КОТЛЫ-УТИЛИЗАТОРЫ и ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

ОРГАНИЗАЦИЯ ВОДНО-ХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА РТМ 24.034.04-74

Издание официальное

МИНИСТЕРСТВО ТЯЖЕЛОГО. ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО И ТРАНСПОРТНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

Москва

РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Центральным научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом им.    И. И. Ползунова

Директор    Н. М. МАРКОВ

Заведующий базовым отраслевым отделом стандартизации    К. А. СУП РЯДКИ Н

Руководители темы:    Г.    П. СУТОЦКИЙ,

С.    А. ЦЫГАНКОВ

Исполнители:    С. Я. АРИЭЛЬ.

Ю. С. ИЗМАЙЛОВА. Т. В. КОВАЛЕНКО

ПОДГОТОВЛЕН К УТВЕРЖДЕНИЮ Главным    управлением

атомного машиностроения и котлостроения Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения

Главный инженер    В. Д. ЗОРИЧ ЕВ

СОГЛАСОВАН с Министерством черной металлургии СССР

Начальник Главэнерго    В.    И. ПЕТРИКЕЕВ

с Министерством целлюлозно-бумажной промышленности СССР

Начальник Управления главного механика

и главного энергетика    В.    А.    САННИКОВ

с Министерством химической промышленности СССР

Заместитель начальника Управления но ремонту предприятий химической промышленности

и оборудования    С. Д. ЧУРАКОВ

УТВЕРЖДЕН Министерством тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения

Заместитель министра

Группа Е21

РУКОВОДЯЩИЙ технический материал

КОТЛЫ-УТИЛИЗАТОРЫ и ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

ОРГАНИЗАЦИЯ

ВОДНО-ХИМИЧЕСКОГО

РЕЖИМА

Указанием Министерства тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения от 30 декабря 1974 г. № ПС-002'18437 введен как рекомендуемый.

Настоящий руководящий технический материал (РТМ) предназначен для заводов—изготовителей энерготехнологическнх котлов (ЭТК), котлов-утилизаторов (КУ) и комплектующего их котельно-вспомогательного оборудования, а также для организаций, проектирующих и эксплуатирующих энерготехнологические и утилизационные установки.

РТМ распространяется на ЭТК и КУ по ОСТ 24.034.01, на котлы— охладители конверторных газов сталеплавильного производства (ОКГ) и содорегенерационные котлы (СРК).

РТМ распространяется на импортные котлы аналогичного назначения соответствующей паропроизводительностн и параметров, а также на системы испарительного охлаждения технологических печей.

Настоящий РТМ составлен в развитие ОСТ 24.034.01 и ОСТ 24.034.02 и рассматривает вопросы организации водно-химического режима ЭТК и КУ.

1. ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНИЗАЦИИ ВОДНО-ХИМИЧЕСКОГО

РЕЖИМА

1.1. Правильно организованный водно-химический режим должен исключать перегрев металла элементов котла из-за осаждения на внутренних поверхностях отложений любого типа, а также шлама, исключать внутренние коррозионные повреждения всех видов, предотвращать вспенивание котловой воды из-за высокой концентрации пенообразователей и обеспечивать требуемое качество пара.

Стр. 2 РТМ 24.034.04-74

1.2.    Для каждого проектируемого объекта с использованием ЭТК и КУ должно составляться развернутое задание на разработку его водно-химической части, при этом следует руководствоваться настоящим РТМ и помещенными в нем нормативными материалами Минтяжмаша, а также ведомственными нормативными материалами, в частности для СРК — «Временным дополнением к ПТЭ для содорегенерационных котлоагрегатов». ¹ В составлении задания кроме предприятия-заказчика, должны участвовать институт — генпроектировщик данного промышленного предприятия и специализированная энергетическая организация министерства, которому подведомственно предприятие.

1.3.    В проекте установки с использованием ЭТК и КУ должен быть предусмотрен в соответствии со строительными нормами и правилами Госстроя и ведомственными указаниями по проектированию комплекс технических решений по выбору тепловой схемы, схемы и оборудования водоподготовки и организации водно-химического режима, обеспечивающих требования ОСТ 24.034.02 и настоящего РТМ. Кроме того, проектом должна быть предусмотрена возможность осуществления химического контроля за водно-химическим режимом установки в соответствии с РТМ 24.034.03—72.

