель начальника А.П.Берсенев
Настоящие Методические указания устанавливают порядок проведения работ по применению оксиэтилиндендифосфоновой кислоты для обработки охлаждающей воды в оборотных системах охлаждения на тепловых электростанциях.
Методические указания предназначены для эксплуатационного и наладочного персонала.
С выпуском настоящих Методических указаний утрачивают силу "Руководящие указания по стабилизационной обработке охлаждающей воды в оборотных системах охлаждения с градирнями оксиэтилидендифосфоновой кислотой" (М.: СПО "Союзтехэнерго", 1981).
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. При эксплуатации оборотных систем с градирнями за счет концентрирования солей, в том числе солей жесткости, и удаления углекислоты в градирнях достигается пересыщение воды по карбонату кальция, что приводит к образованию накипи в трубках конденсаторов. Наличие отложений приводит к ухудшению теплообмена и вакуума в конденсаторах, перерасходу топлива, требует проведения периодических химических очисток конденсаторов.
1.2. Основным мероприятием по борьбе с загрязнением трубок конденсаторов минеральными отложениями следует считать обработку воды стабилизирующими реагентами, так как при периодических химических очистках в межпромывочный период конденсаторы работают с ухудшенным вакуумом.
1.3. Обработка воды оксиэтилидендифосфоновой кислотой (ОЭДФ) позволяет предотвратить образование минеральных отложений в трубках конденсаторов при карбонатной жесткости циркуляционной воды до 7,5 мг-экв/кг. В зависимости от значения карбонатной жесткости концентрация ОЭДФ в воде составляет 0,25-2,0 мг/кг.
1.4. По сравнению с обработкой воды неорганическими полифосфатами при обработке ОЭДФ допускается повышение коэффициента упаривания и соответствующее снижение подпитки и продувки: ОЭДФ расходуется в 5-10 раз меньше, чем неорганические полифосфаты. Стойкость ОЭДФ к гидролизу исключает образование фосфатного шлама. Введение ОЭДФ в рекомендуемом количестве не приводит к изменению рН воды.
1.5. По сравнению с подкислением воды серной кислотой при обработке ОЭДФ практически не увеличивается минерализация воды и не усиливаются ее коррозионно-агрессивные свойства. Расход ОЭДФ в 100-200 раз меньше, чем серной кислоты, что упрощает транспортировку, хранение и дозирование реагента.
1.6. Обработка ОЭДФ не предотвращает образования биологических и наносных отложений. Поэтому при необходимости обработка воды ОЭДФ должна сочетаться с другими способами (хлорированием, шариковой очисткой и др.) в соответствии с "Руководящими указаниями по предотвращению образования минеральных и органических отложений в конденсаторах турбин и их очистке" (М.: СПО ОРГРЭС, 1975).
1.7. Целесообразность обработки воды ОЭДФ должна определяться на основании технико-экономических расчетов с учетом других способов предотвращения накипеобразования (подкисления, фосфатирования, рекарбонизации и др.). При расчетах следует учитывать, что при сокращении подпитки и продувки, допускаемом при обработке воды ОЭДФ, возрастает минерализация воды.
1.8. При работе с ОЭДФ должны соблюдаться действующие "Правила техники безопасности при обслуживании оборудования химических цехов электростанций и сетей", а также меры предосторожности, приведенные в рекомендуемом приложении 1.
2. СВОЙСТВА ОЭДФ
2.1. Оксиэтилидендифосфоновая кислота относится к классу дифосфоновых кислот, обладающих высокой комплексообразующей способностью и стойкостью к гидролизу.
Формула ОЭДФ:
2.3. При температуре, характерной для оборотных систем охлаждения конденсаторов турбин, ОЭДФ не подвергается гидролитическому разложению и сохраняет стабилизирующие свойства.
2.4. Гидролитическое разложение ОЭДФ наблюдается только при температуре более 200 °С с образованием ортофосфорной кислоты и этанола:
2.6. Хлор и его производные, используемые для предотвращения биологических обрастаний, не оказывают влияния на стабилизирующие свойства ОЭДФ. В присутствии ОЭДФ улучшается защитное действие ингибиторов коррозии.
