В

Для систем теплоснабжения закрытого типа,
работающих на коррозионно-агрессивной воде,
объемы подпиточной воды зависят от количества коррозионных повреждений теплосети. Возникает порочный круг: чем больше повреждений
тепловой сети, тем больше объем подпитки, а
чем больше объем подпитки, тем больше вносится в тепловую сеть кислорода и тем больше
повреждений. Решить эту проблему можно путем изменения водно-химического режима теплосети, включая применение ингибиторов коррозии, или за счет снижения концентрации О2 в
подпиточной воде до уровня значительно ниже
нормативного. Например, даже при нормируемом содержании кислорода в подпиточной и сетевой воде и высоком значении рН сетевой воды
(10,6) один из объектов проведенного ВТИ опроса за счет высокого содержания в воде сульфатов и хлоридов имел повреждаемость от внутренней коррозии 0,1 повр./(км.год). Известны
случаи, когда даже уменьшение концентрации
О2 в подпиточной воде до 20 мкг/кг не позволяло
предотвратить коррозионные повреждения трубопроводов тепловой сети. В этом случае для
более глубокого удаления кислорода, по-видимому, целесообразно применение каких-либо
дополнительных деаэрирующих устройств, например электронно-ионообменных фильтров.
Присосы водопроводной воды в абонентских
подогревателях также приводят к повышению
концентрации кислорода в сетевой воде закрытых
систем теплоснабжения. Через неплотности в подогревателях в дневное время происходят утечки
сетевой воды, а в ночные часы при уменьшении
водоразбора в системе горячего водоснабжения
и увеличении давления в системе водопровода –
присосы водопроводной воды. Показателем увеличения присосов водопроводной воды является
увеличение жесткости сетевой воды. Одновременно с ростом жесткости происходит увеличение содержания кислорода в сетевой воде.
В таблице приведены результаты расчета,
показывающие какому содержанию О2 в подпиточной воде соответствует количество кислорода, вносимого в сетевую воду с присосами водопроводной воды (при исходной концентрации
кислорода в подпиточной воде 50 мкг/кг).
Величина присосов в абонентских кожухотрубных теплообменниках, рассчитываемая по изменению жесткости сетевой воды, составляет обыч-
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ
В
озможность постоянного поддержания
концентрации кислорода в сетевой воде
на нормативном уровне определяется
многими факторами, зависящими от уровня
эксплуатации тепловых сетей, уровня повреждаемости трубопроводов теплосети от коррозии и от соответствия проектных решений увеличивающейся со временем присоединенной
тепловой нагрузке. Пути попадания кислорода в
сетевую воду перечислены ниже.
Подпиточная вода теплосети является одним
из основных, закладываемых в проект, путей попадания кислорода в сетевую воду. В соответствии с ПТЭ [1] допускается содержание кислорода в подпиточной воде 50 мкг/кг, в то время как в
сетевой воде – 20 мкг/кг. Следовательно, уже изначально заложено, что 30 мкг/кг кислорода расходуется на коррозию металла в тепловой сети.
Реально эти нормы выдерживаются далеко не
всегда. Результаты проведенного ВТИ опроса [2]
показали, что содержание кислорода в подпиточной воде объектов, использующих вакуумные
деаэраторы, в среднем на 26 мкг/кг выше нормы.
Некачественная работа вакуумных деаэраторов приводит также к снижению значения рН сетевой воды за счет неполного удаления СО2 и
повышению содержания в воде железа. В то же
время опыт многих ТЭЦ показывает, что вакуумные деаэраторы способны работать эффективно и поддерживать концентрацию О2 в подпиточной воде не выше 20 мкг/кг. Мероприятия по совершенствованию их эксплуатации изложены в
[2]. Необходимо отметить, что для качественной
работы вакуумных деаэраторов их нагрузка не
должна превышать 70% от номинальной для деаэраторов горизонтального типа и 40-50% от номинальной для деаэраторов вертикального типа
[3]. Модернизация атмосферных деаэраторов
может производиться в соответствии с [4].
Объемы подпитки теплосети оказывают
большое влияние на количество кислорода,
вносимое с подпиточной водой в воду теплосети и, следовательно, на коррозионные потери
металла оборудования систем теплоснабжения,
выполненного из углеродистых сталей. Этим, в
частности, объясняется большее количество
железооксидных отложений в водогрейных котлах открытых систем теплоснабжения, подпиточные расходы в которых значительно больше,
чем в закрытых системах.
Новости теплоснабжения № 4 (апрель); 2009 г.
Пути попадания кислорода в сетевую воду
Д.т.н. Ю.В. Балабан-Ирменин, заведующий лабораторией «Водно-химического режима
и коррозии систем теплоснабжения и оборотного охлаждения»,
Всероссийский теплотехнический институт (ВТИ), В.М. Липовских, г. Москва
(из книги Ю.В. Балабан-Ирменина, В.М. Липовских, А.М. Рубашова «Защита от внутренней коррозии
трубопроводов водяных тепловых сетей», М., Издательство «Новости теплоснабжения», 2008 г.)
