РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ «ЕЭС РОССИИ»

Департамент научно-технической политики и развития

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ МАРКИ И ОПТИМАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АНТИНАКИПИНА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОДПИТОЧНОЙ И СЕТЕВОЙ ВОДЫ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

V7777P7777/77777777777777777777777777777777Z

ICO 34.37.533-2001

|(ГД 153-34.0-37.533-2001)

ОАО «ВТИ»> Москва 2003

Разработано Открытым акционерным обществом «Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт» (ОАО «ВТИ»);

Исполнители ЮЛ БАЛАБАНЛРМЕНИЦ АЖ РУБАШОВ

Утверждено Департаментом научно-технической политики и развития «РАО ЕЭС России» 28 сентября 2001 г.

Заместитель начальника    А,П.    ЛИВИНСКИЙ

Срок первой проверки настоящего СО - 2007 п, периодичность проверки - один раз в 5 лет.

Ключевые слова: энергетика, теплоснабжение, сетевая вода, накнлеобразо-

ванне, антинакнииая обработка.

©ОАО «ВТИ», 2003

прямое сравнение результатов осмотра при различных температурах неправомерно.

Из таблицы А. I следует, что при введении 5 мг/дм³ антинакипина А в водопроводную воду, нагреваемую до 100 °С, уменьшается максимальный размер кристаллов, в большинстве обсчитываемых полей уменьшается количество кристаллитов всех типоразмеров, кроме кристаллитов размером 15 мкм, количество которых несколько увеличивается.

Дальнейшее увеличение концентрации антинакипина до 10 мг/дм³ еще больше уменьшает максимальный размер кристаллитов, исчезают сросшиеся кристаллиты, количество кристаллитов всех типоразмеров уменьшается.

Сравнение водопроводной воды с антниакипином в количестве 10 мг/дм³ (см. п. 3 таблицы А.1) и сетевой воды (см. п. 4 таблицы А.1) показывает, что количество всех типоразмеров кристаллитов, всадившихся в водопроводной ингибированной воде, меньше, чем в сетевой. Поэтому можно считать, что водопроводная вода с содержанием реагента А с концентрацией 10 мг/дм³ обладает такой же или несколько меньшей на-кипеобразующей способностью, как натрий-катионированная вода, применяемая в настоящее время на ТЭЦ.

Влияние антинакипина на накипеобразование в водопроводной воде при температурах 120 и 150 °С практически аналогично вышеописанному.

Испытания показали, что иакипеобразующая способность водопроводной воды с содержанием антинакипина А 10 мг/дм³ такая же как у сетевой иатрий-катионированной воды при температуре 100-120 °С, а при 150 °С - даже ниже, чем у сетевой воды.

По аналогичному принципу проводятся сравнительные испытания различных антинакипинов. Для этого проводят параллельные опыты на конкретной воде при выбранных температурах с набором одинаковых

концентраций различных антинакипинов. Так же, как и ранее, сравнение количества кристаллитов различных размеров на стеклах проводится отдельно для каждой температуры. Исходя из полученных результатов может быть произведен выбор антинакипина для конкретной воды с учетом его стоимости, санитарно-технических характеристик, условий поставки и т.п.

12

Приложение Б (справочное)

Перечень нормативных документов, на которые имеются ссылки в СО 34.37.533-2001 (РД 153-34.0-37.533-2001)

И

Содержание

1    Аппаратура и материалы....................................................

2    Выбор температурных режимов работы автоклава..........

3    Подготовка к проведению измерений................................

4    Работа с автоклавом............................................................

5    Кристаллооптический анализ.............................................

Приложение А Пример применения инструкции.................