2.7. Наличие ОЭДФ в воде, подвергаемой умягчению известкованием, вызывает торможение кристаллизации карбоната кальция за счет сорбирования ОЭДФ на поверхности кристаллов. Заметное ухудшение процесса умягчения наблюдается при концентрации ОЭДФ более 1 мг/кг. Остаточное содержание ОЭДФ в умягченной воде обычно не превышает 0,1 мг/кг.
2.8. Обработка воды ОЭДФ несовместима с магнитной обработкой. ОЭДФ тормозит рост кристаллов, генерируемых в магнитном поле, что подавляет эффект магнитной обработки. Появление новых кристаллов при магнитной обработке приводит к потере ОЭДФ за счет сорбирования на поверхности кристаллов.
3. РЕЖИМ ОБРАБОТКИ ВОДЫ
3.1. При обработке вода ОЭДФ необходимо наладить режим подпитки и продувки циркуляционной системы, исключающий резкие изменения расхода продувочной воды, что упростит поддержание заданной концентрации реагента. Если невозможно обеспечить равномерную продувку, дозировку ОЭДФ следует рассчитывать с учетом максимального возможного коэффициента упаривания для гарантии безнакипного режима.
где
Черт.1.
Если продувочная вода сбрасывается в водоем хозяйственно-питьевого и культурно-бытового пользования, карбонатная жесткость циркуляционной воды поддерживается не более 5,2 мг-экв/кг; при сбросе в рыбохозяйственный водоем - до 5,8 мг-экв/кг. При этом требуемая для стабилизации воды концентрация ОЭДФ не превысит ПДК (см. п.6.2).
3.3. При необходимости сокращения подпитки и продувки циркуляционной системы допустимый коэффициент упаривания при обработке воды ОЭДФ определяется по формуле
Снижение подпитки и продувки требует увеличения концентрации ОЭДФ ввиду повышения карбонатной жесткости циркуляционной воды. Оптимальный режим подбирается на основании сравнения различных вариантов, приемлемых для данной электростанции.
Если при принятом режиме подпитки и продувки карбонатная жесткость циркуляционной воды будет превышать 7,0 мг-экв/кг в течение значительного времени (более 2 месяцев в году), целесообразно сочетать обработку ОЭДФ с подкислением серной кислотой. При этом щелочность циркуляционной воды поддерживается на уровне 5,0-6,0 мг-экв/кг. Комбинированная обработка позволяет снизить расход ОЭДФ при относительно небольшом расходе серной кислоты и может применяться при наличии ограничений по концентрации ОЭДФ в продувочной воде.
3.4. В начале обработки ОЭДФ вводятся в количестве (кг), определяемом по формуле
3.5. В дальнейшей реагент вводится непрерывно для поддержания заданной концентрации с расходом (кг/ч), равным
Суточный расход ОЭДФ (кг/сут) составляет
3.6. Оксиэтилидендифосфоновая кислота дозируется в циркуляционную систему в виде 0,1 - 10% раствора в точку, где обеспечиваются постоянные проток и последующее перемешивание со всем объемом воды (черт.2).
Схема ввода ОЭДФ в циркуляционную систему
1 - градирня; 2 - циркуляционный насос; 3 - конденсатор; 4 - подпиточный трубопровод; 5 - продувка;
6 - установка для приготовления и дозирования раствора ОЭДФ; 7 - рекомендуемая точка ввода ОЭДФ;
8 - другие возможные точки ввода ОЭДФ.
Черт.2.
Концентрация рабочего раствора ОЭДФ (%) рассчитывается по формуле
3.7. При изменениях карбонатной жесткости добавочной воды или режима эксплуатации системы охлаждения, влекущего за собой изменение карбонатной жесткости циркуляционной воды, производится корректировка дозирования ОЭДФ в соответствии с (черт.1). В переходные периоды допускаются отклонения концентрации ОЭДФ от расчетной не более чем на 20%; при стабильной работе - до 10%.
4. УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ДОЗИРОВАНИЯ
РАСТВОРА ОЭДФ
4.1. Приготовление и дозирование раствора ОЭДФ производится с помощью установки, схема которой приведена на (черт.3). Установка изготавливается по проекту УралВТИ, к которому прилагается инструкция по эксплуатации установки.
Схема установки для дозирования ОЭДФ
4 - конденсат или обессоленная вода; 5 - в циркуляционную систему;
6 - сжатия воздух; 7 - в канализацию
Черт.3.