1.4.    ЭТК и КУ с многократной принудительной циркуляцией рекомендуется изготавливать преимущественно без ступенчатого испарения.

ЭТК и КУ с естественной циркуляцией рекомендуется изготавливать по схеме с двухступенчатым испарением при паропроизво-дительности контуров второй ступени испарения 20% от общей паропроизводительности котла.

Котлы, в том числе и газотрубные, должны быть оборудованы сепарационными устройствами, обеспечивающими качество пари в соответствии с требованиями ОСТ 24.034.02 при сухом остатке котловой воды:

—    для котлов без ступенчатого испарения с многократной принудительной или естественной циркуляцией SJ?°b^M =2500 мг/кг.

—    для котлов со ступенчатым испарением в первой ступени испарения Sk°b^M = 1500 мг/кг, во второй — Sk?^p£¹ =6000 мг/кг.

1.5.    Котлы со ступенчатым испарением должны быть оборудованы специальными линиями для регулирования солевой кратности ступеней испарения в пределах от двух до шести. В процессе наладки в зависимости от условий водно-химического режима указанные линии могут быть отключены (перекрываются арматурой или демонтируются).

1.6.    Для котлов с принудительной циркуляцией, имеющих ограничительные шайбы на входе в парогенерирующие трубы, следует устанавливать в контуре котла шламоотделитель с фильтрующим

PTM 24.034.04—74 Стр. 3

элементом, изготовленным из нержавеющей стали со сверленными отверстиями диаметром вдвое меньше, чем диаметр ограничительных шайб.

1.7.    Котел должен иметь один солевой отсек. Если это конструктивно трудно осуществить, то должны быть предусмотрены специальные линии, обеспечивающие выравнивание концентрации солей в котловой воде солевых отсеков при возможных тепловых перекосах. При продувке лишь одного солевого отсека превышение концентрации солей в котловой воде второго отсека не должно быть более 20%.

1.8.    Для ЭТК и КУ, у которых крепление труб к барабанам и коллекторам произведено сваркой без применения вальцовки, относительная щелочность котловой воды не нормируется и средства для ее снижения в проектах не предусматриваются.

Для котлов с трубами, установленными на вальцовке при давлении выше 15 кгс/см², относительная щелочность нормируется и не должна быть выше 50%•

Относительная щелочность также нормируется и не должна быть выше 20% для котлов с высокими тепловыми нагрузками (ОКГ), а также для СРК (независимо от применения вальцовочных соединений). В двух последних случаях допускается работа с относительной щелочностью выше установленного предела при режиме нитратирования котловой воды согласно п. 2.4.8. Во избежание образования кремнекислых отложений в котловой воде должна быть обеспечена величина эквивалентного отношения NaOH/Si0₂ больше 1,5, где Si0₂ и NaOH — общая концентрация указанных веществ в котловой воде.

1.9.    Для того чтобы в элементах паровых котлов, и в частности в барабане, не могли возникнуть явления щелочной хрупкости металла и трещины усталостно-коррозионного характера, необходимо:

—    при конструктивной возможности соединение труб с барабанами или трубными решетками и коллекторами выполнять сваркой;

—    при установке газовых труб в трубных решетках применять сварку с подвальцовкой, обеспечивающую плотное соединение (отсутствие щелевых зазоров);

—    обеспечивать необходимую степень температурной самоком-пенсации всех контуров как самого котла, так и сочлененных с ним трубопроводов;

—    осуществлять вводы в барабан и коллекторы сторонних потоков среды с более низкой температурой (на 50° С и более) только через штуцеры с термозащитными рубашками;

—    при наличии нижних барабанов или коллекторов большого диаметра предусматривать в них устройства для парового разогрева при растопке котла.

!♦

—    при конструировании внутрикотловых устройств не допускать попадания питательной воды с температурой ниже точки насыщения непосредственно на стенку барабана котла;

-- не допускать размещения в зонах нагрева топочными газа ми опускных труб экранных контуров котла;

—    не допускать применения барабанов, непосредственно обогреваемых топочными газами с температурой выше 600°С без термозащиты, а также непосредственной обдувки таких барабанов холодным воздухом.