Приложение Б Перечень нормативных документов, на которые имеются ссылки в СО 34.37.533-2001 (РД 153-34.0-37.533-2001).............................. 13

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

«ВСЕРОССИЙСКИЙ ДВАЖДЫ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ»

ВТИ - теплотехнический институт, ранее Всесоюзный, ныне Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт, основан 13 июля 1921 года, в течение всего времени своего существования работает для энергетики. Он - пионер в разработке научных основ и практической реализации в промышленности повышенных, а затем сверх- и суперкритических параметров пара, теплофикации с комбинированной выработкой электроэнергии и тепла, сжигания в котлах наиболее тяжелых отечественных топлив, водной химии и водоподготовки, автоматизации с использованием электроники и многих других вошедших в отечественную и мировую практику и широко используемых технических идей.

В настоящее время целями института являются: проведение научных исследований и разработок для обеспечения на их основе надежной и экономичной эксплуатации тепломеханического оборудования, максимального использования его ресурса и минимального воздействия на окружающую среду; обеспечение научно-технического прогресса в теплоэнергетике.

В структуре ВТИ находятся несколько научных подразделений, в том числе Отделение водно-химических процессов тепломеханического оборудования ТЭС (ОВХП).

Отделение имеет большой научный потенциал и многолетний опыт исследований, разработки и внедрения на электростанциях новых водно-химических процессов. Оно является основоположником систем ионообменного обессоливания природных вод для восполнения потерь в цикле электростанций, разработчиком большинства воднохимических режимов, методов анализа воды и пара.

Основные направления деятельности (ОВХП):

создание и совершенствование технологии и оборудования для подготовки воды, используемой в качестве рабочего тела;

предупреждение коррозионных разрушений металла оборудования от воздействия воды и пара в рабочих циклах электростанций и других предприятий;

разработка водно-химических режимов, обеспечивающих минимальное накипеобразование и коррозионное воздействие на металл оборудования;

совершенствование методов химического контроля воды, пара и отложений.

Работы производятся на всех стадиях реализации проектов, начиная с проектирования и заканчивая сдачей заказчику.

Отделение имеет Аттестат аккредитации специализированного экспертного центра лицензирования в электроэнергетике и право проводить экспертизы и выдавать экспертные заключения о возможности учреждений, предприятий и организаций заниматься монтажом, наладкой, ремонтом энергообъектов, теплоэнергетического оборудования (кроме объектов котлонадзора) и энергоустановок потребителей.

Отделение готово рассмотреть Ваши предложения по проведению работ, не перечисленных выше.

По всем вопросам обращаться по адресу:

//5280, г. Моста, Автозаводская ул._Р д. 14/23, Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт. Отделение водно-химических процессов.

Телетайп:    Н1634 **Корсар^м

Телефакс:    279-59-24; 234-74-24

Телефон:    275-50-97

E-mail: vti@cnt.ru

УДК 621.182.12:697.3_

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ    СО    34.37.533-2001

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ МАРКИ    (РД    153-34.0-37.533-2001)

И ОПТИМАЛЬНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АНТИНАКИПИНА ДЛЯ ОБРАБОТКИ НОДПИТОЧНОЙ И СЕТЕВОЙ ВОДЫ

СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ    Введено    впервые

Дата введения 2002-07-01

Настоящий стандарт организации распространяется на системы теплоснабжения и устанавливает способ определения типа (марки) и оптимальной концентрации антинакипина для обработки подпиточной и сетевой воды систем теплоснабжения.

Сущность метода заключается в сравнении накипеобразующей способности воды кристаллооптическим способом в присутствии антинакипина и без него при температурных условиях, полностью соответствующих реальным.

Настоящий стандарт организации предназначен для организаций (предприятий)-владельцев систем теплоснабжения, в составе АО-энерго и АО-электростанций.