Для разбавления концентрированного раствора подается конденсат турбины или обессоленная вода. К бакам подводится сжатый воздух для перемешивания при приготовлении рабочего раствора.
4.4. Баки рабочего раствора имеют связь с насосами-дозаторами, подающими раствор в циркуляционную систему. Схема позволяет при ручном управлении подавать раствор одним из насосов из любого бака рабочего раствора.
4.5. Установка снабжена элементами автоматики, обеспечивающими непрерывную равномерную подачу рабочего раствора в обрабатываемую воду, а также упрощение эксплуатации установки.
Привод мешалки связан с реле времени, обеспечивающим отключение привода мешалки через заданный промежуток времени после начала перемешивания. Датчики нижнего уровня в баках рабочего раствора имеют связь с приводом насосов-дозаторов. При опорожнении одного из баков осуществляется автоматическое переключение насосов, обеспечивающее подачу рабочего раствора из второго бака.
На щите управления размещены сигнальные лампочки, связанные с датчиками нижнего уровня в баках рабочего раствора. При достижении нижнего уровня зажигается лампочка, сигнализируя о необходимости приготовления раствора в одном из баков рабочего раствора.
4.6. С учетом того, что концентрированные растворы ОЭДФ обладают коррозионно-активными свойствами, установка выполняется из нержавеющей стали. Допускается изготовление баков из нелегированной стали с условием, что на внутренние поверхности будет нанесено коррозионно-стойкое защитное покрытие, например, эпоксидная шпатлевка.
4.7. Концентрированный раствор ОЭДФ готовится 1 раз в 10 дней. Количество загружаемой ОЭДФ (кг) определяется по формуле
Примечание. Применение технической воды для приготовления растворов ОЭДФ нецелесообразно, так как в этом случае реагент будет частично расходоваться на умягчение воды с образованием осадка в виде кальциевого комплекса ОЭДФ.
4.11. При автоматическом управлении работой насосов-дозаторов после снижения уровня раствора в баке до минимального насос-дозатор автоматически останавливается и включается второй насос-дозатор. При этом раствор подается в циркуляционную систему из второго бака. На щите зажигается лампочка, сигнализирующая о том, что один бак пустой. В течение суток необходимо приготовить рабочий раствор в опорожнившемся баке. После израсходования раствора из второго бака происходит аналогичное переключение насосов и на щите зажигается лампочка.
4.12. При необходимости замены или ремонта одного из насосов-дозаторов управление переводится на ручное. Схема позволяет одним насосом-дозатором подавать рабочий раствор в циркуляционную систему как из первого, так и из второго бака.
5. КОНТРОЛЬ ЗА ОБРАБОТКОЙ ВОДЫ
5.4. Эффективность обработки оценивается также по состоянию поверхностей теплообмена конденсаторов. В начальный период осмотр производится через 3-4 месяца. При наличии накипи необходимо скорректировать режим обработки воды.
5.5. При эксплуатации системы охлаждения в неизменном режиме и стабильной подаче ОЭДФ контроль в соответствии с пп.5.1 и 5.2 достаточно производить 1 раз в неделю.
6. ВЛИЯНИЕ ОЭДФ НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
6.1. Оксиэтилидендифосфоновая кислота не проявляет кумулятивных свойств при попадании в водоемы. Это объясняется способностью некоторых микроорганизмов расщеплять молекулу ОЭДФ с помощью выделяемых ферментов и потреблять фосфор. Несмотря на то, что в первую очередь потребляется фосфор из неорганических соединений, наличие процесса разрушения ОЭДФ под действием бактерий исключает ее накопление в водоемах. Это позволяет сбрасывать продувочную воду, содержащую ОЭДФ, в природные водоемы при соблюдении требований санитарных органов.
6.2. Предельно допустимая концентрация оксиэтилидендифосфоновой кислоты для водоемов санитарно-бытового назначения 0,6 мг/кг (Перечень N 29-32-83 ПДК и ОБУВ в воде веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового пользования МЗ СССР), для рыбохозяйственных водоемов - 0,9 мг/кг (Дополнительный перечень N 30-11-11 Главрыбвода к приложению N 3 "Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами").
6.3. Для уменьшения загрязнения водоемов продувочную воду циркуляционной системы целесообразно использовать в цикле тепловой электростанции.
