Автор: А.А. Гридчин, Л.С. Ерастова, А.А. Гусева (ООО «ТЭХ-Групп)
Опубликовано в журнале Химическая техника №5/2017
ООО «ТЭХ-Групп» с апреля 2013 г. по настоящее время проводит реагентную обработку воды оборотного цикла цеха АК-72 АО «Минудобрения» (г. Россошь). Целью обработки является улучшение технико-экономических показателей работы водоохладительного цикла (ВОЦ). Работы выполняются в строгом соответствии с Программой реагентной обработки воды оборотного водоснабжения реагентами PuroTech, разработанной технологами компании.
В августе 2012 г. (в период остановочного ремонта агрегата АК-72М) технологи компании совместно с представителями предприятия провели предварительное обследование теплообменного оборудования. Также были подробно изучены данные по фактическому составу подпиточной и оборотной воды водооборотных циклов агрегатов и данные обследования, выполненного ЦЛО весной 2012 г.
Стабилизационная обработка ингибиторами коррозии и накипеобразования проводится с целью снижения накипеобразующих и коррозионных свойств воды. Ингибиторы дозируются в трубопровод оборотной воды насосами-дозаторами, установленными в помещении насосной в автоматическом режиме.
Защита от коррозии при применении реагентов PuroTech происходит в результате образования на поверхности металла защитной кальциево-фосфонатной пленки сложного химического состава полимолекулярной толщины.
С целью определения коррозионной агрессивности воды водооборотного цикла цеха АК-72М при проведении реагентной обработки продуктами торговой марки PuroTech регулярно проводятся испытания образцов из стали Ст20, которые устанавливают в станции дозирования реагентов, расположенной в насосном отделении. Температура воды в процессе испытаний находилась на уровне 22…28°С. Время испытаний каждого этапа – более 1500 ч.
На рис. 1 приведено изменение скорости коррозии, определяемой весовым методом.
Необходимо отметить, что на основании регулярно предоставляемых заключений о коррозионной агрессивности воды превышений норматива по показателю скорости коррозии по образцам-свидетелям за отчетный период не было. По данным последней экспозиции, скорость коррозии в 10 раз меньше допустимой нормы.
Плановое вскрытие теплообменного оборудования, проведенное в 2015 г., показало, что состояние поверхностей теплообмена (теплообменники Т50/1 и Т50/2)
в целом удовлетворительное, имеются зоны низкой интенсивности протока. Отложения наносного характера незначительны и легко удаляются с поверхности напором воды без использования механических способов очистки.
в целом удовлетворительное, имеются зоны низкой интенсивности протока. Отложения наносного характера незначительны и легко удаляются с поверхности напором воды без использования механических способов очистки.
На поверхности теплообменников Т60/1 и Т60/3 было обнаружено большое скопление окалины (крупных фрагментов отделившейся от поверхности трубопроводов ржавчины). Скопление отложений именно в этих теплообменниках объясняется конструктивной особенностью врезки подводящего трубопровода. Кроме того, данные теплообменники расположены в «тупиковой зоне» на нулевой отметке. На рис. 2 приведено визуальное сравнение состояния теплообменных поверхностей Т60/1 за периоды 2014–2015 гг. и 2015–2016 гг.
за периоды 2014–2015 гг. (а) и 2015–2016 гг. (б)
Плановое вскрытие теплообменников и колонны в ноябре 2016 г. подтверждает наметившуюся в 2015 г. положительную динамику по состоянию поверхностей теплообмена: отсутствуют отложения биологического характера, визуально количество наносных отложений стало меньше, накипь отсутствует.
Отложения различных солей на стенках теплоэнергетических и других аппаратов приводят к резкому снижению эффективности их работы и частым остановам для очистки. В системах охлаждения образование накипи происходит при температуре выше 30°С, что обусловлено снижением растворимости солей жесткости и интенсивным распадом бикарбонатов при температуре выше 40°С. Общий механизм отложения накипи и других инкрустаций заключается в возникновении и дальнейшем росте на твердых поверхностях кристаллов веществ, находящихся в растворе. На рис. 3 приведено состояние теплообменных поверхностей теплообменника Т50/2.
По внешнему виду состояние поверхностей теплообмена удовлетворительное и не изменилось по сравнению с прошлым годом. В процессе обследования не были обнаружены отложения биологического характера, однако осталась проблема низких скоростей протока.
Эффективность предупреждения образования отложений оценивается по изменению значения Транспорта кальция. Изменение значения транспорта солей жесткости (ТрСа) в оборотном цикле представлено на рис. 4. Среднее значение показателя ТрСа составляет 113% (установленное значение не ниже 90%), что является допустимым значением. Полученные данные говорят о безнакипном режиме работы.
Причиной развития в охлаждающих системах бактерий и водорослей является наличие в охлаждающей воде необходимых для них питательных веществ и благоприятных температурных условий. Особенно интенсивное развитие биологических обрастаний в охлаждающих системах наблюдается при повышенном содержании в охлаждающей воде питательных минеральных и органических веществ. Развитие бактерий на стенках аппаратов и труб проявляется в форме слизистых отложений, на которых способны накапливаться взвешенные вещества и продукты накипеобразования.
На открытых поверхностях охлаждающих систем, особенно в градирнях, могут развиваться сине-зеленые и диатомовые водоросли.
Биологические обрастания ухудшают работу систем охлаждения не только вследствие того, что нарушают условия теплопередачи и увеличивают потерю напора
в трубах, но они могут вызывать также интенсивную коррозию труб и аппаратов.
в трубах, но они могут вызывать также интенсивную коррозию труб и аппаратов.
Для предотвращения биологического обрастания оборотной системы используется ряд микробиоцидов PuroTech, действие которых направлено на подавление роста бактерий и водорослей. Все биоциды обладают широким спектром действия, не вызывают коррозию, не реагируют с металлами, резиной и другими материалами, из которых изготовлено оборудование систем охлаждения, совместимы с ингибиторами, используемыми для обработки систем охлаждения.
Для разрушения и удаления биологической пленки с поверхностей теплообменного оборудования и повышения эффективность действия биоцидов используется гипохлорит натрия.
В результате применения биоцидов активность микроорганизмов в оборотной воде остается на стабильно низком уровне. Слизеобразующих форм на поверхностях теплообменников не обнаружено. Значение ОМЧ в отчетный период не превышает 104 КОЕ/мл (принятая норма – не более 104 КОЕ/мл). На рис. 5 приведены фотографии состояния градирни в периоды наблюдений.
Отложения в чаше градирни представлены в основном мелкой фракцией, напоминающей «грязь». По составу это преимущественно компоненты заводской пыли из воздуха и отмываемые с поверхности труб старые отложения. На стенках и опорных колоннах водоросли отсутствуют.
Теплообменники, расположенные в колонне К-31, эксплуатировались в течение двух лет без прочисток, что наглядно показывает факт реальной экономии денежных средств (~500 000 руб.) и малого времени для выполнения данной работы в момент проведения ежегодной плановой остановки.
По результатам аналитического контроля сотрудники предприятия совместно со специалистами компании регулярно выполняют корректирующие действия по проводимой обработке для поддержания показателей воды в нормируемых пределах, обеспечивая тем самым защиту теплообменного оборудования и трубопроводов охладительной системы от загрязнений.
Эксплуатацию, обслуживание дозировочных насосов для введения ингибитора, ввод биоцидов, контроль работы станции для измерения скорости коррозии осуществляет оперативный, инженерно-технический персонал цеха АК-72М ОАО «Минудобрения» с привлечением сотрудников ООО «ТЭХ-Групп».
