Руководящий документ РД 34.37.407-85 Методические указания по предпусковой парокислородной очистке и пассивации пароводяного тракта теплоэнергетического оборудования.
РД 34.37.407-85*
__________________________
* Измененная редакция, Изм. N 1.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ПРЕДПУСКОВОЙ ПАРОКИСЛОРОДНОЙ ОЧИСТКЕ И ПАССИВАЦИИ ПАРОВОДЯНОГО ТРАКТА ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Срок действия с 01.01.87
до 01.01.97*
________________
* См. ярлык "Примечания"
РАЗРАБОТАНО Всесоюзным дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом им. Ф.Э.Дзержинского (ВТИ им. Ф.Э.Дзержинского);
Государственным союзным московским трестом по монтажу теплоэнергетического оборудования (Мосэнергомонтаж);
ТЭЦ-25 Мосэнерго
ИСПОЛНИТЕЛИ Н.Н.Маныкина (ВТИ им. Ф.Э.Дзержинского); В.Я. .....* (ТЭЦ-25 Мосэнерго); Ю.Е.Мишенин; Ю.В.Ухов; Ю.И.Донков (Мосэнергомонтаж); И.А.Говорухин (ТЭЦ-25 Мосэнерго); Б.И.Шмуклер; Н.И.Груздев; Т.А.Славина (ВТИ им. Ф.Э.Дзержинского)
ОДОБРЕНО Научно-техническим советом Минэнерго СССР 25.09.85
УТВЕРЖДЕНО Главным техническим управлением по эксплуатации энергосистем 29.12.85 г.
Заместитель начальника Д.Я.Шамараков
ВВОДЯТСЯ ВПЕРВЫЕ
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное Заместителем начальника департамента науки и техники РАО "ЕЭС России" А.П.Берсеневым 28.12.93
Настоящие Методические указания распространяются на пароводяной тракт энергетических блоков и котлов и устанавливают единые правила проведения ПКО и пассивации энергетического оборудования. Метод ПКО может применяться для любых типов котлов, вводимых в эксплуатацию.
Методические указания предназначены для эксплуатационного персонала ТЭС, персонала наладочных предприятий, заводов-изготовителей энергетического оборудования, проектных и научно-исследовательских организаций.
Основные обозначения, принятые в тексте и на графиках:
БС - байпас сброса.
ВРЧ - верхняя радиационная часть.
ВС - встроенный сепаратор.
ГПЗ - главная паровая задвижка.
ГПП - горячий промперегрев.
КПП - конвективный пароперегреватель.
НРЧ - нижняя радиационная часть.
ПВД - подогреватель высокого давления.
ПЗ - переходная зона.
ПКО - парокислородная очистка.
ПНД - подогреватели низкого давления.
ППП - промежуточный пароперегреватель.
ППТО - паропаровой теплообменник.
ПТН - питательный турбонасос.
ПЭ - подовый экран.
ПЭН - питательный электронасос.
РОУ - редукционная обессоливающая установка.
РПК - редукционный паровой клапан.
СКД - сверхкритическое давление.
СРЧ - средняя радиационная часть.
ТЭС - тепловая электростанция.
ХПП - холодный промперегрев.
ЦВД - цилиндр высокого давления.
ЦНД - цилиндр низкого давления.
ШПП - ширмовый пароперегреватель.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В проекте тепловой схемы ТЭС для предпусковой очистки оборудования предусматривают установку для проведения предпусковой ПКО (разд.5).
Рабочие чертежи установки парокислородной очистки выполняют проектные организации в соответствии с положениями разд.3-6 и заданием на рабочее проектирование, выдаваемым специализированной наладочной организацией.
1.2. В схему парокислородной очистки включают: питательные магистрали, пароводяной тракт котла, в том числе систему промперегрева, ПВД с водяной стороны, главные паропроводы, трубопроводы впрысков котлов (приложения 1 и 2).
Конденсаторы, деаэраторы, баки, расширители, трубопроводы основного конденсата, отборов турбин, вспомогательные трубопроводы, для которых схема подвода пара сложна, очищают механическим способом и водяными промывками.
1.3. На первом для ТЭС энергоблоке с прямоточным котлом применяют комбинированную очистку, состоящую из химической очистки тракта СКД и парокислородной очистки пароперегревателя высокого давления и промежуточного пароперегревателя собственным паром. Начиная со второго блока, осуществляют парокислородную очистку и пассивацию поверхностей нагрева сторонним паром за исключением пароперегревателя высокого давления и промежуточного пароперегревателя, которые обрабатываются собственным паром.
