РД 34.37.401 (с изм. 1993)

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

Главтехуправление

УДК 621.165.004.55                                                                                                         Группа Е23

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫВКЕ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ТУРБИН СВЕРХКРИТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

РД 34.37.401

ОКСТУ 3111

Срок действия с 01.08.86

до 01.08.96

Продлен до 01.01.2003 г.

(Измененная редакция, Изм. от 10.09.1993 г.)

РАЗРАБОТАНО Всесоюзным дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехническим научно-исследовательским институтом им. Ф.Э. Дзержинского,

Уральским филиалом ВТИ им. Ф.Э. Дзержинского,

Научно-производственным объединением по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова

Исполнители З.В. Деева, Л.Е. Сайчук (ВТИ им. Ф.Э. Дзержинского);

Р.К. Гронский, В.П. Маклакова (УралВТИ);

C.A. Козина (НПО ЦКТИ им. И.И. Ползунова)

СОГЛАСОВАНО с Техническим Управлением Минэнергомаша 24.12.85 г.

Начальник Управления В.П. Головизнин

УТВЕРЖДЕНО Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации 26.12.85 г.

Заместитель начальника Д.Я. Шамараков

ВНЕСЕНО Изменение, утвержденное начальником Департамента науки и техники РАО "ЕЭС России" В.В. Кудрявым 10.09.1993 г.

Настоящие Методические указания распространяются на энергоблоки сверхкритического давления и устанавливают правила химической промывки и применения реагентов.

Методические указания предназначены для персонала электростанций, занимающегося эксплуатацией энергоблоков СКД, наладочных организаций и заводов-изготовителей.

С вводом в действие настоящих Методических указаний отменяется "Временная инструкция по промывке (под нагрузкой) проточной части турбин энергоблоков мощностью 300 МВт раствором пиперидина от водонерастворимых отложений" (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1974).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. На интенсивность образования отложений в турбине влияют:

- абсолютная концентрация соединений, присутствующих в паре, их физико-химические свойства, а также количественные соотношения различных соединений;

- организация эксплуатации конденсатоочистки (своевременная регенерация фильтров, глубина отмывки после регенерации, состояние ионообменного материала);

- режим работы энергоблока (частота остановов и пусков, изменение нагрузки);

- качество водных отмывок при пуске и останове энергоблока;

- наличие присосов воздуха в вакуумной части турбоустановки (конденсатор, конденсатные и сливные насосы и т.п.).

1.2. С увеличением продолжительности эксплуатации турбин СКД при ведении водного режима согласно нормам ПТЭ в составе отложений, образующихся в проточной части ЦВД, преобладают водонерастворимые соединения - окислы меди (40-80%) и железа (20-50%). Рентгеноструктурный анализ отложений, отобранных с лопаточного аппарата турбин энергоблоков СКД, показал, что соединения железа находятся в отложениях в виде Fe2O3 и Fe3O4, а соединения меди в виде Cu, CuO и Cu2O. На ступенях высокого давления в первую очередь оседают соединения, концентрация которых ближе при заданных давлении и температуре к пределу растворимости (закись и окись меди).

1.3. Максимальное количество отложений соединений меди приходится на головную часть ЦВД (с третьей по седьмую ступень). Окислы железа располагаются более или менее равномерно по проточной части. Кремнекислые отложения сосредоточены в основном в ЦСД и ЦНД.

1.4. Образование отложений на лопаточном аппарате турбин СКД, особенно в цилиндре высокого давления, приводит к уменьшению проходных сечений, увеличению давлений в промежуточных ступенях, что обусловливает ограничение мощности турбины.

1.5. Промывка турбин должна производиться только на исправном оборудовании. Оперативное руководство промывкой осуществляется начальником смены энергоблока, техническое - руководителями цехов (котлотурбинного и химического).

1.6. В Методические указания включены методы промывки, которые при неоднократном их применении в условиях эксплуатации энергоблоков показали отсутствие коррозионно-эрозионных повреждений конструкционных материалов проточной части турбин.

