Коррозия утилизационных котлов.

Надёжность УК существенно меньше. Отсюда УК вызывают чаще всего сквозные свищи в змеевиках, что ведет к полным отказам котлов. Восстановление работоспособности УК требует существенно больших трудозатрат. В этом отношении самыми неудачными представляются УК отечественной постройки типов КУП. Затраты на восстановление работоспособности УК зарубежной постройки, существенно меньше, т.к. конструкции этих котлов позволяют обслуживающему персоналу относительно просто глушить змеевики со свищами.

Наиболее трудоёмкими в обслуживании представляются УК, предназначенные для глубокой утилизации теплоты уходящих газов от главных двигателей, которые вырабатывают перегретый пар для турбогенераторов. Например, первые свищи в змеевиках котлов КУП 660/7 на судах типов «Капитан Кушнаренко», «Зоя Космодемьянская» «Харитон Греку» и др. появлялись через 1-3 года после начала эксплуатации судов. Уже через 3-5 лет на этих судах консервировали турбогенераторы и переводили УК в теплофикационные режимы.

Причины недостаточной надёжности УК многие годы оставались неясными. Вспомогательные и утилизационные ПСУ работают на одинаковых параметрах. У них взаимозаменяемые питательные насосы, общий тёплый ящик, общие теплофикационные потребители, общие цистерны запаса добавочной воды. Поверхности нагрева ВК и УК делают из одинаковых марок стали. Причём, толщина стенок змеевиков УК составляет 3 мм, в то время как у водогрейных труб ВК -2,5 мм при одинаковом наружном диаметре в 29 мм.

В результате испытаний установлено, что отказы УК вызваны, главным образом, недопустимой концентрацией кислорода в питательной воде из-за открытых систем питания, ВК и УК, конструктивных недостатков УК и инструкций по их обслуживанию.

В барабанных водотрубных и в огнетрубных ВК питательную воду, загрязненную кислородом, подают в пароводяное пространство котлов. Здесь она практически мгновенно греется до температуры насыщения. При этом кислород, поступивший с питательной водой, переходит в паровую фазу и уходит из котла вместе с паром. В газообразном виде кислород заметного влияния на коррозию металла не оказывает. Поэтому в ВК кислородной коррозии подвержены только трубы раздачи питательной воды в объёме пароводяного пространства. Из-за кислородной коррозии они полностью разрушаются через 5-7 лет после начала эксплуатации ВК, в дальнейшем котлы работают без них. В УК питательную воду подают в необогреваемый сепаратор пара (рис. 4.3.4). Здесь относительно холодная вода (с температурой около 40 ⁰С) смешивается с возвратной циркуляционной водой, температура которой равна температуре насыщения. Температура такой смеси всегда меньше температуры насыщения, поэтому кислород, поступивший с питательной водой, в паровую фазу не переходит. Вместе с потоком циркуляционной воды он поступает в экономайзер УК. Подобное схемное решение УК ведет к следующим отрицательным эффектам:

На поверхности переохлажденной воды в сепараторе УК всегда идет конденсация пара из парового пространства, вследствие чего температура циркуляционной воды, поступающей в экономайзер УК, всегда больше проектной. Обычно тепловые расчёты УК базируются на непрерывной подпитке сепараторов (всережимный регулятор питания), хотя на практике УК комплектуют двухпозиционной системой регулирования. Эти факторы способствуют неустойчивой работе УК из-за периодического вскипания воды в нижних змеевиках экономайзеров перед началом цикла подпитки сепаратора. Именно из-за неустойчивой работы УК никогда не удается обеспечить утилизационные турбогенераторы расчётной нагрузкой.

В отличие от барабанных котлов в УК весь кислород, поступивший с питательной водой в сепаратор, расходуется на коррозию металла входного коллектора и начальных участков экономайзера. Именно в паровом ряду змеевиков экономайзера практикой зафиксированы все первичные сквозные свищи. Со временем поражение змеевиков передвигается на последующие ряды, а надёжность утилизационной установки резко падает.

В настоящее время судовые ПСУ, работающие на фосфатных водных режимах, вырабатывают пар разного качества. У ВК пар сильно загрязнен кислородом (концентрация кислорода в паре близка к концентрации кислорода в питательной воде). Кислород в паре не оказывает заметного коррозионного действия на паровые системы, но приобретает существенные коррозионные свойства после растворения в дренажах теплофикационных потребителей. Именно высокой концентрацией кислорода в паре ВК объясняется разрушение змеевиков подогрева груза на танкерах и змеевиков подогрева топлива на судах любого назначения. Пар после УК практически не содержит кислорода. Поэтому на ходу судна его следует направлять, прежде всего, на теплофикационные потребители.

На основании выше изложенного следует, что кислород в питательной воде для любых котлов недопустим.

 

Литература: [1], [4], [5]

Вопросы самопроверки:

1. Назовите виды коррозии вспомогательных котлов.

2. Как возникает подшламовая щелочная коррозия?

3. Какое действие оказывает кислород в утилизационных котлах?