1.4. На первом на ТЭС барабанном котле применяют комбинированную очистку, состоящую из химической очистки питательного тракта, экономайзерного и испарительного трактов котла и парокислородной очистки собственным паром пароперегревателя высокого давления и промежуточного пароперегревателя (при наличии в конструкции котла). Начиная со второго барабанные котлы очищают комбинированным способом: экранную систему топки промывают кислотными растворами, а для питательного тракта, экономайзера и пароперегревателей высокого и низкого давления проводят парокислородную очистку. Пассивацию экранной системы выполняют парокислородным методом от стороннего источника пара. Пароперегреватель высокого давления обрабатывают собственным паром.
1.3, 1.4. (Измененная редакция, Изм. N 1).
1.5. После проведения ПКО количество оксидов железа в виде защитных пленок и неудаленных продуктов коррозии не должно превышать нормативных допустимых значений:
На поверхности металла должна образоваться защитная оксидная пленка.
Загрязненность внутренней поверхности труб после предпусковой очистки и пассивации определяют методом катодного травления, а защитные свойства оксидных пленок - капельным методом (приложение 3). По полученным результатам составляется акт о качестве очистки и пассивации оборудования энергоблока.
2. СУЩНОСТЬ МЕТОДА И ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
2.1. Метод основан на одновременном воздействии на загрязненную поверхность перегретого пара и кислорода, что ведет к окислению продуктов коррозии, уменьшению сцепления оксидов железа с поверхностью металла и их выносу из очищаемого тракта перегретым паром, обладающим достаточной кинетической энергией. На внутренних поверхностях под воздействием кислорода и пара образуются защитные пленки.
Зависимость массовой скорости пара и продолжительности очистки от исходной и нормативной загрязненности данного контура очистки представлена на рис.1. По исходной загрязненности тракта и нормативному количеству оксидов железа после ПКО для даннного типа котла определяют массовую скорость пара и продолжительность ПКО. Эти величины являются исходными для дальнейших расчетов схемы ПКО.
Рис.1. Выбор массовой скорости пара и продолжительности ПКО по исходной загрязненности тракта
Согласно рис.1, увеличивая длительность воздействия пара и кислорода, можно получить качество очистки, соответствующее нормативным требованиям при меньшем часовом расходе пара.
2.3. Парокислородную пассивацию обычно совмещают с очисткой, но можно проводить и раздельно. Защитные пленки формируются и после очистки тракта растворами кислот, перегретым паром и кислородом. Температуру перегретого пара при этом поддерживают в пределах 450-250 °С. Полученные оксидные пленки являются более стойкими, чем пленки, образующиеся после пассивации нитритно-аммиачным или гидразинно-аммиачным способом.
Защитные свойства оксидных пленок увеличиваются с повышением температуры среды. Для элементов пароводяного тракта, в которых заводами-изготовителями оборудования запрещается поднимать температуру среды выше допустимой для данного оборудования, защитная пленка создается при температурах в интервале 350-250 °С. Такие пленки вполне обеспечивают защиту очищенного тракта от коррозии до первых пусков оборудования в работу и при последующей эксплуатации энергоблока, а также в период последующих остановов и пусков котла.
Дополнительная консервация оборудования, обработанного парокислородным методом, во время его остановов не требуется. Содержание продуктов коррозии в пароводяном тракте энергоблока в периоды пусков после ПКО сокращается более чем в десять раз по сравнению с аналогичным показателем, полученным при ранее существовавших методах пассивации.
3. ТЕХНОЛОГИЯ ПРЕДПУСКОВЫХ ОЧИСТОК И ПАССИВАЦИИ ПАРОКИСЛОРОДНЫМ МЕТОДОМ
3.1. Парокислородный метод применяют как самостоятельный для очистки и пассивации всего тракта котла или энергоблока, в комбинации с химической очисткой, когда часть тракта очищают парокислородным методом, а часть - химическими растворами, и как самостоятельный для пассивации после химических очисток или при длительном простое оборудования.
Комбинированный метод очистки (химическая очистка и парокислородная доочистка и пассивация) применяют в основном для промывки экранов топки барабанных котлов.
Перед началом предпусковой парокислородной очистки выполняют мероприятия согласно приложению 5.
3.2. Технология предпусковой парокислородной очистки включает следующие этапы:
3.2.1. Прогрев всего пароводяного тракта или его части до температуры, определяющей начало поконтурной очистки. Для прямоточного котла такая температура составляет 180-200 °С, для барабанного котла - 300 °С. В ходе очистки верхним пределом прогрева являются допустимые температуры в условиях эксплуатации в элементах оборудования (экономайзере, ПВД, барабане, экранах топки, пароперегревателе) (приложение 6).
