Нормирование качества воды и пара при полиаминном (хеламинном) водно-химическом режиме на тепловых электростанциях с парогазовыми установками

Филипп [Filipp] Викторович [V.] Дяченко [Dyachenko]; Тамара [Tamara] Ивановна [I.] Петрова [Petrova]

doi:10.24160/1993-6982-2020-3-40-47

Филипп [Filipp] Викторович [V.] Дяченко [Dyachenko]
Тамара [Tamara] Ивановна [I.] Петрова [Petrova]

DOI: https://doi.org/10.24160/1993-6982-2020-3-40-47

Ключевые слова: водно-химический режим, полиамины, Хеламин, качество теплоносителя, котел-утилизатор, нормируемые значения

Аннотация

В последние 10 — 20 лет на тепловых электростанциях (ТЭС) с парогазовыми установками (ПГУ) для коррекции качества теплоносителя широко используются водно-химические режимы (ВХР) с применением комплексных реагентов, в состав которых входят плёнкообразующие амины (ПОА). Применение комплексных реагентов приводит к снижению скорости коррозии конструкционных материалов и образования отложений на теплопередающих поверхностях, удалению существующих отложений с поверхностей нагрева и лопаток паровых турбин, также упрощается процедура проведения консервации котлов-утилизаторов.

Первыми комплексными реагентами на основе полиаминов, применяемыми в России на ТЭС с ПГУ с 2004 г, были реагенты под торговой маркой «Хеламин», и ВХР с добавлением данных реагентов получил название «хеламинный». Режимы с использованием полиаминов других марок, таких как Эпурамин, Втиамин и др. стали именовать «полиаминными» ВХР (ПАВР).

Несмотря на богатый опыт внедрения ПАВР на ТЭС с ПГУ существующие нормативные документы, определяющие качество воды и водяного пара, нуждаются в серьёзной доработке. Отечественные нормативы в основном распространяются на комплексные реагенты определённых марок и требуют дополнения и переработки, поскольку серьезно устарели. В 2016 г. Международной ассоциацией по свойствам воды и водяного пара (IAPWS) утвержден первый Международный нормативный документ по использованию комплексных реагентов, содержащих ПОА, для коррекции качества воды и пара на тепловых электростанциях с барабанными энергетическими котлами и на ТЭС с ПГУ (переиздан в 2019 г.). Однако в нем при определении требований к качеству воды и пара используются нормируемые значения, разработанные для гидразинно-аммиачного (AVT(R)) или аммиачного (AVT(O)) ВХР, которые не учитывают всех особенностей, характерных для ВХР с ПОА.

В настоящей работе при разработке норм качества воды и пара с использованием комплексных реагентов учтены нормируемые значения, содержащиеся в ранее разработанных документах, относящихся к ВХР с дозированием комплексных реагентов, а также в существующих нормативных документах для аммиачного и гидразинно-аммиачного ВХР. В предлагаемых нормах учитывается технологическая схема энергоблоков и наличие/отсутствие сплавов на основе меди в конденсатно-питательном тракте. Дано сравнение результатов химического контроля, нормируемых значений, указанных в режимных картах, с предложенными значениями для трёх разных энергоблоков ТЭС с ПГУ. Показано, что предлагаемые нормы качества воды и пара в основном соответствуют значениям режимных карт, применяемых на обследованных ТЭС с ПГУ, или ужесточают их. Средние значения показателей качества воды и пара, полученные при стационарном режиме работы оборудования за период (более года) на трех ТЭС с ПГУ с различными схемами и конструкционными материалами, находятся в пределах предлагаемых норм.

Сведения об авторах

Филипп [Filipp] Викторович [V.] Дяченко [Dyachenko]

аспирант, ассистент кафедры теоретических основ теплотехники им. М.П. Вукаловича НИУ «МЭИ», e-mail: fvd12358@gmail.com

Тамара [Tamara] Ивановна [I.] Петрова [Petrova]

доктор технических наук, профессор кафедры теоретических основ теплотехники им. М.П. Вукаловича НИУ «МЭИ», e-mail: PetrovaTI@mpei.ru