2. ВЫБОР МЕТОДА ОЧИСТКИ

2.1. Химические реагенты при промывке турбины используются в случае преобладания в составе водонерастворимых отложений (окислов меди и железа).

Наличие водонерастворимых отложений устанавливается по данным анализов, выполненных при предыдущем капитальном ремонте.

2.2. Реагент, применяемый для промывки, помимо высоких моющих свойств по отношению к отложениям соединений меди, железа, кремнекислоты, должен быть неагрессивным к конструкционным материалам, используемым для изготовления современного оборудования (перлитным, слаболегированным и нержавеющим сталям; медьсодержащим сплавам); электрооборудованию; маслу, используемому в системе маслоснабжения турбин.

2.3. Основные условия выбора метода отмывки приведены в таблице.

Таблица

3. ПРОМЫВКА ПОД НАГРУЗКОЙ

3.1. Принципиальная схема и организация работ

3.1.1. Разгрузка и расхолаживание турбины при промывке производятся в соответствии с эксплуатационными инструкциями.

3.1.2. Нагрузка, при которой производится промывка, определяется для каждого типа турбин отдельно и должна составлять около 30% номинальной. Температура пара перед турбиной устанавливается близкой к температуре насыщения, соответствующей давлению пара. Для этого установить температуру пара за котлом, на 15-20 °С превышающую температуру насыщения, и постепенным увеличением расхода воды на пусковой впрыск снизить ее до значения, на 10 °С превышающего температуру насыщения. Учитывая важность правильного поддержания температуры пара, перед промывкой следует убедиться в надежности измерения температуры пара по приборам.

Температура пара промперегрева снижается с помощью аварийного впрыска до значения, превышающего примерно на 20 °С температуру насыщения.

Продолжительность промывки турбины влажным паром в смеси с реагентами - 5-8 ч.

3.1.3. Пробоотборные устройства должны обеспечить отбор представительной пробы увлажненного пара в соответствии с ОСТ 108.030.04-80.

3.1.4. На рис.1 приведена принципиальная схема химической промывки под нагрузкой турбин К-300-240 с указанием мест измерений параметров свежего пара и пара промперегрева, а также мест отбора проб пара и конденсата.

Рис. 1. Принципиальная схема трубопроводов при химической промывке турбины К-300-240 под нагрузкой:

БД - бак-дозатор;

НД - насос-дозатор;

ПО - пробоотборник;

СК - стопорный клапан;

РК - регулирующий клапан;

OК - отсечный клапан;

- давление и температура свежего пара P0, t0;

- давление пара за ЦВД, ;

- давление и температура пара после промперегрева Pпп и tпп.

3.1.5. Для впрыска реагентов в пар используется линия подачи питательной воды к пусковым впрыскам работающего при промывке корпуса котла. Для измерения количества воды 12-15 т/ч, подаваемой через пусковой впрыск на увлажнение пара, необходимо установить специальный расходомер.

3.1.6. Для приготовления моющих растворов используются два чистых бака объемом 2-4 м3 каждый. Баки должны быть выполнены из нержавеющей стали, снабжены устройством для перемешивания раствора воздухом или паром, герметичными крышками.

3.1.7. Для дозирования реагентов используется оборудование установки эксплуатационной промывки котлов с двумя рабочими насосами-дозаторами НД-60/100 или НД-32/100 и одним резервным насосом.

3.1.8. Трубопроводы пусковых впрысков соединяются с напорными трубопроводами насосов-дозаторов, специально смонтированными для промывки линиями внутренним диаметром не менее 12 мм.

3.1.9. Конденсат отработавшего пара турбины отводится на блочную обессоливающую установку (БОУ) для очистки от загрязнений в целях последующего использования его в промывочном контуре.

Перед промывкой должны быть отрегенерированы ионитные фильтры конденсатоочистки. Баки запаса конденсата заполнены обессоленной водой, используемой для восполнения потерь конденсата при сбросе промывочной воды в циркуляционный водовод в случае истощения фильтров.