Издание официальное

Настоящий стандарт организации не может полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен без разрешения РАО «ЕЭС России» или ОАО «ВТИ»

I АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

Установка (рисунок I) включает:

-    автоклав (/);

-    электроплитку по ГОСТ 14919 мощностью 1,2 кВт (2);

-    термометр ртутный электроконтактный по ГОСТ 9871 с диапазоном измерения 0-250 "С (5);

-    электромагнитное реле РП-25 (4);

-    баллон с газообразным азотом объемом 40 л по ГОСТ 9293 (5);

-    регулятор давления СДВ-6 (редуктор) (б);

-    манометр класса точности не менее 0,6; диапазон измерения 0-2,5 МПа по ГОСТ 2405 (7);

-    предохранительный клапан (8) на давление 2,5 МПа;

-    вентили d_y - 10 мм, р_у = 2,5 МПа (9, /0);

-    трубки стальные 12x2 мм (//) из нержавеющей стали I2X18H10T по ГОСТ 9941;

-    электрические провода (/2) медные многожильные сечением 1 мм². Автоклав (рисунок 2), все детали которого изготовлены из нержавеющей стали 12Х18Н10Т по ГОСТ 9941 или других коррозионно-стойких.

4

жаропрочных сталей, состоит из корпуса (/) (обечайки) диаметром 194x2 мм и дна толщиной 18 мм, крышки (2) толщиной 18 мм, с вваренной в нее гильзой (3) для термометра (трубка 16x2 мм), уплотнительного кольца (4) для уплотнения фторопластовой прокладки (3) и нажимного кольца (б) с восемью болтами М16 (7) по ГОСТ 8560. Внутри автоклава находятся дырчатый поддон (5) диаметром 165 мм на ножках высотой 30 мм и центральным отверстием диаметром 20 мм. На поддоне устанавливают нумерованные металлические стаканчики (9) внутренним диаметром 27 мм, толщиной стенки 1-2 мм и высотой 80 мм, изготовленные из хромоникелевой стали 12Х18Н10Т по ГОСТ 9941. Съемная тепловая изоляция (/0) автоклава выполняется из асбестового полотна по ГОСТ 2198 с наружным покрытием тканью из стекловолокна по ГОСТ 19170.

Автоклав предназначен для работы при максимальной температуре 220 °С и максимальном давлении 2,5 МПа.

Гидравлические испытания автоклава перед вводом его в эксплуатацию произвести в соответствии с тоебованиями "Правил уст-

5

ройстаа и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" Г1Б 10-115-96. При работе используются:

-    микроскоп лабораторный общего назначения с кратностью увеличения 50-100;

-    стаканы химические - по ГОСТ 25336;

-    стеклянные пластинки бесцветные, прозрачные, прямоугольные размером 10x50 мм и толщиной 0,5-3 мм;

-    кислота соляная по ГОСТ 3118;

-    вода дистиллированная по ГОСТ 6709, или конденсат отборного пара, или конденсат турбин.

2    ВЫБОР ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ АВТОКЛАВА

2.1    Температурный режим обработки выбирается в зависимости от режимов работы системы теплоснабжения и используемого в ней теплообменного оборудования.

2.2    При использовании для нагрева сетевой воды пароводяных теплообменников температура, создаваемая в автоклаве, должна быть равна максимальной в сезоне температуре сетевой воды.

2.3    При использовании для нагрева сетевой воды водогрейных котлов или пароводяных теплообменников и водогрейных котлов температура, создаваемая в автоклаве, должна быть на 20 °С выше максимальной в сезоне температуры сетевой воды (для учета температурной разверкн в водогрейных котлах).

3    ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1    Приготавливают 5%-ный раствор соляной кислоты разбавлением концентрированной соляной кислоты в 7 раз.

3.2    Окунают каждую стеклянную пластинку на 5 мин в приготовленный раствор соляной кислоты при температуре 50-60 °С, после чего обмывают дистиллированной водой и вытирают насухо калькой.

3.3    Возможно многократное применение стеклянных пластинок.

3.4    Визуально, разглядывая пластинку на просвет (расположив ее между глазами и источником света), определяют чистоту пластинки. При наличии загрязнений повторяют обработку по п. 3.2, окуная пластинку в подогретый до 50 °С 5%-ный раствор соляной кислоты. Если и при повторном визуальном контроле на пластинке обнаруживаются загрязнения, пластинку в дальнейшем не используют.