Литература

1. IAPWS TGD8-16. Application of Film Forming Amines in Fossil, Combined Cycle, and Biomass Power Plants. Banff, 2019.
2. СТО 37-002—2012. Методические указания по коррекционной обработке хеламином теплоносителя котлов давлением 1,4…13,8 МПа (хеламинный водно-химический режим).
3. СО 34.37.535—2004. Инструкция по коррекционной обработке комплексным реагентом Epuramin (Эпурамин) теплоносителя котлов давлением 2,4…13,8 МПа.
4. СТО 00129840.34.37.010—2017. Проведение очистки, консервации и ведение водно-химического режима на основе аминосодержащего реагента марки «Втиамин КР-33» (Втиаминный водно-химический режим).
5. СТО 70238424.27.100.013—2009. Водоподготовительные установки и водно-химический режим ТЭС. Условие создания. Нормы и требования.
6. Ларин Б.М., Ларин А.Б., Суслов С.Ю., Кирилина А.В. Нормирование качества водного теплоносителя на Российских ТЭС // Теплоэнергетика. 2017. № 4. С. 79—84.
7. Кирилина А.В., Суслов С.Ю. Нормы качества водного теплоносителя и отраслевой стандарт по водоподготовке и водному режиму на ТЭС // Теоретические и практические вопросы применения приборов контроля ВХР в энергетике: Тезисы III науч.-практ. конф. Нижний Новгород: ООО «Взор», 2015. С. 6—12.
8. РД 153-34.1-37.534—2002. Временный регламент по коррекционной обработке Хеламином теплоносителя котлов давлением 2,4…13,8 МПа (Хеламинный водно-химический режим).
9. Bursik A., Hater W. All-Volatile Treatment with Film Forming Amines — A First Suggestion for an Application Guidance // Power Plant Chem. 2015. V. 17 (6). Pp. 342—353.
10. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. М.: СПО ОРГРЭС, 2003.
11. IAPWS TGD1-08. Technical Guidance Document: Procedures for the Measurement of Carryover of Boiler Water into Steam. Banff, 2008.
12. IAPWS TGD2-09. Technical Guidance Document: Instrumentation for Monitoring and Control of Cycle Chemistry for the Steam-Water Circuits of Fossil Fired and Combined Cycle Power Plants. Banff, 2015.
13. IAPWS TGD3-10. Technical Guidance Document: Volatile Treatments for the Steam-Water Circuits of Fossil and Combined Cycle/HSRG Power Plants. Banff, 2015.
14. IAPWS TGD4-11. Technical Guidance Document: Phosphate and NaOH Treatments for the Steam — Water Circuits of Drum Boilers in Fossil and Combined Cycle/ HRSG Power Plants. Banff, 2015.
15. IAPWS TGD5-13. Technical Guidance Document: Steam Purity for Turbine Operation. Banff, 2013.
16. IAPWS TGD6-13. Technical Guidance Document: Corrosion Product Sampling and Analysis for Fossil and Combined Cycle Plants. Banff, 2014.
17. Consensus on Operating Practices for the Control of Feedwater and Boiler Water Chemistry in Modern Industrial Boilers. N.-Y.: The American Society of Mechanical Engineers, 1998.
18. GEK 72281d. Steam Purity Recommendations for Utility Steam Turbines. N.-Y.: GE Energy, 2009.
19. VGB-R 450. Guidelines for Feed Water, Boiler Water and Steam Quality for Power Plants. Essen: VGB Power Tech., 2004.
20. VGB-S-010-T-00; 2011-12. Feed Water, Boiler Water and Steam Quality for Power Plants. Essen: VGB Power Tech., 2011.
21. Dooley R.B., Aschoff A.F., Pocock F.J. Cycle Chemistry Guidelines for Fossil Plants: All-volatile Treatment. Pali Alto, 1996.
22. Воронов В.Н., Петрова Т.И. Водно-химические режимы ТЭС и АЭС. М.: Издат. дом МЭИ, 2009.
---
Для цитирования: Дяченко Ф.В., Петрова Т.И. Нормирование качества воды и пара при полиаминном (хеламинном) водно-химическом режиме на тепловых электростанциях с парогазовыми установками // Вестник МЭИ. 2020. № 3. С. 40—47. DOI: 10.24160/1993-6982-2020-3-40-47.
#
1. IAPWS TGD8-16. Application of Film Forming Amines in Fossil, Combined Cycle, and Biomass Power Plants. Banff, 2019.
2. STO 37-002—2012. Metodicheskie Ukazaniya po Korrekcionnoy Obrabotke Khelaminom Teplonositelya Kotlov Davleniem 1,4…13,8 MPa (Khelaminnyy Vodno- Khimicheskiy Rezhim). (in Russian).
3. SO 34.37.535—2004. Instrukciya po Korrekcionnoy Obrabotke Kompleksnym Reagentom Epuramin (Epuramin) Teplonositelya Kotlov Davleniem 2,4…13,8 MPa. (in Russian).
4. STO 00129840.34.37.010—2017. Provedenie Ochistki, Konservacii i Vedeniе Vodno-khimicheskogo Rezhima na Osnove Aminosoderzhashchego Reagenta Marki «Vtiamin KR-33» (Vtiaminnyy Vodno-khimicheskiy Rezhim). (in Russian).
5. STO 70238424.27.100.013—2009. Vodopodgotovitel'nye Ustanovki i Vodno-khimicheskiy Rezhim TES. Uslovie Sozdaniya. Normy i Trebovaniya. (in Russian).
6. Larin B.M., Larin A.B., Suslov S.Yu., Kirilina A.V. Normirovanie Kachestva Vodnogo Teplonositelya na Rossiyskikh TES. Teploenergetika. 2017;4:79—84. (in Russian).
7. Kirilina A.V., Suslov S.Yu. Normy Kachestva Vodnogo Teplonositelya i Otraslevoy Standart po Vodopodgotovke i Vodnomu Rezhimu na TES. Teoreticheskie i Prakticheskie Voprosy Primeneniya Priborov Kontrolya VKHR v Energetike: Tezisy III Nauch.-prakt. Konf. Nizhniy Novgorod: OOO «Vzor», 2015:6—12. (in Russian).
8. RD 153-34.1-37.534—2002. Vremennyy Reglament po Korrekcionnoy Obrabotke Khelaminom Teplonositelya Kotlov Davleniem 2,4…13,8 MPa (Khelaminnyy Vodno-khimicheskiy Rezhim). (in Russian).
9. Bursik A., Hater W. All-Volatile Treatment with Film Forming Amines — A First Suggestion for an Application Guidance. Power Plant Chem. 2015;17 (6): 342—353.
10. Pravila Tekhnicheskoy Ekspluatacii Elektricheskikh Stanciy i Setey Rossiyskoy Federacii. M.: SPO ORGRES, 2003. (in Russian).
11. IAPWS TGD1-08. Technical Guidance Document: Procedures for the Measurement of Carryover of Boiler Water into Steam. Banff, 2008.
12. IAPWS TGD2-09. Technical Guidance Document: Instrumentation for Monitoring and Control of Cycle Chemistry for the Steam-Water Circuits of Fossil Fired and Combined Cycle Power Plants. Banff, 2015.
13. IAPWS TGD3-10. Technical Guidance Document: Volatile Treatments for the Steam-Water Circuits of Fossil and Combined Cycle/HSRG Power Plants. Banff, 2015.
14. IAPWS TGD4-11. Technical Guidance Document: Phosphate and NaOH Treatments for the Steam — Water Circuits of Drum Boilers in Fossil and Combined Cycle/ HRSG Power Plants. Banff, 2015.
15. IAPWS TGD5-13. Technical Guidance Document: Steam Purity for Turbine Operation. Banff, 2013.
16. IAPWS TGD6-13. Technical Guidance Document: Corrosion Product Sampling and Analysis for Fossil and Combined Cycle Plants. Banff, 2014.
17. Consensus on Operating Practices for the Control of Feedwater and Boiler Water Chemistry in Modern Industrial Boilers. N.-Y.: The American Society of Mechanical Engineers, 1998.
18. GEK 72281d. Steam Purity Recommendations for Utility Steam Turbines. N.-Y.: GE Energy, 2009.
19. VGB-R 450. Guidelines for Feed Water, Boiler Water and Steam Quality for Power Plants. Essen: VGB Power Tech., 2004.
20. VGB-S-010-T-00; 2011-12. Feed Water, Boiler Water and Steam Quality for Power Plants. Essen: VGB Power Tech., 2011.
21. Dooley R.B., Aschoff A.F., Pocock F.J. Cycle Chemistry Guidelines for Fossil Plants: All-volatile Treatment. Pali Alto, 1996.
22. Voronov V.N., Petrova T.I. Vodno-khimicheskie Rezhimy TES i AES. M.: Izdat. Dom MEI, 2009. (in Russian).
---
For citation: Dyachenko F.V., Petrova T.I. Water and Steam Purity Target Values for Polyamine (Helamin) Water Chemistry at Combined Cycle Power Plants. Bulletin of MPEI. 2020;3:40—47. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2020-3-40-47.