Chemiczne czyszczenie kotłów płomienicowo-płomieniówkowych
Czyszczenie kotłów parowych
Na podstawie publikacji: Leszek Ziółkowski „Chemiczne czyszczenie kotłów – metodologia przygotowania i sposoby realizacji (cz. I), Chemiczne czyszczenie kotłów – metodologia przygotowania i sposoby realizacji (cz. II), Piece Przemysłowe & Kotły VII-VIII/2012. Copyright © Leszek Ziółkowski 2012.
W kotłach płomienicowo-płomieniówkowych często zdarza się, że pomimo grubej warstwy osadu kamienia na powierzchni ogrzewalnej, kocioł nadal pracuje.
Zdjęcie [1] obrazuje ilość kamienia, jaki odpadł tylko z płomienicy po jej wycięciu w wyniku awarii spowodowanej brakiem wody w kotle. Przyczyną powstawania tak grubego twardego osadu było niedokładne usuniecie kamienia podczas poprzedniego czyszczenia oraz gwałtowne pogorszenie jakości wody kotłowej spowodowane awarią SUW lub brakiem serwisu. Jest to dodatkowa trudność, ponieważ nowy kamień, jaki narastał na starym, ma najczęściej inny skład chemiczny, a jego usunięcie wymaga innej technologii chemicznego czyszczenia. Tak było również w tym przypadku, ponieważ na płomieniówkach pod pierwszą grubą warstwą ciemnego osadu, występował twardy jak skała gips [2]. Taka różnorodność kamienia wymaga wielokrotnego czyszczenia w różnych roztworach o skrajnie odmiennym pH, w różnej temperaturze i różnym czasie. W tej sytuacji pobranie w trakcie rewizji przed czyszczeniem reprezentatywnych próbek kamienia z miejsc najbardziej obciążonych cieplnie jest kwestią kluczową, która decyduje o powodzeniu procesu wyczyszczenia kotła. Absolutnie nie do przyjęcia jest pobieranie próbki kamienia z dna kotła w postaci łusek, które w wyniku naprężeń odpadły od płomieniówek. Jest to zazwyczaj luźno związany i jeszcze niewypalony osad, który zafałszuje próby symulacyjne.
Często przyczyną złego stanu powierzchni grzewczej kotła jest zaniedbanie pasywacji stali kotłowej, co grozi poważną korozją powierzchni grzewczej w postaci korozji podosadowej [3], z czasem powodującej powstawanie głębokich wżerów [4]. Inną przyczyną awarii jest niedrożność rury odmulającej, która ulega szybkiemu zatkaniu łuskami osadu [5] i [6], które odpadły od płomieniówek na dno kotła.
Zbyt duże zakamienienie powierzchni ogrzewalnej kotła, w połączeniu z nieregularnym i krótkotrwałym odmulaniem, powoduje przegrzewanie się płomienicy i płomieniówek oraz spawów w grodzi sitowej na I nawrocie spalin, gdzie temperatura jest najwyższa.
Konsekwencją tego jest najczęściej nieudana próba ciśnieniowa po zakończeniu czyszczenia, która ujawnia wszelkie nieszczelności spawów [7]. W takim przypadku kocioł kwalifikowany jest do kolejnej naprawy, która może wykonać wyłącznie uprawniony zakład. Polega ona na wycięciu [6] uszkodzonych części, a następnie wspawaniu nowych. Wcześniejsza decyzja o przeprowadzeniu chemicznego czyszczenia usunęłaby jej przyczyny, a nie skutki awarii, ponieważ przed spawaniem, kocioł i tak został zakwalifikowany do czyszczenia. Tylko duża ciągliwość stali kotłowej zapobiegła tragedii, w postaci eksplozji kotła.
Przygotowanie kotła do czyszczenia obejmuje wykonanie wielu czynności, aby umożliwić cyrkulowanie roztworów czyszczących np. jedno zasilanie i 2 powroty [7].
Samo czyszczenie obejmuje między innymi:
- płukanie wodą w celu usunięcia luźnego osadu;
- I cyrkulacja roztworem chemicznym;
- kilka płukań wodą do uzyskania właściwego odczynu pH;
- II cyrkulacja w celu usunięcia krzemianów lub trudno usuwalnego gipsu;
- ponownego płukania wodą do uzyskania właściwego odczynu pH;
- III cyrkulacja roztworem chemicznym;
- odmulania kotła z luźnych osadów [8];
- końcowe płukania wodą do uzyskania właściwego odczynu pH i klarowności popłuczyn. W przypadku szczególnie twardego kamienia w kotłach parowych, czas czyszczenia może wydłużyć się nawet dwukrotnie.
- Jako jeden z niewielu zakładów potrafię usunąć wypalony biały gips – czyszczenie [9] i [10].
Roztwory poprocesowe są neutralizowane do parametrów określonych w obowiązujących przepisach, uzyskując w ten sposób status ścieków przemysłowych. Dla zabezpieczenia kotła przed korozją, bezpośrednio po ostatnim płukaniu, realizowany jest proces pasywacji odkamienionych powierzchni. Część firm czyszczących rezygnuje z koniecznej pasywacji.