3.2.2. Создание в очищаемом контуре массовой скорости пара, необходимой для очистки тракта (см. рис.1).
3.2.3. Дозирование в тракт кислорода с концентрацией 0,5-1,0 кг/т в течение 25-50 мин в зависимости от первоначальной загрязненности тракта продуктами атмосферной коррозии.
3.2.4. Продувка тракта расчетным количеством пара без дозировки кислорода. Продолжительность этого этапа определяется по уменьшению количества выносимых оксидов железа (по прозрачности) и составляет 20-60 мин. Общая продолжительность очистки зависит от исходной загрязненности тракта продуктами атмосферной коррозии и ориентировочно составляет:
3.3. Технология предпусковой комбинированной очистки включает следующие этапы:
3.3.1. Травление 2%-ным раствором серной кислоты с ингибиторами (либо 3-4%-ным раствором соляной кислоты с ингибиторами) экранов топки.
3.3.2. Дренирование отработанного кислотного раствора из экранов топки.
3.3.3. Промывку и нейтрализацию очищенных экранов раствором аммиака до достижения показателя рН, равного 8,5-9,0.
3.3.4. Дренирование из экранов нейтрализованного раствора.
3.3.5. Очистку пароперегревателя и экономайзера котла проводят по технологии, указанной в п.3.2. Пассивация очищенных экранов происходит параллельно с очисткой пароперегревателя и экономайзера.
3.4. Технология парокислородной пассивации, которую самостоятельно применяют после предпусковых или эксплуатационных кислотных промывок или перед длительным остановом энергооборудования, например, в капитальный ремонт или на летний период, включает следующие этапы:
3.4.1. Дренирование пароводяного тракта оборудования.
3.4.2. Прогрев оборудования по правилам, указанным в приложении 6, до температуры 250 °С и выше.
3.4.3. Ввод с паром кислорода концентрацией 0,5-1 кг/т до появления кислорода на выходе из контура с концентрацией более 0,3 кг/т.
3.4.4. Выдержка при указанной выше температуре в течение 1 ч.
4. УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРЕДПУСКОВОЙ ПАРОКИСЛОРОДНОЙ ОЧИСТКИ
4.1. Установка для проведения предпусковой ПКО включает:
- источник перегретого пара;
- систему подачи пара от источника к очищаемому оборудованию;
- собственно систему предпусковой очистки, разделенную на контуры с приемлемыми расчетными сопротивлениями, позволяющими обеспечить необходимый расход пара;
- систему прогрева оборудования;
- систему дозирования кислорода;
- пробоотборные линии для химического контроля;
- систему шумоглушения.
4.2. В качестве источника перегретого пара используют общестанционные РОУ, подключенные к первой очереди ТЭС (рис.2, а), барабанный котел в схеме с параллельными связями (рис.2, б), прямоточный или барабанный котел блочного исполнения, собственный котел при очистке пароперегревателя низкого давления (рис.3).
Рис.2. Источники и схемы подачи пара к объекту очистки:
а - от действующей очереди через РОУ; б - от котла через общестанционный коллектор;
1 - общестанционный коллектор 4-6 МПа; 2 - котел; 3 - общестанционный коллектор высокого давления; 4 - РОУ; 5 - к турбине; 6 - выхлоп; *объект очистки
Рис.3. Схема очистки вторичного тракта собственным паром:
1 - питательная вода; 2 - котел; 3 - главный паропровод
Действующий котел, специально выделенный для проведения очистки в качестве источника пара, работает на пониженных параметрах. При наличии у котла, служащего источником пара, промежуточного пароперегревателя его тепловая нагрузка не должна превышать 30% номинальной.
Конкретно для каждого типа котла необходимую производительность источника пара определяют по графикам (рис.4), разбивку по контурам осуществляют по результатам гидравлического расчета (разд.5).
Рис.4. Определение расхода пара через сечения тракта в зависимости от необходимой массовой скорости
4.3. В зависимости от вида источника пара систему его подачи выполняют следующим образом:
- от общестанционного специального коллектора 4-6 МПа, питающегося от РОУ первой очереди ТЭС, подсоединением его к схеме очистки с помощью временных трубопроводов (см. рис.2, а) к общестанционному коллектору котла;
- от отключенной части общестанционной магистрали, питающейся паром от котла, который работает на пониженных параметрах (см. рис.2, б);
- от трубопровода свежего пара по временному трубопроводу при работе котла, подающего пар, на пониженных параметрах.
