Первое, почему сообщение, а не доклад. Дело в том, что из-за отсутствия финансирования большинство данных, которыми мы располагаем на данный момент, получены нами в порядке, так сказать, обмена информацией, а не непосредственно на объектах. В этих данных очень много пробелов относительно тех вопросов, которые мы считали бы нужным прояснить. Так что мы не настаиваем на однозначности своих выводов и сделанных наблюдений и ограничиваемся сообщением, а не докладом.
Второе, мы исходим из того, что на данный момент существует избыток положительной информации или сообщений о достоинствах новых полиаминных ВХР. Поэтому, не отрицая наличия достоинств, мы считаем не менее важным отметить те реальные или возможные негативы, которые проявляются или могут проявиться при ведении указанных ВХР.
Первый и очевидный недостаток это плохая регламентация новых ВХР. Мы не знаем и не можем достоверно контролировать ни содержания во всех точках пароводяного тракта всех отдельных компонентов исходного комплексного реагента, ни продуктов его разложения, которые по некоторым признакам образуются в реальных условиях ТЭС, хотя стендовые исследования могут этого и не подтверждать. Так, например, электропроводность при ведении полиаминных режимов порой до двух раз превышает электропроводность питательной воды, что может быть следствием разложения исходного комплексного реагента на более простые компоненты. Очевидным следствием из этого очевидного недостатка является то, что в случае возникновения негативных последствий, реально или предположительно связанных с ведением ВХР, мы не можем достоверно судить о причинах таких последствий и предотвращать их, не зная конкретных соучастников событий со стороны теплоносителя, то есть, не зная конкретного состава контактирующих с оборудованием пара и воды.
Достойный родственник указанного недостатка это плохо разработанный входной контроль поступающего на ТЭС комплексного реагента. Не будем называть конкретные примеры, чтобы никого не обижать, но порой из-за неоднородности поставок под эгидой общего наименования режима прокручиваются по сути разные ВХР.
Несмотря на отмеченное "разнообразие", если его можно так назвать, это не мешает полиаминным режимам иметь общие для них всех недостатки и с так сказать технологической стороны. Это, в частности, низкая буферность создаваемой комплексными реагентами среды. Так, при титровании питательной воды нередко не обнаруживается щелочность по фенолфталеину при том, что рН воды находится на уровне 9-ти. Происходит это потому, что во время титрования углекислота воздуха быстро понижает рН пробы именно из-за указанной низкой буферности среды. Опасность же этой низкой буферности в наибольшей мере проявляется в котле из-за того, что те или иные порой случайные факторы могут легко сместить рН котловой воды в кислую область, что, в свою очередь, может привести к водородному охрупчиванию экранных труб. Так, на одной из ТЭС из-за временного раскисления котловой воды произошло указанное водородное охрупчивание, которое через некоторый последующий промежуток времени привело к вынужденной массовой замене, от коллектора до коллектора, экранных труб солевого отсека одного из котлов.
Есть и еще один признак по данной теме. Иногда приходится слышать как о положительном факторе ведения полиаминных ВХР снижение кремнесодержания котловых вод. Мы сейчас живем в такое время, когда и отрицательный признак может интерпретироваться как положительный. На самом же деле, снижение кремнесодержания котловых вод связано с увеличением коэффициента выноса кремнекислоты из котловых вод в пар, что на тех ТЭС, где есть проблемы с качеством питательной воды по ее кремнесодержанию, неизбежно приведет к необходимости увеличения размера непрерывной продувки энергетических котлов.
Однако здесь гораздо важнее обратить внимание на другой аспект этого явления. Наиболее вероятной и опасной для экранных труб котла причиной увеличения коэффициента выноса кремнекислоты является понижение реального (не того, что замеряется в охлажденной пробе) рН котловой воды. Такое понижение рН приводит к увеличению доли молекулярной (не диссоциированной) формы кремниевой кислоты в котловой воде, что и увеличивает указанный коэффициент выноса кремнекислоты в пар. Другие объяснения увеличения этого коэффициента не исключены, но, на наш взгляд, маловероятны. К тому же при испытаниях новых режимов надо в первую очередь принимать во внимание худший вариант.
Более конкретно по данному поводу можно сказать, что согласно представленным нам эксплуатацией Кременчугской ТЭС данным - ТЭС, где последовательно апробировались эпураминный, затем акваминный полиаминные ВХР, коэффициент выноса кремнекислоты после ввода эпурамина возрос примерно с двух до пяти процентов, а после замены эпурамина на аквамин снова возрос до восьми-девяти процентов.
При анализе данных оперативного контроля, в том объеме, который нам удалось сделать на данный момент, создалось несколько другое впечатление о том, что коэффициент выноса возрос примерно одинаково (где-то в восемь раз) при обоих режимах. По этим данным, буквально сразу же с переходом на эпураминный ВХР в несколько раз снизилось кремнесодержание воды по чистому отсеку. Кремнесодержание паров в данном случае существенно не изменилось, так как оно при небольшом размере непрерывной продувки было и осталось довольно близким к кремнесодержанию питательной воды. До перехода на эти режимы также был отмечен единичный "всплеск" величины указанного коэффициента выноса кремнекислоты примерно до пяти процентов, что, возможно, также было связано со временным понижением реального рН котловых вод.