1.10.    Во вновь устанавливаемых котлах с высокими тепловыми нагрузками экранных поверхностен (ОКГ) и в котлах, у которых попадание воды в топку может вызвать взрыв (СРК), должны быть предусмотрены устройства для осуществления непрерывного контроля за ростом термического сопротивления внутренних отложений в наиболее опасных зонах. Необходимость организации подобного контроля в действующих котельных агрегатах устанавливает головная ведомственная специализированная наладочная организация.

Примером устройства для непрерывного контроля за ростом температур может служить калориметрическая вставка, конструкция которой приведена на чертеже; в просверленные каналы ее вставляются хромель-копелевые термопары из проволоки диаметром 0,3 мм, изолированной кварцевой нитью; горячие спаи размещаются в точке Ь.

1.11.    Для обеспечения контроля за водно-химическим режимом ЭТК и КУ должны быть оснащены пробоотборными устройствами, выполненными в соответствии с требованиями OH-24-3-69-6G.

2. СИСТЕМЫ. ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ РАЦИОНАЛЬНЫЙ ВОДНО-ХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ

2.1.    Для обеспечения водно-химического режима ЭТК и КУ должны иметь следующие системы:

—    непрерывной продувки;

—    периодической продувки;

—    коррекционной обработки котловой и питательной воды; водной и реагентной промывки перед пусками при ремонтах поверхностей нагрева;

—    консервации при временных остановках агрегатов.

2.2.    Непрерывная продувка

2.2.1. Каждый котел вне зависимости от его паропроизводн-телыюсти должен иметь в барабане или выносных циклонах устройство для возможности непрерывного отвода котловой воды из зоны с максимальной концентрацией солей. В целях предотвращения аварийных ситуаций при пусках и эксплуатации, а также возможности эффективного удаления шлама из циркуляционной системы котла непрерывная продувка по пропускной способности

должна обеспечить отвод котловой воды до 20% от номинальной паропроизводительности котла (для котлов с выносными циклонами соответственно до 10%).

2.2.2.    В ЭТК и КУ с двухступенчатым испарением непрерывная продувка осуществляется из зоны предполагаемого или специально организованного отстоя шлама солевого отсека (например, нижнее днище выносного циклона).

2.2.3.    В ЭТК и КУ без ступенчатого испарения, в том числе и в газотрубных котлах, непрерывная продувка осуществляется из нижней части барабана по всей его длине через специальный водосборный коллектор, располагаемый в зоне, достаточно удаленной от ввода питательной воды и корректирующих реагентов, в местах, где пузыри проходящего через барабан пара не могут быть захвачены водой.

При наличии в котле шламоотстойника непрерывная продувка осуществляется из него.

2.2.4.    Предварительная расчетная величина непрерывной продувки котлов Р р по сухому остатку исходной воды S„. в в процентах от паропроизводительности котла рассчитывается в зависимости от нормы качества котловой воды S_K. _в для принятого в проекте типа котлов, качества исходной воды, величины суммарного безвозвратного расхода, потерь пара и конденсата по формуле

2.2.5. После выбора метода водоподготовки для удаления взвешенных веществ и снижения жесткости, а в ряде случаев и сухого остатка определяется расчетная уточненная величина продувки Ру по сухому остатку химически обработанной воды S_x и нормативному сухому остатку котловой воды SJ®?¹

s_xn_K

о норм _ (1-»S«/7_K °К. в    100

где П_к — суммарный безвозвратный расход и потери пара и конденсата в процентах от паропроизводительности котельной;

р — доля пара, отсепарированного в сепараторе непрерывной продувки.

где /_к.в, i’c.b, in — энтальпия котловой воды, воды и пара в расширителе соответственно, ккал/кг.

PTM 24.034.04—74 Стр. 7

Нормативное солесодержание котловой воды 5_К. _в Для вновь устанавливамых котлов принимается по данным завода-постав-щика или по п. 1.4.

2.2.6.    Если величина продувки, определенная по выражению (1), окажется выше 10%, а для СРК выше 5%, рекомендуется ввести в ^хему водоподготовки фазы, обеспечивающие частичную деминерализацию воды химическим или термическим методом. По предварительному согласованию с головной наладочной организацией в некоторых случаях возможно использование режима работы с более высоким размером продувки (до 20%).