3.5    Металлические стаканчики ополаскивают хромовой смесью, тщательно, многократно (10 раз) промывают водопроводной водой, а затем промывают не менее 5 раз конденсатом.

6

4 РАБОТА С АВТОКЛАВОМ

4.1    Поместить в стаканчики стеклянные пластинки в наклонном положении (рисунок 3).

4.2    Залить в стаканчики до 50 мл воды различного состава: с нормативным карбонатным индексом (для действующего объекта - сетевой воды, применяемой на нем); с более высоким карбонатным индексом с различными концентрациями антинакипина (приложение А).

4.3    Поместить стаканчики в автоклав (см. позиция /, рисунок 1), залить в автоклав дистиллированную воду или конденсат до уровня на 1 см ниже верхнего края стаканчиков (см. рисунок 2). При заливе воды следить, чтобы вода не попала в стаканчики. Наиболее удобно заливать воду через резиновую трубку, конец которой опущен в автоклав ниже уровня поддона.

4.4    Накрыть автоклав крышкой (см. позиция 2, рисунок 2) с вваренной в нее гильзой для термометра, вставить в кольцевой паз фторопластовую прокладку (см. позиция 5, рисунок 2), наложить уплотнительное кольцо (см. позиция 4, рисунок 2) и накрутить на автоклав нажимное кольцо (см. позиция б, рисунок 2) до упора. Затем, вворачивая восемь болтов (см. позиция 7, рисунок 2), уплотнить автоклав.

4.5    Подать в автоклав азот из баллона, для чего закрыть вентиль /0 (см. рисунок 1) и открыть вентиль 9 (см. рисунок 1); открыть вентиль на баллоне и с помощью редуктора (см. позиция б, рисунок 1) создать в автоклаве давление на 0,2 МПа больше, чем давление насыщенного пара при температуре испытаний. После чего с помощью редуктора прекратить подачу азота в автоклав и затем закрыть вентиль 9 (см. рисунок 1) и вентиль на баллоне.

4.6    Надеть схемную тепловую изоляцию на автоклав и установить в гильзу контактный термометр. В гильзу должно быть налито приблизительно 10 см³ силиконового масла.

/ - металлический стаканчик; 2 - стеклянная пластинка. Рисунок 3 - Установка пластинки в металлический стаканчик

4.7    Нагреть автоклав до выбранной (см. л. 2) температуры.

4.8    Время выдержки зависит от температуры и состава воды, в первую очередь от величины карбонатного индекса данной воды. Продолжительность выдержки должна быть достаточной для осаждения на поверхности пластинок кристаллитов, подсчитываемых с помощью микроскопа, и не слишком большой, чтобы избежать образование на пластинках сплошной пленки накипи. Для величины карбонатного индекса 5-15 (мг-экв/дм³) ориентировочная продолжительность выдержки составляет: 100 °С - 4 часа, 110 °С - 1 час, 120 °С - 1 час, 130 °С - 45 мин, 140 °С - 45 мин, 150 °С- 30 мин.

4.9    После выдержки при температуре опыта снять тепловую изоляцию автоклава и охладить автоклав до температуры менее 50 °С. Затем, открыв вентиль для сброса газа в атмосферу (см. позиция 8, рисунок 1), уменьшить давление азота в автоклаве до атмосферного и после этого открыть автоклав, вытащить термометр из гильзы, вывернуть болты на нажимном кольце, снять нажимное кольцо, уплотнительное кольцо и крышку с прокладкой.

4.10    Извлечь из автоклава стаканчики и переместить пластинки из металлических стаканчиков в стеклянные, имеющие ту же маркировку, сохраняя положение пластинок. Пластинки затем просушить при комнатной температуре.

5 КРИСТАЛЛООПТИЧЕСКЙ АНАЛИЗ

5.1    Подготовить микроскоп к работе в соответствии о инструкцией но эксплуатации.

