Разработка методики определения концентрации октадециламина с целью оптимизации процесса консервации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.14, кандидат наук Сай Аунг Хтике Сан

• Сай Аунг Хтике Сан
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Сай Аунг Хтике Сан

оборудования

1.1. Консервация оборудования с использованием гидразина и аммиака

1.2. Консервация оборудования сухим осушенным воздухом

1.2.1. Применение «Сухой» консервации парогенератора ПГВ-1000М на крупномасштабной модели

1.3. Консервация азотом

1.4. Консервация оборудования с использованием ПАВ

1.4.1. Консервация барабанных котлов

1.4.2. Консервация и мягкая отмывка водгрейных котлов

1.5. Методики определения концентрации ОДА

Постановка задачи исследования

Глава 2. Разработка методики определения концентрации октадециламина в водных рабочих средах

2.1. Промышленный бесконтактный кондуктометр ИТ-2201 для контроля электрической проводимости теплоносителя

2.2. Схема экспериментальной установки и методика проведения опытов

2.3. Определение концентрации октадециламина в присутствии различных кислот

2.3.1. Исследование влияния янтарной кислоты

3.3.2. Исследование влияния муравьиной кислоты

2.3.3. Исследование влияния уксусной кислоты

2

2.3.4. Исследование влияния щавелевой кислоты

2.4. Методика измерения концентрации октадециламина в водных растворах

2.5. Промышленные испытания показаний КРТ-ОДА

2.6. Определение погрешности и статистическая обработка измеряемых и вычисляемых величин

Глава 3. Математическая модель образования пленки ОДА

3.1. Общее математическое описание поведения ОДА в объеме барабанного котла

3.2. Промышленные испытания по константному обеспечению математической модели

3.2.1. Схема консервации

3.2.2. Результаты консервации

3.3. Уточненная математическая модель образования пленки ОДА

Глава 4. Проверка математической модели в лабораторных и промышленных условиях

4.2. Промышленные испытания математической модели и результаты консервациикотла ПТВМ-180

4.3. Результаты консервации

4.3. Сравнение лабораторных и промышленных испытаний

5. Заключение

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики определения концентрации октадециламина с целью оптимизации процесса консервации»

ВВЕДЕНИЕ

Современная энергетика несет значительный ущерб от коррозии металла энергетического оборудования ТЭС И АЭС. Проблема обеспечения надежной работы электростанций, связанная с возможностью протекания коррозионных процессов, существует уже более 35 лет. Наиболее глубоко оказались изученными вопросы, связанные с коррозионными повреждениями котлов и вспомогательного оборудования электростанций.

Затраты электростанций, связанные с коррозией оборудования и образованием отложений, высоки. Так в США потери ТЭС от коррозии составляют приблизительно 3.5 млрд. долл. в год, причем на коррозии турбин «теряется» около 600 млн. долл.; 50% затрат электростанций на ремонт оборудования тем или иным образом связаны с коррозией [1]. Относительные потери от коррозии на ТЭС являются самыми высокими в промышленности США.

Приблизительно половина внеплановых остановов энергоблоков связана с пароводяной коррозией. Образование отложений снижает эффективность работы оборудования и способствует протеканию коррозии. Совершенно очевидно, что снижение коррозии и образования отложений должно стать первоочередной задачей энергетики.

Известно, что при длительных простоях (более семи суток) оборудования возникает необходимость защиты энергетического его от коррозии в период нахождения в ремонте или резерве.

Наиболее острую необходимость при осуществлении защиты приобретает оборудование, на поверхностях которых присутствуют коррозионные отложения, имеющие повышенную активность при

увлажнении. Безусловно, что повышенная влажность среды сама по себе способствует развитию стояночной коррозии и при отсутствии отложений.

К настоящему времени разработаны различные методы защиты металлов оборудования от стояночной коррозии. Существующие методы защиты от коррозии направлены на:

• предотвращение контакта металла с воздухом;

• создание на поверхности металлов защитной пленки.

Однако при достаточно хорошо изученных методах консервации с использованием ОДА существующие метод определения его концентрации в теплоносителе либо трудоемки, либо дают значительную ошибку в измерениях.

Актуальность темы исследования. Коррозионная защита теплообменных поверхностей на электростанциях является актуальной проблемой. Чтобы решить эту проблему, существует много методов консервации.