3.1.10. Во время промывки турбины при повышении в обессоленном конденсате содержания одного из соединений железа, меди и кремниевой кислоты более 100 мкг/кг конденсат после конденсатоочистки сбрасывается в циркуляционный водовод. При этом содержание моющих реагентов в циркуляционном водоводе не должно превышать установленных норм ПДК: пиперидина - 0,06 мг/кг, гидразина - 0,01 мг/кг; аммиака - 2 мг/кг. Потери в контуре восполняются обессоленным конденсатом из бака запасного конденсата (БЗК).

3.1.11. Стабилизировав работу энергоблока в заданном режиме промывки и убедившись в нормальной работе турбины, надо включить насос-дозатор для подачи из бака-дозатора водного раствора реагентов в схему промывки (см. рис.1).

3.1.12. При возникновении аварийных ситуаций на энергоблоке все операции по промывке прекращаются, отключается подача воды и реагентов в пусковой и аварийный впрыски.

3.1.13. При промывке производится химический контроль за качеством теплоносителя по тракту энергоблока. Для определения содержания меди, железа, кремниевой кислоты, значения показателя рН и концентрации дозируемых реагентов производятся отборы проб: пара перед и после ЦВД и перед ЦСД, конденсата до и за БОУ, питательной воды перед котлом.

3.1.14. По окончании промывки отключается впрыск реагентов в пар и турбина остается в работе в режиме промывки в течение 1 ч для отмывки проточной части. После этого повышаются параметры пара (свежего и промперегрева) до нормальных эксплуатационных значений и осуществляется нагружение турбины до номинальной мощности.

3.1.15. Химические промывки турбин под нагрузкой на сниженных параметрах следует производить не чаще одного раза в год.

3.2. Химическая промывка под нагрузкой при дозировании пиперидина

3.2.1. Безагрессивность пиперидина в сочетании с его способностью образовывать с окислами железа и меди растворимые в паре комплексные соединения, проходящие тракт промежуточного пароперегревателя транзитом, позволяют промывать всю проточную часть турбины без отключения промежуточного пароперегревателя, сбрасывая отработавший пар в конденсатор турбины с последующим выводом загрязнений на конденсатоочистке и использованием очищенного конденсата вновь в цикле энергоблока.

3.2.2. Пиперидин и его растворы токсичны, поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности (разд.6). На электростанции должна быть составлена инструкция, согласованная с местными санитарными органами.

3.2.3. При промывке концентрацию пиперидина в паре перед турбиной следует поддерживать на уровне 20-30 мг/кг. Контроль за концентрацией пиперидина нужно осуществлять по щелочности проб пара, отобранных перед ЦВД.

Концентрация пиперидина в промывочном контуре определяется титрованием 100 см3 пробы 0,01 н кислотой в присутствии смешанного индикатора. Содержание пиперидина в анализируемой воде (мг/кг) вычисляется по формуле

C5H11N = a · k · 0,85 · 10,

где a - расход 0,01 н кислоты на титрование 100 см3 воды, см3;

k - коэффициент нормальности кислоты;

0,85 - сотая часть эквивалента C5H11N в данной реакции.

3.2.4. Рабочий раствор пиперидина 7-8%-ной концентрации приготавливается в закрытом баке. Насосами-дозаторами раствор вводится в линию подачи питательной воды к пусковым впрыскам работающего корпуса котла и дальше поступает в паропроводы пара перед турбиной (см. рис.1).

3.2.5. По окончании промывки турбины фильтры конденсатоочистки должны быть отрегенерированы по обычной схеме со сбросом регенерационных растворов в баки нейтрализации. При этом пиперидин полностью удаляется из ионитных фильтров. Для нейтрализации пиперидина регенерационные растворы обрабатываются окислителями (перекисью водорода, или хлорной известью, или перманганатом) в массовом отношении окислителя к пиперидину 1:1. После проведения операции окисления пиперидина сброс раствора из баков нейтрализации можно производить по существующей на электростанции схеме.