5.2    Поместить пластинки поочередно в поле зрения микроскопа.

5.3    На каждой пластинке в 5-10 полях выбранного размера определить максимальный размер кристаллитов и количество кристаллитов различного размера.

5.4    Путем сравнения полученных данных определить эффективность и оптимальную концентрацию антинакипина (см. приложение А).

8

Приложение А (справочное)

ПРИМЕР ПРИМЕНЕНИЯ ИНСТРУКЦИИ

Испытывался антииакитш А. Предлагалось использование в теплосети водопроводной воды с дозировкой антинакипима А вместо Na-катиони-рованной воды, которая постоянно использовалась па одной из ТЭЦ России.

На ТЭЦ установлены пароводяные теплообменники и водогрейные котлы. Максимальная температура сетевой воды равна 130 °С. Теплообменники и котлы на Na-катионированной воде работали надежно и эффективно без химической очистки в течение последних 10 лет.

Эффективность ингибитора оценивалась путем сравнения накипеобразующей способности водопроводной воды в присутствии различных концентраций ингибитора накипеобразования и Na-катионированной воды.

Сетевая натрий-катионированная вода имела следующий состав: общая щелочность 3,4 мг-экв/дм³; кальциевая жесткость 0,4 мг-экв/дм³; pH 9,0; железо 0,23 мг/дм³.

Водопроводная вода имела следующий состав: общая щелочность 2,8 мг-экв/дм³, кальциевая жесткость 2,2 мг-экв/дм³, общая жесткость

3,3 мг-экв/дм³, железо 0,17 мг/дм³. Величина pH воды 9,0 достигалась подщелачиванием. Концентрация антинакнпина А в воде составляла 0; 5; 10 мг/дм³. Максимальная температура, проверяемая для данной ТЭЦ, была равна 150 °С (130 °С + 20 °С температурной разверки). Кроме того, проверялись температуры 120 °С и 100 °С. Продолжительность выдержи составляла: при 100 °С - 4 ч, при 120 °С - 1 ч, при 150 °С - 0,5 ч. В каждом опыте в одинаковых условиях находились две пластинки. Опыты повторялись не менее 2 раз.

Пластинки после обработки в автоклаве осматривали на микроскопе ММР-2Р с 86-кратным увеличением. Определяли количество кристаллитов различных размеров в поле зрения микроскопа 1,7 мм² (в 5-10 полях для каждой пластинки). Размер деления шкалы окуляра микроскопа соответствовал размеру кристаллита (15 мкм). Поэтому для удобства измерений величины кристаллитов типоразмеры кристаллитов выбирались кратными цене деления шкалы окуляра: менее 15 мкм, 15 мкм, 30 мкм, 45 мкм и т.д. Данные по количеству кристаллитов одного размера, подсчитанные на пластинках, находившихся в одинаковых условиях, усредняли.

Результаты испытаний эффективности антинакипиого действия реагента А при температурах 100, 120 и 150 °С приведены в таблицах АЛ, А.2 и А.З соответственно.

9

При обработке результатов осмотра пластинок в графе «максимальный размер кристаллитов» записывалась дробь, в числителе которой указывался часто встречающийся размер крупных кристаллитов, а в знаменателе - самый большой единичный кристаллит. Если рядом с цифрой стоит обозначение «ср», то этот единичный кристаллит состоит из сросшихся более мелких кристаллитов (обычно в виде изогнутой цепочки).

В графах 4-8, где указано количество кристаллитов определенного размера, приведены три цифры: левая цифра - это минимальное количество кристаллитов данного размера в осмотренных полях, правая цифра -максимальное и в середине - средне-арифметическое значение количества кристаллитов данного типоразмера на всех осмотренных полях, за исключением двух полей с минимальным и максимальным количеством кристаллитов данного типоразмера.

При оценке данных таблиц A.I-A.3 следует учитывать, что время выдержки при повышении температуры резко уменьшалось. Таким образом,

10