Целесообразный вариант решения вопроса в каждом отдельном случае определяется в процессе проектирования путем соответствующего технико-экономического расчета.

2.2.7.    Продувочная вода из каждого котла отводится в групповой сепаратор. Все линии непрерывной продувки подводятся индивидуально от каждого котла в подводящий трубопровод об-щекотелыюго сепаратора. Должен быть предусмотрен резервный отвод непрерывной продувки от общего подводящего трубопровода непосредственно в барботер.

2.2.8.    Экономическая целесообразность использования тепла продувочной воды определяется расчетом.

Использование тепла продувочной воды производится только при часовом ее расходе более одной тонны и при наличии сепаратора непрерывной продувки, а также теплообменника.

При расходе продувочной воды от 0,5 до 1 т/ч используется только тепло отсепарированного пара, для чего устанавливается сепаратор непрерывной продувки.

Экономическая целесообразность использования тепла продувочной воды при ее часовом расходе менее 0,5 т определяется по выражению

где    а    —    ежегодные    амортизационные отчисления в долях

от единицы;

ц — полная стоимость установки для использования тепла продувочной воды (аппаратов, трубопроводов и их монтажа), руб;

Р_п — продувка котла (котлов) в долях от единицы;

Д„ — паропроизводительность котла (котлов), т/ч;

|_к. в. /_с. в — энтальпия котловой и сепарированной или охлажденной (после теплообменника) воды, ккал/кг;

А— стоимость 1 т условного топлива, руб.

2.2.9. Проектирование расширителя, теплообменника, подводящих и отводящих трубопроводов производится в соответствии с «Указаниями по проектированию котельных установок» С И-350-66 Госстроя СССР и ОСТ 24.838.11—72.

Стр. 8 РТМ 24.034.04-74

2.2.10.    Непрерывная продувка из котла осуществляется двумя последовательно установленными стальными вентилями, один из которых (первый по ходу)—запорный, другой — регулирующий

Для котлов производительностью до 4 т/ч регулирующий вентиль должен быть игольчатым.

2.2.11.    Линин непрерывной продувки между котлами и групповым сепаратором прокладываются с учетом возможности удобного обслуживания установленного на них оборудования.

На всех ЭТК и КУ устанавливаются узлы ручного регулирования продувки с подпорной шайбой и манометром для приближенной оценки ее величины, а на котлах производительностью более 20 т/ч (или расходом продувочной воды больше 2 т/ч), кроме того, — показывающие расходомеры (диафрагма для него должна размещаться до узла регулирования) и солемеры котловой воды.

Для ЭТК и КУ производительностью больше 50 т/ч (или расходом продувочной воды больше 5 т/ч) устанавливаются регуляторы продувки котла с индивидуальным датчиком от солемера.

Для СРК приборы и средства ручного регулирования размещаются на общем тепловом щите в отдельном помещении машиниста.

2.2.12.    Автоматизация процесса непрерывной продувки должна осуществляться для всех котлов с паропронзводительностью выше 20 т/ч. Для котлов паропроизводительностью 2—20 т/ч автоматизация осуществляется только при наличии в них ступенчатого испарения и при расчетном значении числа N больше 24.

Величина N определяется для каждого котла, получающего воду с общим солесодержанием S„. _в (мг/кг) при нормативных пределах солесодержания котловой воды в солевом отсеке

Д — п п 1 ^н п \ р g_c 0,2S_{K 0} ’

где Д — паропроизводительность котла, т/ч;

п — производительность солевого отсека, т/ч; р — продувка котла, т/ч;

g_c — масса воды в солевом отсеке, т.

2.3. Периодическая продувка

2.3.1.    Периодическая продувка котлов производится для удаления шлама из нижних коллекторов котла. Через штуцеры периодической продувки котел освобождается от воды.

2.3.2.    Штуцеры для периодической продувки должны располагаться в зоне наибольшего скопления шлама и обеспечивать удаление его по всей длине коллектора. Сочленение штуцеров с коллекторами должно обеспечивать полное удаление из них воды.

2.3.3.    Число точек периодической продувки котла должно быть минимальным (не более 8). При большем количестве целесообразно группировать точки продувки.

1

Сборник правил и руководящих материалов по котлонадзору. М, «Недра», 1969.