47
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ
Новости теплоснабжения № 4 (апрель); 2009 г.
48
Таблица. Расчетное значение содержания О2 в подпиточной воде.
но 5-10% от подпиточного расхода. Таким образом, присосы водопроводной воды могут вносить
в сетевую воду количество кислорода, эквивалентное увеличению содержания О2 в подпиточной воде до 1000 мкг/кг. Поступающий с присосами кислород попадает в обратные трубопроводы
теплосети и, в основном, расходуется на коррозию именно в обратных магистралях. Коррозия
обратных трубопроводов тепловых сетей обычно
близка к равномерной и поэтому не так опасна,
как локальная коррозия подающих трубопроводов. Однако опыт эксплуатации показывает, что
при наличии присосов может увеличиваться содержание кислорода и в прямой сетевой воде, что
непосредственно влияет на повреждаемость подающих трубопроводов. Кроме того, увеличивается содержание железа в сетевой воде.
Аккумуляторные баки открытых систем теплоснабжения и баки запаса подпиточной воды закрытых систем при некачественной защите воды от
контакта с воздухом также создают опасность увеличения концентрации кислорода в сетевой воде и,
соответственно, увеличения скорости коррозии. В
ВТИ проводились измерения скорости коррозии
стальных индикаторов, установленных до и после
аккумуляторного бака на ТЭЦ-7 «Ленэнерго» (ныне
филиал «Невский» ОАО «ТГК-1»), имевшего покрытие внутренней поверхности и работавшего при
температуре 75-80 ОС. Скорость коррозии индикаторов при практически одинаковой температуре
воды составляла 0,015 г/(м2.ч) перед баком и 0,11
г/(м2.ч) за баком. Таким образом, аэрация воды в
баках-аккумуляторах может приводить к увеличению скорости коррозии стали в 7 раз.
Аварийная подпитка тепловой сети исходной
недеаэрированной водой также является при-
чиной попадания кислорода в сетевую воду.
Аварийная подпитка может быть связана:
■ с недостаточной производительностью химводоочистки (ХВО) подпиточной воды теплосети в случае несоответствия начального проекта
ХВО возрастающей присоединенной тепловой
нагрузке;
■ с недостаточными объемами баков запаса
подпиточной воды закрытых систем теплоснабжения или баков-аккумуляторов подпиточной воды открытых систем (в соответствии с
ВНТП-81 [5] общая емкость баков запаса должна быть не менее 3% от объема воды в тепловых сетях, а емкость баков-аккумуляторов – не
менее 10-кратной величины среднечасового
расхода воды на горячее водоснабжение за
отопительный период);
■ с отсутствием необходимых связей между
тепловыми районами крупных городов;
■ с большими потерями воды из-за коррозионных повреждений теплосети.
Завоздушивание обратных магистралей при
снижении в них давления ниже атмосферного
также является причиной попадания кислорода
в сетевую воду.
1.
2.
3.
4.
5.
Литература
Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей
Российской Федерации. М.: СПО ОРГРЭС, 2003.
Балабан-Ирменин Ю.В., Шарапов В.И., Рубашов А.М. Влияние деаэрации подпиточной воды теплосети и типа деаэратора на внутреннюю коррозию и повреждаемость теплопроводов // Электрические
станции. 1993. № 6. С. 42-46.
Шарапов В.И. О предотвращении внутренней коррозии теплосети в закрытых системах теплоснабжения // Теплоэнергетика.
1988. № 4. С. 16-19.
Методические указания по модернизации деаэрационных колонок атмосферного и повышенного давления. РД 34.40. 201-91.
М.: ВТИ, 1991.
Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций. ВНТП-81. М.: МО ТЭП. 1981.
ООО «Издательство «Новости теплоснабжения» представляет НОВИНКУ:
Книга «Защита от внутренней коррозии трубопроводов
водяных тепловых сетей»
Авторы: Балабан-Ирменин Ю.В., Липовских В.М., Рубашов А.М.
Первое издание этой книги стало настольным пособием и неотъемлемым помощником для
большого числа энергетиков, которые заинтересованы в надежной эксплуатации своего оборудования. Предлагаем Вашему вниманию второе издание (переработанное, дополненное).
В книге ведущих специалистов области обобщены результаты исследований процессов внутренней коррозии трубопроводов водяных тепловых сетей. Рассмотрены типовые случаи локальной коррозии трубопроводов теплосетей, причины возникновения и развития язвенных повреждений труб. Подробно рассмотрен промышленный опыт антикоррозионных мероприятий в
России и за рубежом, способы контроля коррозии.
Книга рассчитана на эксплуатационный инженерно-технический персонал предприятий тепловых сетей, электростанций и котельных, сотрудников наладочных, проектных и научно-исследовательских организаций.
Книгу можно заказать, позвонив по телефону +7 (495) 231-21-26 или на сайте www.ntsn.ru.