3.3. Химическая промывка под нагрузкой при дозировании аммиака и гидразингидрата

3.3.1. В основу метода положено взаимодействие окислов меди с аммиаком с образованием хорошо растворимых медно-аммиачных комплексных соединений, термически устойчивых в области температур ниже 230-250 °С при значении рН 8,2-9,7 и в отсутствие окислителей.

3.3.2. Очистка поверхностей лопаток от железоокисных отложений достигается дозировкой гидразингидрата, который способствует разрушению структуры окислов, разрыхлению и отслаиванию отложений.

3.3.3. Расход реагентов на промывку определяется количеством отложений окислов меди и железа в проточной части, оцениваемым по осмотрам во время предыдущих капитальных ремонтов и корректируемым в зависимости от характеристики водного режима за предшествующий промывке период.

Практически на промывку расходуется 50-100 кг 25%-ного аммиака и 80-150 кг 64%-ного гидразингидрата.

3.3.4. Так как проточная часть ЦСД загрязняется преимущественно окислами железа, а в промежуточном пароперегревателе часть гидразингидрата может быть подвергнута термическому разложению либо потрачена на восстановление отложений в промежуточном пароперегревателе, перед ЦСД вводится дополнительное количество гидразингидрата.

3.3.5. Концентрация реагентов, впрыскиваемых в пар при промывке, составляет: перед ЦВД - смесь 0,001-0,008% аммиака и 0,002-0,02% гидразингидрата, перед ЦСД - 0,001-0,01% гидразингидрата от расхода пара. В каждом конкретном случае соотношение аммиака и гидразингидрата можно изменять в зависимости от состава и количества отложений в ЦВД и ЦСД турбины, определяемых водным режимом энергоблока в период эксплуатации, предшествующий промывке.

Например, при преобладании в отложениях турбины железа и кремниевой кислоты дозировку аммиака следует ограничить до 0,002%, а гидразингидрата увеличить соответственно перед ЦВД - до 0,01%, а перед ЦСД - до 0,005%.

3.3.6. Схема ввода реагентов в паровой тракт энергоблока представлена на рис.2.

Рис. 2. Схема ввода реагентов в паровой тракт котла при промывке проточной части турбины:

----- - существующие линии;

___ - вновь монтируемые линии

3.3.7. Перед промывкой следует приготовить концентрированные растворы реагентов: в одном баке - (смесь 2:1) гидразингидрата (30-35%) и аммиака (15-25%), в другом - раствор гидразингидрата (15-35%) и произвести определение их концентрации по ОСТ 34-70-953.3-88 и РД 34.37.523.12-90 соответственно.

(Измененная редакция, Изм. от 10.09.1993 г.)

3.3.8. Организация и схема промывки под нагрузкой с дозированием аммиака и гидразингидрата осуществляется согласно разд.3.1.

4. ХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫВКА БЕЗ ВСКРЫТИЯ ЦИЛИНДРА

4.1. Химическая очистка проточной части ЦВД без вскрытия цилиндра производится на валоповоротном устройстве после останова турбины и ее полного расхолаживания до температуры 80-90 °С.

Для удаления отложений с преобладанием металлической меди используется смесь растворов бикарбоната и карбоната аммония с концентрациями соответственно 3,5 и 1,5% или смесь раствора сульфата аммония и аммиака с концентрациями 5 и 7% соответственно при температуре промывочного раствора 40-60 °С в присутствии окислителя.

4.2. Сущность способа удаления медистых соединений аммонийными растворами заключается в переводе их в растворимую форму за счет образования медно-аммиачных комплексов. В качестве окислителя используются перекись водорода, персульфат аммония и кислород воздуха.

4.3. Подвод раствора к ЦВД производится через дренажи паропроводов холодного промперегрева, а сброс через дренажи перепускных труб от РК до ЦВД (рис.3). Перед началом заполнения ЦВД необходимо закрыть ГПЗ, стопорные клапаны ЦВД, задвижки холодного промперегрева и задвижки на линиях отбора пара из ЦВД на подогреватели и проверить закрытие всех дренажных линий из ЦВД и паропроводов, примыкающих к ЦВД.