В последнее время на тепловых и атомных станциях резко увеличилось как число остановов, так и продолжительность простоев котлов и турбин на неопределенный срок. На некоторых электростанциях появилась необходимость вывода оборудования в резерв на год и более длительный срок. Таким образом, вопрос надежной консервации, которая проводится при длительных остановах, приобретает особую актуальность.

В настоящее время одним из способов защиты от коррозии теплоэнергетического оборудования, является использование на время простоев пленкообразующего амина - октадециламина (ОДА). Определение оптимальных значений концентрации ОДА и расчет минимального времени проведения консервации позволяет значительно сократить расход этого реагента при проведении консервации и рассчитать минимальное время

консервации при котором на поверхности теплоэнергетического оборудования создается сплошная защитная гидрофобная пленка ОДА.

Целю диссертационного исследования является разработки методики определения концентрации ОДА кондуктометрическим методом при проведении консервации этим реагентом и разработка математической модели образования сплошной защитной гидрофобной пленки ОДА в зависимости от времени проведения консервации и концентрации ОДА.

Для достижения указанной цели в работе решается ряд задач:

1. Выполнение исследований по изучению влияния концентрации ОДА на электропроводность теплоносителя в присутствии различных органических кислот.

2. Экспериментальные исследования оценки концентрации ОДА по изменению электропроводности воды.

3. Разработка методики, которая позволяет проводить измерения концентрации ОДА бесконтактным способом при проведении консервации.

4. Разработка и реализация методики по расчету оптимального времени проведения консервации и оптимальных концентраций ОДА при проведении консервации ОДА.

Достоверность и обоснованность результатов работы:

Использованием в работе фундаментальных закономерностей физической химии и теории тепломассообмена, применением достоверных и широко апробированных методик теоретических исследований, характеристик энергетического оборудования, соответствием полученных значений исследуемых параметров с данными других авторов, опубликованными в научно-технических изданиях.

Научная новизна полученных автором результатов заключается:

• Установлением количественной зависимости влияния концентрации ОДА на электропроводимость водных растворов, измеренной бесконтактным способом.

• Выявлением новых функциональных зависимостей влияния концентрации ОДА и времени проведения консервации этим реагентом на скорость образования защитной пленки.

• Впервые разработана методика оперативного измерения ОДА бесконтактным методом с добавлением органических кислот в измеряемую пробу, в частности щавелевую и уксусную кислоты.

• Впервые разработана математическая модель скорости образования защитной гидрофобной пленки ОДА в зависимости от его концентрации в теплоносителе и времени проведения консервации.

Практическая ценность работы.

Настоящая работа позволила оптимизировать процесс дозирования ОДА в процессе консервации. Приведенные методика измерения ОДА и математическая модель скорости образования гидрофобной пленки позволяют гарантировать создание на поверхности теплообменного оборудования сплошной защитной пленки ОДА за минимальное время проведения консервации, что приводит к снижению расхода ОДА. Предложенные подходы по измерению электропроводности бесконтактным способом могут быть использованы для определения концентраций других пленкообразующих аминов, растворимых в органических кислотах, в частности хеламин, эпурамин и др.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Методика измерения концентрации ОДА бесконтактным способом при проведении консервации;

2. Влияние изменения концентрации ОДА на электропроводимость воды, измеренной бесконтактным методом;

3. Функциональные зависимости влияния концентрации ОДА и времени проведения консервации этим реагентом на скорость образования сплошной защитной пленки.

4. Математическая модель скорости образования защитной гидрофобной пленки ОДА в зависимости от его концентрации в теплоносителе и времени проведения консервации.

Личный вклад автора заключается:

• в разработке методики исследования и проведении лабораторных и промышленных экспериментов;

• в непосредственном участии в экспериментах по установлению функциональных зависимостей влияния концентраций ОДА на электропроводность воды;

• во внедрении результатов исследований для составления методики измерения ОДА бесконтактным методом;

• в разработке методики определения скорости образования защитной гидрофобной пленки ОДА в зависимости от его концентрации в теплоносителе и времени проведения консервации.

Апробация результатов работы.

Результаты работы докладывались на:

1. ХХ1-ой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», НИУ МЭИ, г. Москва, 2015 г.

2. ХХП-ой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», НИУ МЭИ, г. Москва, 2016 г.