4.4. Конкретные схемы ПКО прямоточных и барабанных котлов формируют после проведения расчетов (разд.5). Для подвода и сброса пара используют трубопроводы существующей тепловой схемы, что позволяет существенно уменьшить количество временных трубопроводов и арматуры.
Примеры расчетов схем очистки энергоблока 500 МВт и барабанного котла БКЗ-320-140ГМ приведены в приложениях 1, 2.
На организацию схемы очистки существенно влияют:
- параметры источника пара (расход, давление, температура);
- конструкция очищаемого пароводяного тракта;
- источник пара для очистки промежуточного пароперегревателя.
4.5. Прогрев трубопроводов, поверхностей нагрева и другого оборудования осуществляют в соответствии с методикой приложения 6.
4.6. В системе дозирования кислорода в качестве источника кислорода могут быть использованы:
стационарные или передвижные газификационные установки, использующие жидкий кислород;
стационарные азотно-кислородные станции;
кислородные баллоны, объединенные в систему с помощью рампы.
Надземные кислородопроводы давлением до 6,4 МПа изготавливают из стальных бесшовных труб ГОСТ 8732-78 и ГОСТ 8734-75.
Надземные кислородопроводы давлением 6,4 МПа и выше изготавливают только из красномедных или латунных труб по ГОСТ 617-90 и ГОСТ 494-90, в случае прокладки их в грунте допускается применение стальных бесшовных труб.
Рис.5. Напольная кислородная рампа на 20 баллонов для проведения ПКО:
Регулирование расхода кислорода производят редукционным клапаном, а контроль за нормальной его подачей в контур ведут по манометрам (4) и расходомеру, установленному на общем трубопроводе после рампы.
Расход кислорода измеряют расходомером или определяют по падению давления в емкостях хранения кислорода.
Для измерения давления кислорода применяют кислородные манометры, которые имеют голубую окраску и надпись на циферблате "Кислород", "Маслоопасно".
На циферблат каждого рабочего манометра наносят красную черту на делении, соответствующем наибольшему рабочему давлению аппаратуры, на которой установлен манометр.
В каждый контур очистки ввод кислорода выполняют раздельно.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
4.7. Для проведения химического контроля используют штатные схемы в том случае, когда установка отборного зонта соответствует направлению потока продувочного пара. Диаметр пробоотборных линий должен быть не менее 10 мм, чтобы они не забивались во время ПКО.
Для получения представительной пробы на содержание продуктов коррозии железа на выхлопном трубопроводе устанавливают зонд с пробоотборником диаметром 16 мм и штуцером для отбора пробы на кислород.
4.8. При предпусковой ПКО продолжительность паровой продувки достигает 25-40 ч, а расходы пара 200-450 т/ч. В этот период шумовое воздействие на окружающую среду резко усиливается, уровень звука достигает 120 дБ и более на расстоянии 50 м от оборудования и 70 дБ на расстоянии 500 м от объекта.
Уровень шума в жилой застройке города в дневное время не должен превышать 55 дБ, в ночное время - 45 дБ, а на территории электростанции - 85 дБ.
Для снижения шумового воздействия (приложение 7) конструкции выхлопных трубопроводов схемы очистки следует исполнять таким образом, чтобы выхлоп пара в атмосферу из любого продуваемого контура производился через общий выхлопной коллектор, на конце которого установлен шумоглушитель конструкции треста "Мосэнергомонтаж". Данная конструкция шумоглушителя позволяет снизить уровень шума от струи пара с расходом до 400 т/ч ниже 75 дБ на расстоянии 50 м от шумоглушителя.
5. РАСЧЕТ КОНТУРОВ ПРЕДПУСКОВОЙ ПАРОКИСЛОРОДНОЙ ОЧИСТКИ
5.1. Цель проведения расчета - определение оптимальных размеров контуров очистки по известным конструктивным и расчетным данным оборудования с учетом начальной загрязненности тракта продуктами атмосферной коррозии и параметров пара от конкретного источника.
5.3. В целях уменьшения расхода пара и кислорода при ПКО наладочная организация проводит уточненный расчет, ориентируясь на удельную загрязненность тракта по вырезанным из него образцам до начала ПКО.
5.4. Порядок проведения расчета:
- определяют площади проходных сечений различных элементов пароводяного тракта и записывают полученные данные в таблицу в порядке расположения элементов по тракту;
- определяют массовую скорость пара в тракте при ПКО и продолжительность очистки;
- вычисляют количество параллельных подпотоков, на которые необходимо делить регулируемые потоки тракта котла (энергоблока);
- разделяют потоки на контуры очистки;
- рассчитывают требуемое количество кислорода.