К негативным факторам можно отнести и повышение против традиционного фосфатного режима жесткости котловой воды. На одной из ТЭС был отмечен постоянный рост давления в контрольных точках проточной части турбин после перехода на эпураминный режим. Причем, этот рост не устранялся, как ранее, промывкой турбин влажным паром. Это явление могло быть связано с указанным ростом жесткости котловой воды.
После ввода в действие новых ВХР без предварительной очистки оборудования от отложений и, в частности, без очистки аккумуляторных баков деаэраторов питательной воды от накопившихся в баках загрязнений, в последствии отмечались крупинки отложений на внутренней поверхности труб экономайзера и экранных труб, видимо вынесенные в котел из конденсатно-питательного тракта. Причем, эти крупинки, абсорбировавшие влагу, могли быть причиной стояночной коррозии экономайзерных труб на опорожненном котле.
Отмечались и другие негативные моменты, возникавшие во время ведения полиаминных ВХР, однако при этом могли быть и иные причины, кроме недостатков ведения ВХР.
Ну и чтобы не утомлять вас общими ссылками, вроде "на одной из ТЭС" перейдем к более конкретным моментам.
30 июня 2005г. на Кременчугской ТЭС был введен эпураминный ВХР. Первые дни и даже месяцы содержание железа и меди в питательной воде котлов возросло на десятки мкг/кг. К весне 2006г. содержание железа в питательной воде по эксплуатационным данным снизилось до 20 мкг/кг, содержание меди осталось на уровне около 20 мкг/кг. По сравнению с предшествующим гидразино-аммиачным режимом возросла примерно в два раза электропроводность Н-катионированной пробы паров. Количество осаждающегося железа в котле по балансу было не менее, чем в традиционном режиме. По меди - значительно больше. Каких-либо технических неисправностей, связанных с ведением водного режима, за время использования эпурамина по сведениям эксплуатации не было, как не было их и до ввода этого комплексного реагента.
18 марта 2006г. на ТЭС перешли на акваминный режим. Снова резко поднялось содержание железа в питательной воде - до уровня 50-ти мкг/кг. По меди ситуация в основном оставалась без изменений. В марте-апреле 2007г. содержание железа в питательной воде резко снизилось до уровня не более 20 мкг/кг. Содержание меди в питательной воде по-прежнему оставалась на уровне примерно 15-ти мкг/кг. Технических неисправностей, связанных с ведением водного режима, за время использования аквамина по сведениям эксплуатации не отмечалось.
Средняя скорость образования отложений в экранных трубах согласно данным по количеству отложений в вырезанных образцах труб составляла порядка 60 г/м2 в год при традиционном режиме и около 20 г/м2 в год после 2004г. - в основном при полиаминных ВХР. Однако балансовые расчеты по осаждению в котле примесей за период после 2004г. дают существенно большую величину. Разброс данных по отдельным образцам при этом был довольно велик и в пределах этого разброса скорость образования отложений за указанный период составляла от минусовой величины, т.е. характеризовала самопромывку экранных труб котлов от отложений, до величины 100 г/м2 в год.
Высокое содержание меди в питательной воде, похоже, коррелирует с высокой электропроводностью питательных вод и паров. Однако данных на данный момент собрано (в смысле заведено на компьютер) недостаточно для получения достоверного результата на основе их компьютерной обработки. По меди есть как признаки коррозии оборудования из медных сплавов, так и признаки отмывания отложений. Например, содержание меди по имеющимся данным при акваминном ВХР возрастало на участке ПВД, тогда как в традиционном режиме на этом участке происходит снижение содержания меди в питательной воде. По железу тоже наблюдалась в некотором смысле аналогичная картина: содержание железа на участке до и после деаэратора питательной воды возрастало, тогда как в традиционном режиме при стационарных условиях железо в большей или меньшей мере осаждается в аккумуляторном баке деаэратора.
Относительно низкое содержание железа в питательной воде за март-апрель этого года при большом размере подпитки энергетических котлов (до 30% от расхода питательной воды) позволяет предположить, что коррозия стали в пароводяном тракте если она и была, то в основном прекратилась и в котел вносится преимущественно только железо от внешних источников, в частности с обессоленной водой. Если это так, то это могло бы служить неплохим доводом в пользу полиаминного режима. Правда, в рассматриваемом случае мог сказываться и фактор низкого содержания кислорода, как в питательной воде, так и в турбинном конденсате. Однако в целом это довольно трудоемкие вопросы (относительно содержаний железа и меди) и требуют соответствующего финансирования, чтобы их можно было детально рассмотреть.