6.4. На тепловых электростанциях, сжигающих твердое топливо, продувочную воду можно использовать для подпитки оборотной системы гидрозолоудаления. Оксиэтилидендифосфоновая кислота сорбируется золой и практически полностью удаляется при последующем осветлении воды.
6.5. Использовать продувочную воду системы охлаждения в качестве исходной для водоподготовительной установки можно при наличии стадии известкования. Ввиду малой растворимости тетракальциевого комплекса ОЭДФ, образующегося при рН=10,0, в осветленной воде соединения ОЭДФ практически отсутствуют. Для исключения отрицательного воздействия ОЭДФ на процесс кристаллизации карбоната кальция в осветлителях концентрацию ее в циркуляционной воде целесообразно поддерживать на уровне 0,5-1,0 мг/кг (карбонатная жесткость 5,0-6,0 мг-экв/кг).
Примечание. Обработка воды ОЭДФ позволяет сократить подпитку и продувку циркуляционной системы и повысить степень концентрирования солей в циркуляционной воде. Использование воды с повышенной минерализацией в качестве исходной для водоподготовительной установки приведет к увеличению затрат на очистку воды. Увеличение подпитки и продувки циркуляционной системы для снижения степени концентрирования солей вызовет непроизводительные потери ОЭДФ с продувочной водой. Поэтому в каждом конкретном случае целесообразность использования продувочной воды в качестве исходной для водоподготовительной установки должна определяться на основании технико-экономических расчетов.
Приложение 1
рекомендуемое
МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ОЭДФ
1. Оксиэтилидендифосфоновая кислота поставляется в виде кристаллического порошка, который может распыляться при загрузке. Технический реагент имеет характерный запах, обусловленный наличием примеси летучих веществ (уксусная кислота). В реагенте, выпускаемом по ТУ 6-09-5372-87 (товарное название ОЭДФ-МА) содержание уксусной кислоты снижено и не превышает 2%. Вдыхание воздуха, загрязненного пылью ОЭДФ, вызывает раздражение верхних дыхательных путей. Попадание концентрированного раствора ОЭДФ на кожу или в глаза может вызвать ожоги, так как растворы имеют кислую реакцию. Такое же действие вызывает попадание на кожу кристаллического порошка и последующее увлажнение.
2. Место, где находится установка для приготовления и дозирования раствора ОЭДФ, должно быть ограждено и хорошо освещено. К установке должна быть подведена водопроводная вода.
3. При разливе концентрированного раствора ОЭДФ его необходимо нейтрализовать известью.
4. При загрузке ОЭДФ в бак-мешалку необходимо пользоваться защитными очками во избежание попадания раствора в глаза при разбрызгивании, а также респиратором.
5. При попадании кислого раствора на кожу или в глаза необходимо пораженное место промыть водой, а затем соответствующим раствором бикарбоната натрия (2% раствор для нейтрализации раствора, попавшего на кожу, и 0,5% для промывки глаз).
6. При приготовлении растворов не допускается присутствие постороннего персонала.
Приложение 2
рекомендуемое
МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ОЭДФ
Сущность метода
Метод основан на предварительном разложении вещества в целях перевода его в форму ортофосфата и в последующем фотоколориметрическом определении концентрации ортофосфат-иона по реакции восстановления фосфорномолибденовой гетерополикислоты. Разложение ОЭДФ осуществляется при нагревании в присутствии персульфата аммония.
Посуда и аппаратура
4. Пипетки.
5. Фотоэлектроколориметр КФК-2, кюветы с толщиной поглощающего слоя 50 мм.
6. Электрическая плитка.
Реактивы и растворы
1. Все растворы готовят на обессоленном турбинном конденсате.
2. Персульфат аммония, "х.ч", 1% раствор.
5. Аммоний молибденовокислый, "х.ч", 5% водный раствор.
.
Ход определения
Построение калибровочного графика
Ход определения ОЭДФ в присутствии ортофосфатов или
неорганических полифосфатов
В анализируемой воде наряду с ОЭДФ могут присутствовать ортофосфаты или неорганические полифосфаты. При анализе такой воды по описанной выше методике с разложением пробы найденное значение содержания ортофосфат-иона будет суммарным, включающим количество имеющихся в воде неорганических фосфатов и образующихся в результате разложения ОЭДФ.