3. XXIII-ей Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», НИУ МЭИ, г. Москва, 2017 г.

4. Двух научных семинарах кафедры «Теоретических основ теплотехники им. М. П. Вукаловича ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» в 2018 и 2019 г.

Публикации. Материалы, отражающие содержание диссертационной работы и полученные в ходе ее выполнения, представлены в 6 публикациях, в том числе в 3-х статьях в журналах, входящих в перечень ВАК.

Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. Сай Аунг Хтике Сан, Аунг М.К., Бухаров Д.Г., А.Е. Верховский, Гаджиев К.Г. Разработка методики определения концентрации октадециламина бесконтактным методом. Новое в Российской электроэнергетике. № 4. 2016. с. 32-38.

2. Сай Аунг Хтике Сан, Аунг Ту Мое, Верховский А. Е. Применение математических моделей в системах химико-технологического мониторинга для оптимизации водно - химических режимов тепловых электростанций. Computational nanotechnology ISSN 2313-223X . №2 4. 2018. с. 71-74.

3. Сай Аунг Хтике Сан, Гаджиев К.Г., Гаджиев Д.Г., Верховский А.Е. Математическое моделирование поведения корректирующих реагентов при проведении консервации с использованием пленкообразующих аминов. Новое в Российской электроэнергетике. № 4. 2019. с. 25-28.

4. Сай Аунг Хтике Сан, Верховский А.Е. Сравнение методов консервации энергетического оборудования// Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Двадцать первая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 4 т. Т. 4. М.: Издательский дом МЭИ, 2015. с. 41.

5. Сай Аунг Хтике Сан, Верховский А. Е. Математическое моделирование образование защитных плёнок пар при консервации энергетического оборудования // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Двадцать вторая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3 т. Т. 3. М.: Издательский дом МЭИ, 2016. с. 152.

6. Сай Аунг Хтике Сан, Верховский А. Е. Исследование возможности определения концентрации октадециламина при проведении консервации энергетического оборудования бесконтактным методом // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Двадцать вторая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3 т. Т. 3. М.: Издательский дом МЭИ, 2017. с. 136.

Глава 1. Сравнение различных методов консервации энергетического оборудования.

Методы защиты котлов от коррозии в период простоев или ремонтов можно разделить на методы, базирующиеся на применении того или иного химического реагента и безреагентные методы защиты [2].

При останове котлоагрегата на срок до 7 суток применяют метод защиты (способ консервации), который основан на поддержании избыточного давления, при этом на барабанных котлах котловую воду из экранной системы не сливают. В качестве источника избыточного давления используется вода из деаэраторов 0.4 - 0.7 МПа или из питательного трубопровода, пар собственных нужд или пар из расширителей непрерывной продувки [3]. Консервацию данным способом производят после останова и расхолаживания котла при снижении давления в барабане до 0.2 - 0.5 МПа. Поверхности нагрева заполняют питательной водой, оставляют котел под избыточным давлением не ниже 0.4 МПа от одного из источников. Весьма важно в период консервации следить за содержанием кислорода в воде котла. При увеличении концентрации последнего более 20 мкг/кг воду дренируют до растопочного уровня в барабане котла, зажигают мазутные форсунки и при открытых воздушниках в течение 2 - 3 часов кипятят воду. После этого форсунки гасят, заполняют котел питательной водой и вновь обеспечивают избыточное давление не ниже 0.4 МПа. Пуск котлоагрегата осуществляют в соответствии с инструкцией без слива воды.

Консервацию за счет поддержания избыточного давления после останова прямоточного котла осуществляют подачей пара на собственные нужды в расширитель или деаэратор при давлении 0.4 МПа, при этом в воде контролируется содержание кислорода.

Способов консервации с применением различного рода реагентов достаточно много. Эти способы разработаны как для барабанных, так и для прямоточных котлов.

Различают схемы консервации котлов при высокой и низкой температурах, т.е. в режимах вывода оборудования в останов и из холодного состояния.

При консервации котлов при высокой температуре широко используются растворы гидразина и аммиака. Этот способ используется как на барабанных, так и на прямоточных котлах. Достаточно широкое распространение получил способ консервации с использованием аммиачного раствора Трилона Б [4].

При консервации котлов при низких температурах нашли применение нитритно-аммиачные растворы, азот, гидразин, контактные ингибиторы. Водогрейные котлы консервируются растворами гидроксида кальция или силиката натрия [5,6]. С учетом известности этих способов консерваций описание схем, конструктивных решений, а также технологических аспектов здесь не приводится.