5.4.3. С учетом параметров пара на выходе из источника разделяют потоки (подпотоки) на контуры очистки.
По формуле (5.2) построены графики рис.6, на основе которых по известным параметрам пара определяют предельный коэффициент сопротивления контура, который не должен быть больше найденного из графиков значения. С этим значением сравнивают приведенный коэффициент сопротивления поверхностей нагрева котла, включенных в контур.
В контур очистки объединяют поверхности нагрева, близкие по площадям прохода, так как на практике трудно подобрать элементы с одинаковыми сечениями. Суммарный коэффициент сопротивления контура определяют как приведенный к наибольшей площади сечения данного контура и подсчитывают по формуле
Контуры, на которые делят пароводяной тракт, уточняют в соответствии с конструкцией котла, что может внести коррективы в параметры пара конкретно для каждого контура.
В качестве примеров в приложениях 1 и 2 рассматриваются расчеты схем ПКО энергоблока 500 МВт с котлом П-57 и котла БКЗ-320-140ГМ.
5.5. Необходимое количество кислорода для очистки всей схемы определяют как сумму расходов кислорода для очистки каждого контура:
Расход кислорода на каждый контур подсчитывают по формуле
Расход пара для каждого контура определяют при расчете схемы очистки (разд.5).
Рекомендуемая концентрация кислорода с учетом возможных потерь при транспортировке, хранении и заполнении составляет 1 кг/т пара. Продолжительность подачи кислорода в пар зависит от начальной загрязненности тракта продуктами атмосферной коррозии и массовой скорости в контуре и определяется по графикам рис.1.
Для определения суммарного объема емкостей, откуда кислород подают в схему очистки, учитывают коэффициент расхода кислорода из этих емкостей. Этот коэффициент зависит от давления пара в месте ввода кислорода и определяется по рис.7.
6. ХИМИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ЗА ПРОВЕДЕНИЕМ ОЧИСТКИ
График и объем химического контроля устанавливают рабочей программой, оперативный контроль за химическим процессом очистки ведут по каждому контуру с отбором проб с интервалом 10-15 мин по прозрачности пробы и концентрации кислорода (приложение 4). Момент окончания продувки контура определяют по результатам анализа на прозрачность (прозрачность пробы на выходе более 70% по показаниям фотоколориметра). Содержание железа и жесткость пара в отобранных пробах пара определяют после проведения очистки и используют для расчета.
7. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
7.2. Предпусковую ПКО производят с применением перегретого пара в контурах очистки давлением до 10 МПа, температурой до 450 °С, давлением кислорода до 15 МПа. При проведении очистки комбинированным способом кроме пара и кислорода применяют реагенты (кислоты, щелочи, ингибиторы), являющиеся агрессивными и ядовитыми взрыво- или огнеопасными веществами. Пар может вызвать тепловые ожоги. При выбросах пара в атмосферу возникает шум, превышающий установленные нормы.
7.3. Персонал, непосредственно участвующий в парокислородной очистке, должен знать меры первой помощи, а также должен быть обеспечен необходимыми спецодеждой, спецобувью и индивидуальными средствами защиты. Монтажный, наладочный и эксплуатационный персонал, принимающий участие в очистке, должен пройти инструктаж по технике безопасности с записью в специальном журнале. Все ремонтные и монтажные работы на очищаемом оборудовании должны проводиться по наряду-допуску.
7.4. Оборудование, лестницы, площадки продувочной схемы очищают от посторонних предметов и освещают.
7.5. Все горячие части оборудования, трубопроводы, баки и другие элементы, прикосновение к которым может вызвать ожоги, должны иметь тепловую изоляцию.
7.6. Места отбора проб должны быть доступны, безопасны и хорошо освещены. Отбор охлажденных проб для анализов производят из исправных пробоотборников после их проверки.
7.7. Заземление электродвигателей выполняют специалисты-электрики. Работа с незаземленными или неправильно заземленными электродвигателями запрещена.
7.8. Переключение и обслуживание арматуры со случайных подставок без устройства прочных подмостей с ограждениями запрещено.
7.9. Ремонтные работы, а также осмотр барабанов, деаэраторов, коллекторов и прочего оборудования, подвергшегося очистке, производят только после тщательной принудительной вентиляции и проведения анализов на отсутствие загазованности.
7.10. На очищаемом оборудовании и в других опасных местах должны быть вывешены предупреждающие плакаты: "Осторожно - проводится парокислородная очистка", "Осторожно - газ", "Огонь не применять", "Проход закрыт", "Опасная зона", "Не курить, взрывоопасно".
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.