Рис. 3. Принципиальная схема химической очистки проточной части турбины (ЦВД):

1 - промывочный бак; 2 - насос; 3 - подвод пара; 4 - подвод воздуха; 5 - дренажный трубопровод ЦВД; 6 - трубопроводы отработавшего пара; 7 - дренажи паропроводов;

8 - регулирующие клапаны; 9 - стопорные клапаны; 10 - главные паровые задвижки;

11 - концевые уплотнения; 12 - пробоотборные точки

Отглушить паропроводы системы уплотнений ЦВД от общих коллекторов систем уплотнений ЦСД и ЦНД.

На моноблоках при отсутствии запорной арматуры на холодных линиях промперегрева за ЦВД установить заглушки. В процессе заполнения ЦВД контролировать работу двигателя ВПУ (по амперметру). При достижении электродвигателем ВПУ силы тока номинального значения прекратить повышение уровня раствора.

В каждой отдельном случае при составлении схемы промывки ЦВД на валоповороте должны быть отглушены все трубопроводы отборов, отсосов и дренажей от корпуса ЦВД и связанных с ЦВД элементов турбины.

4.4. В схему циркуляции раствора через проточную часть ЦВД включаются бак для приготовления раствора реагентов (15-20 м3), циркуляционный насос (50-100 м3/ч, 0,15-0,25 МПа). В бак подводится обессоленная вода или конденсат, сжатый воздух для перемешивания раствора (при растворении реагентов) и пар (через барботажные кольца) для подогрева. Для уменьшения объема монтажных работ в схеме могут быть использованы штатные дренажные баки и насосы.

4.5. Для предотвращения утечек раствора через концевые уплотнения и попадания раствора в маслосистему, а также для обеспечения полного заполнения всего корпуса ЦВД промывочным раствором к камерам уплотнений необходимо подводить сжатый воздух 0,13-0,14 МПа, ориентировочный расход которого 0,5 т/ч. Этот воздух будет также поставщиком кислорода в качестве окислителя для ускорения растворения металлической меди в отложениях.

4.6. Для отбора проб промывочного раствора и контроля его температуры в схеме должны быть предусмотрены пробоотборные точки и установлены термоэлектрические термометры (по одному на пробоотборной линии и одному термоэлектрическому термометру на напорном трубопроводе насоса и на сбросе отмывочного раствора в бак).

4.7. Рабочий раствор заданной концентрации приготавливается в промывочном баке, подогревается паром до 40-60 °С и закачивается в ЦВД. Перед заполнением турбины включается в работу валоповоротное устройство. Организуется замкнутый циркуляционный контур: промывочный бак-насос-турбина-бак. Перед началом заполнения ЦВД на уплотнения подается сжатый воздух.

4.8. В процессе промывки контролируется и поддерживается температура раствора (40-60 °С), общая концентрация аммонийных соединений (по аммиаку), концентрация меди, показатель рН.

4.9. Окончание промывки от медистых соединений определяется по стабилизации в промывочном растворе концентрации меди. Обычно длительность промывки составляет 4-5 ч. После отмывка раствор из контура сливается в бак, бак дренируется в "могильник" для сильнозагрязненных стоков.

Сброс и обезвреживание промывочных растворов после очистки ЦВД необходимо производить с учетом имеющихся на электростанции схем для обработки стоков после химических очисток оборудования. Необходимо предусмотреть возможность слива промывочного раствора из тупиковых участков (трубопроводы отборов и т.д.).

4.10. Для отмывки ЦВД и прилегающих к нему трубопроводов конденсатом используется циркуляционный контур по п.4.7, а в бак подается конденсат. Отмывка ЦВД производится до концентраций в промывочном растворе после ЦВД: меди ≤ 20 мкг/кг, железа ≤ 50 мкг/кг, кремниевой кислоты ≤ 50 мкг/кг. После отмывки производится полное дренирование ЦВД и его осушка горячим воздухом или паром.

5. КОНТРОЛЬ ЗА СОСТОЯНИЕМ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ТУРБИНЫ И ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПРОМЫВКИ

5.1. Для контроля за состоянием проточной части турбины и заносом ее солями не реже 2 раз в месяц должно проверяться значение давления пара в контрольных ступенях турбины при близком к номинальному расходе свежего пара.