Весной 2006г. возникли значительные повреждения пароперегревателя 6 блока Старобешевской ТЭС, которые были квалифицированы как усталостно-кристаллические, связанные с ВХР, где использовался комплексный реагент эпурамин. Повреждения были на нижних гибах и довольно обширные. На других энергоблоках подобных прецедентов не было. В связи с этим на ТЭС было прекращено использование комплексного реагента. Однако по так сказать полуофициальным каналам нам сообщили, что основной причиной повреждений пароперегревателя был некондиционный металл.
В связи с этим инцидентом в одной из припортовых лабораторий был проведен анализ среды в различных точках пароводяного тракта Старобешевской и Кураховской ТЭС (где были разрывы экранных труб) на предмет содержания в пробах неорганического и органического углерода, а также натрия и других компонентов. Анализ этих данных с точки зрения ведения ВХР был проведен в ДонОРГРЭС. При этом были выявлены некоторые особенности ВХР этих ТЭС, которые могут представлять на наш взгляд и общий интерес. Результаты нашего заключения по Старобешевской ТЭС были следующими:
1. Слишком зажата непрерывная продувка (при том, что есть "дыры" гораздо посущественнее - подпитка энергетический котлов на уровне 5% об этом говорит).
2. Слишком велик коэффициент итогового капельного выноса: Kyn на уровне 2% против нормального до 0.05%.
3. Слишком велика кратность упаривания между второй и первой ступенями испарения, т.е. комплексный реагент использовался не эффективно.
4. Большой коэффициент выноса по ТОС (общему углероду) говорит о том, что комплексный реагент вместе с продуктами его разложения "ходят по кругу": питательная вода, котловая вода, пар, конденсат, питательная вода. Каково соотношение комплексного реагента и его производных неизвестно, как не известно и то, какое влияние может оказывать эта смесь на стали и медьсодержащие сплавы.
В последствии нами был проведен дополнительный анализ ВХР и в частности было отмечено следующее:
1. Органические соединения в форме IC (общего неорганического углерода) удаляются в осветлителях примерно на 98%, а в форме ТОС (общего органического углерода) - на несколько более 50%.
2. Результаты сравнения соотношений дистиллят/хим.вода по натрию и по органическим соединениям говорят о том, что последние переходят в пар испарителя в подавляющем преимуществе не по механизму капельного выноса, а по избирательному механизму. Итоговый избирательный вынос из концентрата испарителя в его пар можно оценить, как находящийся примерно на уровне 50%, т.е. на уровне, превышающем итоговый вынос по натрию в десятки раз.
4. В пароводяном тракте органические соединения присутствуют в основном в форме ТОС (общего органического углерода). Причем, при вводе КР (комплексного реагента) примерно половина этих соединений обусловлена вводом комплексного реагента, а другая половина - органическими соединениями, находящимися в исходной воде.
5. Соотношение пар/пит.вода для формы IC, превышающее единицу, говорит о том, что часть органических соединений в форме ТОС видимо разлагается в котле с образованием более простых соединений, что и приводит к увеличению содержания в паре органических соединений в форме IC.
6. Общий итоговый вынос органических соединений в пар по отношению к питательной воде для формы ТОС составляет около 100% при вводе КР и лишь около 70% - в отсутствие ввода КР. Это говорит о том, что органические соединения, поступающие в пароводяной цикл энергоблоков за счет исходной воды, или часть этих соединений являются менее летучими, чем органические соединения, обусловленные вводом КР. А меньшая летучесть примесей связана с большей возможностью их выделения в пароперегревателе и в проточной части турбин, в особенности при неизбирательном загрязнении пара котловой или питательной водой.
7. В рамках предоставленных данных можно отметить, что неизбирательное загрязнение пара происходило как за счет натрия, так и за счет органических соединений, присутствующих в исходной воде. Поскольку образование на стенках пароперегревателя отложений из высоколетучих примесей, обусловленных вводом КР, менее вероятно, чем образование отложений за счет неизбирательного загрязнения пара, то наиболее вероятной причиной стояночной коррозии холодного промперегрева энергоблока СБГРЭС на данный момент приходится считать именно фактор неизбирательного загрязнения пара, а не фактор использования КР для коррекции ВХР.
Итак, до 50% от общего количества органических соединений при полиаминных ВХР поступало в пароводяной цикл Старобешевской и Кураховской ТЭС из исходной воды, проходя осветлители, механические фильтры, двуступенчатую натрий-катионитовую установку и переходя из концентрата испарителей во вторичный пар.
Мы в своей многолетней практике не сталкивались с проблемами существенного негативного воздействия исходной органики на традиционный ВХР, хотя много раз слышали об опасности подобного воздействия от других организаций, прежде всего от ВТИ. Однако не исключено, что исходная органика может оказывать существенное негативное воздействие на полиаминные ВХР, например, через понижение реального рН котловых вод.
В целом создается впечатление, что полиаминные режимы более капризны против традиционного ВХР. Они требуют более высокого качества питательной воды по кремнесодержанию, по жесткости и, возможно, по содержанию исходных органических соединений в питательной воде.