Z uwagi na żrący charakter stosowanych chemikaliów oraz szkodliwość powstałych oparów i gazów, podczas czyszczenia muszą być stosowane odpowiednie środki ochrony oraz maski p.gaz.
Do szczególnie trudnych czyszczeń należy odkamienianie starszych kotłów, gdzie przy stosunkowo małej wielkości powierzchni grzewczej ich pojemność wodna wraz z przestrzenią parową przekracza 15-20 m3. Powoduje to potrzebę zakupu dużej ilości chemikaliów, w celu przygotowania roztworów czyszczących w wymaganym stężeniu, a przy czyszczeniu wieloetapowym – magazynowania roztworów. Ponadto z uwagi na małą średnicę rury spustowej oraz dużą pojemność kotła, wydłuża się proces napełniania kotła i płukania.
Przed spuszczeniem, użyte roztwory są neutralizowane do parametrów określonych w obowiązujących przepisach uzyskując w ten sposób status ścieków przemysłowych. Dla zabezpieczenia kotła przed korozją, bezpośrednio po ostatnim płukaniu, realizowany jest proces pasywacji odkamienionych powierzchni [16] [17] .
Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy urządzeniach i instalacjach energetycznych
Prace w warunkach szczególnego zagrożenia dla zdrowia i życia ludzkiego, określone w ogólnych przepisach bezpieczeństwa i higieny pracy jako prace szczególnie niebezpieczne, powinny być wykonywane co najmniej przez dwie osoby. ust. 15. Do prac wykonywanych przy urządzeniach i instalacjach energetycznych w warunkach szczególnego zagrożenia dla zdrowia i życia ludzkiego należy zaliczyć w szczególności prace wymagające stosowania chemicznych środków służących do czyszczenia kotłów, rurociągów, zbiorników ciśnieniowych, odwadniaczy, odolejaczy i zasobników ciśnieniowych”. Wobec powyższego, podczas chemicznego czyszczenia – z uwagi na żrący charakter stosowanych chemikaliów oraz szkodliwość powstałych oparów i gazów – pracownicy realizujący czyszczenie muszą stosować odpowiednią odzież ochronną (atestowany kombinezon z kapturem, rękawice i buty) oraz używać maski przeciwgazowej z odpowiednim wkładem.
Do szczególnie trudnych czyszczeń należy odkamienianie starszych kotłów z rusztem węglowym
Gdzie przy stosunkowo małej wielkości powierzchni grzewczej (np. 125 m2), ich pojemność wodna wraz z przestrzenią parową przekracza 15, a nawet 20 m3. Te wiekowe już kotły przeszły wiele czyszczeń (udanych i nieudanych), a na ich powierzchni grzewczej znaleźć można wypalone osady, których nie usunięto w poprzednich czyszczeniach. W takich przypadkach może czasem pozostać część nieusuwalnego kamienia. Dopuszcza się, że może ona występować max. na 5% powierzchni grzewczej.
Większa pojemność wodna dużych kotłów wymaga zakupu zdecydowanie większej ilości chemikaliów, w celu przygotowania roztworów czyszczących o odpowiednio skutecznym stężeniu roboczym, jakie każdorazowo określa się w trakcie prowadzonych badań stymulacyjnych, dla opracowania optymalnej technologii czyszczenia. Zwiększenie stężenia roboczego tylko o 3% powoduje wzrost masy chemikaliów o kilka ton. Ponadto z uwagi na małą średnicę rury spustowej oraz dużą pojemność kotła, wydłuża się proces spustu roztworów i płukania.
Dla przykładu wciąż sprawny kocioł parowy Sefako EOG 4.5 z 1988 roku o wydajności 4,5 tony pary na godzinę i pojemności 16,6 m3 do LW posiada rurę spustową o średnicy zaledwie 1 ¼ cala !
Ostatnim i chyba najważniejszym aspektem decydującym o powodzeniu i usunięciu osadu do wymaganej normy jest jego skład chemiczny oraz grubość na płomienicy, płomieniówkach i ścianie sitowej. Czyszczenie zakończy się ocena pozytywna wyłącznie wówczas, gdy do badania składu chemicznego osadu zostaną przekazane reprezentatywne próbki kamienia odkutego przecinakiem od powierzchni ogrzewalnej. Nie mogą to być fragmenty luźno związanego osadu węglanu wapnia wydobyte z dna kotła podczas odmulania mechanicznego. Poniżej przedstawiam dwa wyniki badania osadów o bardzo trudnym składzie chemicznym. A tak trudne osady też trzeba umieć usunąć.
CZAS WYCZYSZCZENIA KOTŁA PAROWEGO z typowego osadu o gęstości 2,2 – 2,4 g/cm3 zwierającego 10-15% substancji nieusuwalnych w kwasie oraz wykonania doraźnej rewizji wewnętrznej i próby ciśnieniowej WYNOSI:
- dla kotła o pojemności 2-3 m3 potrzeba 2 doby;
- dla kotła o pojemności 4-8 m3 potrzeba 3 doby;
- dla kotła o pojemności 9-15 m3 potrzeba 4 doby;
- dla kotła o pojemności >15 m3 potrzeba 5 dób.
W przypadku kotłów wodnych czas czyszczenia jest krótszy o 30%.
Może zainteresuje Cię również:
