Министерство угольной промышленности СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУФ041ССВДСВАТЕЛКНИЙ ИНСТИТУТ ГОЙЮЙ МЕХАНШ ИМ.М.М. ФЁДОРОВА

(ШИИТЫ им.М.М.Федорова)

ПРЁДОТВРАЙрШЕ СОЖОТЛОЖЕНИЙ В СИСТЕМАХ ОХЛАЖДЕНИЯ ШАХТНЫХ КОШШХЯРНЫХ СТАНЦИЙ

РТЦ OT-M.oOS-XiT

Донецк - 1906

Министерство угольной проиышленности СССР

ВСЕСОШИЫЙ НАУЧ!«41ХадОМТЕ^[Юа«! ИНСМГУТ ГОРНОЙ МЕХАНИКИ Ш. Ы. М. ФЕДОРОВА

(ВНИИГМ им.Ы.М.Федорова)

Утвержден

Энергоыех&ническны управлением Министерства угольной промышленности СССР

14 декабря 1965 года

ШВД0ТВРАИ5ШИЕ СОЖОТЛОЖЕНИЙ В СИСТЕМАХ ОтВДЯМЯ ШАХТНЫХ КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

Руководящий технический материал FIM 07.04,006-65

Донецк - 1986

(В

уменьшение разности ( Км ~ Kn$_t ) - к росту величины необходимой подпитки.

3.12. На большинстве шахтных компрессорных станций, вследствие значительного капельного уноса, подпитка определяется необходимостью поддержания ирного уровня воды в градирне и значительно превосходит величину Оп$ , рассчитанную по формуле (4) .

ТакИм образом отпадает необходимость в расчете величин Zviy , Dnp и организации режима продувки.

Методика расчета величин Dvcn и рку приведена в приложении 7*

3.13,    Данные По введению ингибиторов, контролю и корректировке концентрации , подпитке и продувке заносят в p^rt'‘ карту (приложение 8).

3.14.    Годовой расход комплсксоиов 08Д5 или 1П^' составляет (ориентировочно) для станции из 4-5 поршневых компрессоров 50-100 кг в год, дтя станции из 4-5 центробежных компрессоров - 100-150 кг в год.

3.15.    Перед началом гнедре*гия настоялся технологии необходимо исключить переливы из колодцев холодной и теплой воды, a также усилить их гидроизоляцию. Градирни должны быть оборудованы жалюзи и надежно ограждены. Пристальные бассейны должны также иметь жалюзи, высота которых на I м превосходит высоту фонтанирования.

3.16,    При продувках, а также при остановках на чистку колодцев боду из системы выводят в пруды-накопители шахтных вод. Концентрация комплехсонов в прудах-накопителях не должна превышать величину ПДП дня водоемов санитарно-бытового назначения.

При втом необходимо рассчитать концечтрафно ингибитора, которая возникнет в пруде-накопителе после сброса оборотной

во/ш , по формуле:

/~' „ CjSlLb' + г

<~пр ~    \/    ^    U

Vnp

где £/г/з, концентрация ингибитора в пруде-накопителе соответственно до и после сброса оборотной вода, мг/л;

£_щ - концентрация ингибитора в сбрасываемой воде, мг/л;

- объем сбр&сиваеноп вода, и³;

Vnp~ °^^ге1а боды в пруде-накопителе, и³.

ЗД7. Сброс    м³    оборотной    вода    допускается, когда

__ .    .3 противном случае возможен

•пр— ^/и/с    /

сброс только части вода, Это количество \?$р находится

из соотношений:

Оф '    ,    Г*    _—    Л

I/    С'г/,3    ■*"    ''ЛЛЛ*

Vr*

i/L.    ^

у    ,

Л

где    ^пск - предельно допустимая концентрация содержания

ингибитора в воде водоемов санитарно-битового назначения, мг/л.

йода в количестве ( У_го -    \/>р)    должна    бить    выведена

в промежуточную накопятся м{у& емкость, сброс нз которой ъ пруд-накопитель осуществляется периодически в соответствии с соотношением (9). Необходимый объем накопительной промежуточной емкости определяется объемом колодца и пруда-накопителл, частотой и количеством сброса gau, временен пребывания води

п пруде-накопителе.

З.з8. Если в течение 2-3 недель в систему охлаждения не вводить ингибитор, его концентрация может бить доведена до необходимой низкой концентрации , в частности, ЦДК. 3-хот метод яепаддоует при отсутствии промежуточной «*ь;кост>- **т пуудл-накопи

теля достаточного объема..

3.19* Зф»|*е1гп!вн0стъ ингибирования оценивают по наличию наклонна поверхности теплообмена. Осмотр рскоме!щуется проводить в качалv-

тй период одни раз в 3 месяца, затем - I рал в- 6 месяцев..

3.20* Эффективности кнгибкровзшя может быт* косвен» оценена, по регул мотам химических анализов "    '    воду    (приложения

9Л0 Ь

4. ТрмДД; !:::.рлт;ср-; лр

•1Л* !7лл1Г^н:н» 07177 и я-О- я лгу азан а:я с а:» кристаллических порошков* Вдыхание воздуха, загрязненного. шл.тю этих веществ, вызывает раздражение г-цллу: /злплзльинх путей. Попадание ко1щентрирошштх растворов 00Д 7 е 673 на кору или-в глаза

‘■■н-нт ген,у--нал ж ожогам, так но-: ноя растворы имс а кислую |

тя-а, 1;у,    ^!'/"■ 3о Vн ■! - 'анилиннО ■- ■ лс*''’-'-- гп"1 ::лн:'У;н л'уо-п нлрлл

па ко*у при последующем увлажнении*

TWM    "    ИЗГНАН--'    -    -    -ТК-Д    V,_if.    *'-’НЛЗП    ;    у¹’    i

"Лепесток*.

7>_r 7.;-л у-уняя¹ i :; .■■ .-знг';^; поде О»* у 7Т н у а -а .■■.»■. '■

Г    ЯГЛ^'-W C-I-'H -■ Oj': -    •    ’    /    -.    "-i    T    А    3    Н■’¹ г';; л ;    "    З'/Н    ч.-'П    у

7-дК;. пчГнГ'М-Л :ре,\-,.' л : Чч'Г.чН *

4/г* 7з :з:г.-*а’^,-н---гн1н-' ■ '■■^;'н^<гл^ л ^л^’-уаралаа-г' ^тчннллпрдгдн -7еерл!н::зео кия» я- ‘7.77,; )

/6

4.11.    Вес производственные участки* на которых внедрена технология предотвращения сслеотложений, должны иметь настоящий РТМ или производственные инструкции, составленные на его основе,

4.12,    Все лица, допущенные к работе с комилексонами, проходят инструктаж в соответствии с данным FTM или производственными инструкциями.

/7

ЛИТЕРАТУРА.

1.    Дятлова И.М., Темкина В.Я., Колиаксва Н.Д.Комолекссни.-

Ч.: Химия, 1970. -416 с.

2.    Всднаръ Ю.Ф,, Бакланова В.П., Тройский Р.К.,Бихыак Б.И., Уринович S.C., Дятлова НЛ4, Применение фосфороорганическга; соединений для борьбы с накигшобразовамием в оборотных системах охлаждения. - Теплоэнергетика, 1976, V I, с.70-73.

3.    Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных компрессорных установок /В.Д.Ветгр, В.Я.Павленко, Р.Н.Никифорен-ко, С.М.Малахов.-44.: Недра, I960, с.68-72.

4.    Инструкция по очистке стационарных ксмпрессогкых установок от нагаромасллных отложений и накипи. РГМ 07.С4.005-77/МУП СССР. Донецк; EtfiuiFki им.М.У.Федорова, 1977, с.28-50.

5.    Руководство по техническому обслуживанию и ремонту шахтных стационарных компрессорных установок.-А1.: Недра,1903-174е.

6.    Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и гаэопроводов.-М.: Металлургия, J973, е.13.

7.    Химическая малогабаритная аппаратура: Каталог-справочник/ ЦИНГ^ШНЕЖШ.- М.; 1970, с.9-10 , 28-29, СССР.

IS

Приложение I

P E К О M E H Д А Ц И И по химической очистке теплообменного оборудования от карбонатных отложений раствором оксиэтилиденди-фосфонопой кислоты (ОЭДФ), разработанные во ВНИИ 1IFEA

1.    Свойства ОЭДФ

ОЭДФ - твердое вещество белого цвета, хорошо растворимое в воде (до СО г на 100 г воды при комнатной температуре), температура плавления 198-199°С. ТУ 6-4)2-1215-81, цена 7,75 руб/кг.

Разработчик: ВНИИ ИРЕА (107076, Москва, Богородский вал,3).

2.    Нормы технологического режима

2.1.    Раствор ОЭДФ с концентрацией 20-30 г/л, содержащий 0,1-О,2г/л ингибитора коррозии (каптаже)»

2.2.    Температура 00-65°С.

2.3.    Циркуляция раствора по контуру: бак - насос - очищаемый аппарат - бак.

3.    Схема химической очистки

Схема химической очистки включает бак для приготовления раствора, насос, трубопроводы, ерматуру.

Бак оборудуется водомерным стеклом (уровнемером)", устройством для нодогрова раствора, дренажом (j# трубы 40-60 мм), линией подвода вода» перемешивающим устройством. Соединительные трубопроводы имеют диаметр 80-100 мм. Насос должен обеспечивать скорость потока в трубке не менее 0,3 м/с.

4.    Проведение химической очистки

4.1.    Опробывают промывную схему на воде, устраняют возможные причины утечки раствора.

4.2.    При загрязнении воды продуктами коррозии от элементов промывочного контура во время опробывакия загрязненную воду сливают и заполняют систему свежей.

/9

4*3. Включаю* нггрвв воды п доводят температуру циркулирующей води до 70°С*

4.4. Вводят в воду ингибитор коррозии (в виде ацетонового раствора или смеси с СП-7 или ОП-Ю в соотношении 1:1 до концентра _чии 0,1-0,2 г/л).

4*5. Растворяют ОЭДФ ь количестве, необходимом для создания концентрации 20-30 г/л*

4.6* В процессе очистки оборудования при снижении концентрации комплексена до 10-15 г/л вводят дополнительное количество комплексона для поддержания концентрации 20-30 г/д,

4.7. Процесс очистки заканчивается через 30-40 мин после стабилизации во времени кислотности (концентрации ЩД$) раствора.

4.8* По окончании процесса раствор сливают , промывочный контур промывают водой.

5. Контроль процесса химической очистки

5.1.    Контроль кислотности промывочного раствора осуществляют¹ систематически через каждые 15-20 мин.

5.2.    Ход анализа. В колбу для титрования помещают 5 мл ОД н раствора ЫйОЦ % разбавляют дистиллированной водой до 60 мл, прибавляют 3-5 капель индикатора метилоранжа и титруют анализируемым раствором из градуированной пипетки на 5 мд до перехода окраски из желтой в оранжевую.

Расчет проводят пс формулам:

У-. 5'Ш , г-экв/л (кислотность)

V

Р -л *103, г/л (концентрация 02ДФ

. / ШФ

где V - объем аналиэируе* ого раствора, пошедаий на титрование, мл;

ГОЗ - эквивалент ОЭДФ.

I

СОДЕРЖАНИЕ

Стр,

Введение.............. 3

1.    Общие положения..................... 4

2.    Свойства ингибиторов накипеобряаовяния...........,    5

3.    Технология предотвращения солеотложени#

в системах охлаждения...................**««*..•*. б

4.    Техника безопасности..................... *....... 14

5.    Литература................................г....... I?

Приложения

I. Рекомендации по- химической очистке теплообменного оборудования от карбонатных отложений раствором

окснэтнл!щендифосфоногой кислоты........*......... 18

2.    Анкета по системе охлаждения шахтной компрессорной

станции......... 22

3.    Методика определения    жесткости водь*.............. 23

4.    Методика определения оксиэтилилендифосфо*ювой

кислоты (0ЭД1) р воде.............................. 27

5.    Методика определения содержания в воде фосфороорганических ингибиторов накнлеобраэорания.*..........г    31

6.    Методика определения оксиэтилидекцифосфо1говой

кислоты (ОЭДФ) в поде по шкалам стандартов-имитаторов......................................    36

7.    Расчет потерь воды с испарением ;г капельным уносом

в градирнях........................................ 39

8*    Режимная карта.......... .......................... 41

9,    Определение эффективности стабилизационной обработки

оборотной воды (косвенный метод)    .............. 42

10.    Методика определения    хлор-ионов    в    воде............. 43

20

б. Расчет количества ОЭДФ, необходимого для проведения очистки оборудования

При расчете учитывают количество отложений и объем контура,

6.1,    Расчет количества отложен;^ Р ~ р $h_t КГ_%

3

-    уд,вес отложений, г/см (для карбонатных

отложений    J}    =2,5    г/см^);

2

-    площадь поверхности, подлежащей очистке, м ;

-    толщина отложений* мм.

6.2,    Расчет объема промывочного контура

V^V,*Vt*Vi ,

з

-    объем промывочного аппарата, м ;

-    объем бака, заполненного раствором на 2/3, м^;

-    объем соединительных трубопроводов, ?<;.

6*3, Расчет количества 0ЭД$,

6.3*1* Количество ОЭДФ для растворения отложений (А.) ; Aj ^zP (на I все.часть отложений 2 вес.части ОЭДф), где    Р    -    количество    отложений,    кг.

6.3.2* Количество ОЭДФ для создания необходимой концентрации в растворе (А?)

Ай ~ Сот*'V _щ С «20x30 кг/fP) ♦

6,3.3. Общий расход ОЭДФ (Аз/

As ^я At * А* - <р +(20 * 30Я КГ .

7. Техника безопасности

7.1.    Место проведения работы должно бнтъ хорошо освещено и ограждено.

7.2.    Лица, непосредственно участвующие и проведении очистки (растворении реагента, отборе проб и т.д.), должны иметь защитные очки, резиновые перчатки и фартуки, респираторы.

7.3.    На рабочем месте должны быть нейтрализующие растворы бикарбоната натрия: 2%-ый раствор - для нейтрализации кожных покровов, 0,£ГГ»-*ный раствор - для промывки глаз.

j

выдашЕ

В процессе эксплуатации шахтных компрессорных установок в водяных полостях охладительных устройств н на внутренней поверхности трубопроводов образуется накипь« содержащая солеотло-жеиия (карбонаты кальция и магния)» а также некоторое количество ила» глины и угля» обусловленное наличием этих веществ в оборотной воде в виде взвешенных частиц» что приводит к ухудшению теплопередачи а повышению- температуры сжимаемого воздуха.

Одним из наиболее эффективных способов предотвращения (ингибирования) солеотложений является стабилизационная обработка оборотной воды ингибиторами солестдожений-комплексонами. Замедление накипеобраэования обусловлено внедрением етих веществ в кристаллическую решетку карбонатов, в результате чего нарушается направленный рост кристаллов на поверхности теплообмена /1,2/.

Применение комплексонов для ингибирования солеотложений позволяет существенно уменьшить трудозатраты на эксплуатацию компрессорных установок, а также снизить удельный расход электроэнергии на производство сжатого воздуха.

Эффективность метода в значительной степени зависит от состояния поверхностей теплообмена, очистку которых необходимо выполнять перед начало работ по предотвращению какипеобразова-ния. Очистку проводят в соответствии с руководствами /3»4/ и рекомендациями (приложение I).

I» ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    В настоящем РГМ приведена технология предотвращения солеотложений в системах охлаздения шахтных компрессорных установок путем обработки Оборотной воды комплоксонами.

1.2.    РГМ предназначен для инженерно-технических работников, ответственных за эксплуатацию шахтных компрессорных установок.

На его основе могут быть составлены рабочие инструкции для обслуживающего персонала компрессорных станций, а также для лиц, осуществляющих аналитический контроль при проведении работ по предотвращению солеотложений.

1.3.    В настоящем РГМ дчя обработки оборотной вода в качестве ингибиторов рекомендованы комплексонк:

ОЭДФ (оксиэтилидендифосфоновая кислота) и НТО (нитрило-триметилфосфоиовая кислота).

Растворы этих веществ при рекомендуемых концентрациях практически не изменяют pH оборотной вода и не вызывают коррозии конструкционных материалов.

1.4.    При обработке вода систем охлаждения комплексонаын должны соблюдаться правила и нормы по екештуатации компрессоров, изложенные в "Е^ководстве..." /5/.

1.5.    Вода системы охлаждения должна отвечать утвержденным нормам / 6/: содержание растительных и механических примесей не выше 40 мг/л, общая жесткость не более 7 мг-екв/л. Для подпитки используется, как правило, техническая вода. Допускается применение шахтной вода, если это не приводит к превышению указанных концентраций в оборотной воде.

3. ТЕХНОЛОГИЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СОЖОТЛОШШ В СИСТЬМХ ОХЭДДЕНИЛ

ЗЛ. Перед началом комллексонной обработки оборотной воды производят обследование системы охлаждения компрессорной cTaiapu. Данные обследования заносят в ^иАнкету по системе охлаждения шахтной компрессорной станции** (приложение 2).

3.2.    Технология предотвращения солеотложений включает в

себя:

1)    первоначальное введение расчетного количества ингибитора;

2)    поддержание концентрации ингибитора ь оборотной воде на заданном уровне;

3)    ввод (подпитку) и вывод (продувку)из системы определенного количества оборотной воды.

3.3.    Ингибиторы вводят в охладительную систему в виде 5-IGJ--него раствора в местах с турбулентным потоком воды, в которк:: обеспечиваются быстрое Перемешивание (сливная воронка одного из ком прессоров, всас циркуляционных насосов). Допускается введение раствора ингибитора непосредственно в колодцы холодной или теплой веды.

3.4.    Приготовление и дозирование растворов ингибиторов.

3.4.1.    Для приготовления растворов ингибиторов н введениях

их в систему охлаждения рекомендуется технологическая схема (рисЛ) включающая реактор с мешалкой 1 и мерник 2. В реактор заливают I70-180 л питьевой веды, загружают 12-17 кг комалекеона и включают мешалку. Данную операцию продолжают 30-40 мин. до полного растворения к^мплексона.

3.4.2.    Дозирование раствора ингибитора производится через мерник 2 в соответствии с расчетом (п.п.3.8-ЗЛО). Еженедельный расход раствора, приготовленного по п.3.4.1, составляет, как правило, 15-20 л.

8

3.4.3. Характеристика оборудования.

3.4.3Л. Реактор /7/: тип РЗРЯ 6/260; номинальная емкость -250 л; общая высота - 2340 мм; конструкционный материал-нержа-веюпше стали XI8HI0T или XI7HI3M2T.

3.4.3.2.    Мерник вертикальный /7/: ткп МР-6/25; номиняльная емкость - 25 л; общая высота - 90и мл; конструкционный материал-нержавеющие стали XI8HI0T и XI7HI3M2T.

3.4.3.3.    Трубопроводы и запорная аппаратура выполняются ив нержавеющей стали.

3.4.4.    Участок приготовления растворов должен бытt оборудован вытяжной вентиляцией.

3.4.5.    При отсутствии технологической схемы (рисЛ) приготовление раствора ингибитора осуществляют в емкости объемом 10-15 л непосредственно перед введением его в градирню.

3.5.    Методики определения в оборотной воде ингибиторов солеотложений и карбонатной жесткости приведены в приложениях 3-6. Для точного определения концентрации комплексонов используют приборы 6Ж-56М, ФЗК-М или КФК-2. Однако с достаточной точностью эта величина может быть рассчитана и по шкалам стандартов-имитаторов (приложение 6).

3.6.    Необходимые химические анализы выполняют базовые лаборатории производственных объединений либо специализированные организации на договорных началах. Консультации по вопросам организации аналитической службы и методическая помощь могут быть получены во ВНШГМ им.М.М.Федорова и в трестах *Донецк-углеавтоматика" и "Ворошиловградуглеавтоматика".

Трудоемкость выполнения одного анализа для лаборанта-хи-мика 3 разряда составляет:

9

а)    на карбонатную жесткость -* 0,5 чел.ч;

б)    на содержанке ингибитора - 1*5 чел.ч.

3.7. Для поддержания необходимой концентрации ингибитора а оборотной воде следует:

-    один раз в 1-2 недели производить контроль и корректировку концентрации, а также расчет ежесуточной дозы введения;

-    а' эсутсчно вводить расчетную дозу ингибитора;

-    ьс допускать отбор водь- из системы охлаждения на различные н^оды.

3.6. Контроль концентрации включает определение содержания ингибитора и карбонатной жесткости оборотной воды. Лосле контроля осуществляют корректировку концентрации (путем введения рассчитанного по формуле I количества ингибитора) и определение ежесуточной дозы введения на период до следующего контроля.

Вводимое в систему охлаждения в виде 5-I0X -нога раствора при корректировке концентрации количество ингибитора:

Q,‘V(c„-c_m)-/o'³,    in

где    -    количества    комплексов,    вводимое после /2,-ого

контроля при корректировке концентрации*кг;

V - объем води в системе, и^;

л

- расчетная эффективная концентрация коиплексоиа, мг/л, которую находят по рисунку 2 исходя из карбонатной жесткости оборотной вода К₀у;

С_П(р * Фактическая концентрация коипдексона при 1Ь -оы кч троле и корректировке концентрации, мг/д;

С_Пр определяется хим>гческим анализом.

3.9. При первоначальном введе *ии фак ич^ская концентрация ингибитора в системе С\ф =0, в результате получаем

G- VC.-fO'.¹