Каждый способ обладает, безусловно, положительным эффектом. Однако назвать способ, который был бы универсальным, обладающим в комплексе свойств всеми необходимыми требованиями, не представляется возможным. Многие способы не получают широкого распространения по причине сложности их реализации или же, например, токсичности применяемого реагента.

В последние годы для консервации различного тепломеханического оборудования рекомендуется использовать пленкообразующий реагент -октадециламин [7]. Этот реагент образует на поверхности конструкционных материалов пленку, которая препятствует контакту поверхностей оборудования с окружающей средой. Одним из преимуществ

12

использования октадециламина является возможность консервации всего оборудования пароводяного тракта (котел, турбина и др.).

1.1. Консервация оборудования с использованием гидразина и аммиака.

Согласно Правилам технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ (ПТЭ) при выводе оборудования в резерв или ремонт должны быть приняты меры по его консервации [8]. Сохранить оборудование, сократить затраты на ремонт и восстановление, поддержать технико-экономические показатели работы оборудования позволит надежная защита от стоящей коррозии. Поэтому в настоящий момент надежная консервация оборудования в отопительных котельных, на АЭС и ТЭС очень актуальна.

Для защиты конструкционных металлов оборудования от коррозии в мировой практике разработаны различные методы (технологии), а выбор их зависит от сроков простоя (от нескольких дней до года и более) и вида останова (в резерв, в ремонт) [9].

Как показывает анализ данных по консервации теплоэнергетического оборудования [10,11], в основном получили распространение технологии, основанные на:

• образовании защитной пленки на поверхности металла с использованием реагентов (гидразина, аммиака, трилона Б, силиката натрия и др.); в значительно меньшей степени -пленкообразующих аминов; и в единичных случаях -контактных и летучих ингибиторов;

• создании внутри пароводяного тракта среды, коррозионная способность которой к металлу ничтожна (использование азота, подогретого или осушенного воздуха, сохранение протока

рабочей среды, сухой останов); сочетании защитных эффектов, при совместном использовании указанных технологий.

Однако все способы характеризуются наличием тех или иных существенных недостатков, которые в значительной мере ограничивают их широкое применение.

Соединения гидразина, обладая сильными восстановительными свойствами, обусловливают восстановление кислорода, нитритов, окислов железа и меди, создание на поверхности металла теплоэнергетического оборудования устойчивой защитной пленки как при рабочих параметрах, так и при низких температурах, обеспечивая надежную и экономичную эксплуатацию энергетического оборудования [12].

Гидразинная обработка теплоносителя устраняет или ослабляет:

• - коррозию поверхностей котлов и оборудования конденсатно-питательного тракта, выполненных из стали;

• - коррозию медьсодержащих сплавов теплопередающих поверхностей конденсатного тракта;

• - подшламовую и пароводяную коррозию металла элементов котла, подвергающихся высоким тепловым нагрузкам;

• - коррозию конструкционных материалов проточной части турбины.

Для гидразинной обработки теплоносителя используют: гидразин-гидрат, гидразин-сульфат и другие соединения гидразина.

Гидразинная обработка теплоносителя энергетических установок является радикальной мерой предупреждения кислородной коррозии и коррозионного растрескивания металла котлов, паровых турбин, конденсаторов и оборудования водоконденсатного тракта, а также снижения содержания окислов железа, меди и других продуктов коррозии в конденсатах, питательной, котловой и реакторных водах и паре котлов[13,14].

Питательную и котловую воды барабанных котлов можно обрабатывать как гидразин-гидратом, так и гидразин-сульфатом на котлах давлением 9,8 Мпа[15], коррекционная обработка должна производиться только гидразин-гидратом, на котлах 9,8 МПа и менее - гидразин-гидратом и гидразин-сульфатом [16].

Для обработки воды прямоточных котлов пригоден лишь гидразин-гидрат высокой степени чистоты. В исходном продукте не должны содержаться нелетучие щелочи (№ОН, №2^3, KOH, и д.),

содержание хлоридов не должно превышать 0,1 % [17].