5.2. Регистрация всех необходимых параметров должна производиться по обязательному приложению 2, причем первая запись в журнале должна быть выполнена при чистой проточной части (измерения давления после монтажа турбины, капитального ремонта).

5.3. По результатам измерений строится график изменения давления в контролируемой ступени ЦВД во времени при одних и тех же условиях работы турбоустановки (нагрузке, расходе свежего пара, вакууме, тепловой схеме) по следующим формулам

Pк.ст = f (τ) или Pк.ст = f (Nэ)

5.4. Повышение давления в контролируемой ступени, номинального при данном расходе пара, не должно превышать предельно установленного заводом-изготовителем для данной турбины. По достижении относительного прироста давления в контролируемой ступени или предельного давления из-за солевого заноса производится промывка турбин.

Pк.ст ≤ 1,1 Рном.

5.5. Для проверки качества промывки проточной части турбины до и после нее также снимается характеристика проточной части турбины в виде зависимостей, указанных в п.5.3.

5.6. Давление пара в контрольных ступенях турбины при снятия характеристик ее проточной части до и после промывки измеряется одними и теми же манометрами класса не ниже 0,5.

Эксплуатационные паромеры свежего пара перед испытаниями должны быть проверены и соответствовать своему классу.

Тепловая схема турбоустановки до и после промывки должна быть одной и той же.

Желательно на время промывки отключить от турбины посторонние потребители пара (РСУ, бойлеры и др.).

Вакуум в обоих случаях следует поддерживать на одном и том же уровне.

5.7. Сопоставление значение давления пара в контрольных ступенях турбины (в основном в регулирующей ступени ЦВД) до и после промывки при одном и том же расходе пара на турбину позволяет определить качество проведенной промывки.

6. МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫВКИ ТУРБИН

6.1. При применении для промывки раствора аммиака, его соединений и гидразина следует соблюдать "Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей" (М.: Энергоатомиздат, 1985).

6.2. При работе с пиперидином следует соблюдать меры предосторожности:

6.2.1. Работать с пиперидином необходимо в вентилируемом помещении в противогазе КД, переднике и рукавицах. В помещение, в котором проводятся работы с пиперидином, должна быть подведена техническая вода, а также выполнен дренаж для отвода вод, содержащих пиперидин, в бак нейтрализации.

Гигиеническая норма содержания пиперидина в воде водоемов 0,06 мг/кг, а в воздухе рабочей зоны 0,2 мг/м3.

Указанные значения предельно допустимых концентраций (ПДК) утверждены Минздравом СССР.

6.2.2. При проливании на пол концентрированного пиперидина необходимо разбавить его водой в соотношении 1:1, а затем нейтрализовать 1%-ным раствором перманганата калия. К местам установки насосов-дозаторов должны быть подведены шланги для смыва водой пролитого пиперидина.

6.2.3. Лабораторные работы с растворами пиперидина производятся в вытяжном шкафу. Не допускается растворы пиперидина и его соединений засасывать в пипетку ртом. Рекомендуется применять мерные колбы "на вылив", бюретки, ручные лабораторные поршневые насосы, водоструйные насосы, резиновые груши.

6.2.4. Перед ремонтом оборудования, соприкасавшегося с концентрированными растворами пиперидина, необходимо нейтрализовать пиперидин 1%-ным раствором перманганата калия или перекиси водорода.

6.2.5. При попадании пиперидина на кожу, слизистые оболочки необходимо обильно промыть водой пораженные участки и обратиться за медицинской помощью. При попадании пиперидина внутрь организма следует немедленно обратиться за медицинской помощью.

Приложение 1 (Исключен, Изм. от 10.09.1993 г.)

Приложение 2

Обязательное

Турбина № __________________

Тип ________________________

________________

*

** У турбин ЛМЗ и ТМЗ в качестве измерения давления в промежуточной ступени следует использовать измерение давления в поворотной камере ЦВД.