Необходимый эффект связывания кислорода гидразином при отсутствии катализаторов достигается при температуре 100 °С и выше. Для устранения кислорода из питательной воды при температуре 105 - 250 °С необходимо поддерживать в ней избыток гидразина не менее 20 мкг/кг. Как показывают данные расчета и эксплуатации, в питательной воде ТЭС при температурах не выше 250 °С и содержании кислорода 10 - 15 мкг/кг реакция между гидразином и кислородом завершается приблизительно на 30 %. Изменение значения рН от 8 до 12 практически не влияет на скорость реакции взаимодействия кислорода с гидразином [18].

При температуре до 50 °С реакция между гидразином и кислородом протекает медленно.

При температурах среды от 20 °С и выше реакция между растворенным кислородом и гидразином ускоряется в присутствии катализаторов - ионов металла: железа, особенно меди, органических веществ. Константа скорости реакции взаимодействия гидразина с кислородом при наличии ионов меди возрастает на порядок. Помимо прямого связывания кислорода гидразин обеспечивает создание защитных пленок на медьсодержащих трубках и стальных поверхностях оборудования конденсатного тракта - ПНД, бойлера, конденсаторы турбин, линии регенеративных отборов пара и т.д. Гидразин восстанавливает

окислы железа и меди, переводя их в формы низшей валентности, обладающие меньшей растворимостью в водной среде. Это обусловливает уменьшение загрязнения среды соединениями меди и железа и способствует предотвращению медистых и железистых отложений на теплопередающих поверхностях котла и лопаточном аппарате турбин. При низких значениях рН защитные пленки на металлах устойчивы при постоянном дозировании гидразина.

Одновременно с гидразинной можно вести и аммиачную обработку питательной воды. Дозирование гидразина и аммиака в теплоноситель применимо для энергоблоков с прямоточными котлами при аммиачно -гидразинном режиме (АГР) и для корректировки качества конденсата в конденсатно-питательном тракте энергоблоков с барабанными котлами.

Аммиак, дозируемый в теплоноситель, расходуется на нейтрализацию угольной кислоты и повышение величины рН с целью защиты оборудования от коррозии.

В качестве реагента следует применять преимущественно водный раствор аммиака [19].

Система приготовления рабочих растворов гидразина должна обеспечивать соблюдение заданной их концентрации с отклонениями не более ±10 %.

Для прямоточных блоков технологическим параметром для контроля и регулирования подачи аммиака является заданное значение рН питательной воды. В системе автоматического регулирования целесообразно заменить этот параметр удельной электрической проводимостью воды, определяемой, в основном, введенным в нее аммиаком.

Система автоматического дозирования аммиака по удельной электрической проводимости аминированной воды поддерживает

концентрацию аммиака [ЫН3], обеспечивающую заданное значение рН питательной воды при электрической проводимости 0,3 мкСм/см [20].

Эффективность метода гидразинной обработки оценивают по уменьшению коррозии металла и загрязнению продуктами его коррозии теплоносителя, а также по состоянию внутренних поверхностей оборудования [21].

Критерием правильности организации гидразинной обработки для ослабления интенсивности коррозии является снижение ее скорости до значения не более 25 мг/м2ч). При превышении следует принять меры к усовершенствованию гидразинной обработки воды:

- упорядочить работу термических деаэраторов, если содержание кислорода в деаэрированной

воде превышает 10 мкг/кг;

- ввести дополнительную обработку питательной воды аммиаком для повышения значения рН до 9,0-9,2;

- при неравномерном распределении гидразина между отдельными питательными насосами установить промежуточный коллектор для смешения дозируемого раствора гидразина с питательной водой перед питательной магистралью или увеличить количество насосов-дозаторов. Недостаточное снижение концентрации кислорода можно объяснить недостаточной продолжительностью контакта гидразина и кислорода или наличием в воде веществ, тормозящих реакцию между кислородом и гидразином (например, органических).

В первом случае концентрацию кислорода и содержание гидразина постепенно уменьшают по тракту воды.

При наличии "антикатализаторов" содержание кислорода и гидразина остается практически постоянным в разных точках тракта, при этом степень торможения коррозии увеличивается лишь при ингибиторном действии

самого гидразина в данных условиях, а при отсутствии его остается постоянной.

При отсутствии ингибиторного действия гидразина при наличии сульфатов, хлоридов и других депассиваторов металла, а также малой степени связывания им кислорода вследствие наличия в воде "антикатализаторов" гидразинная обработка воды может оказаться нецелесообразной [22].

На электростанциях эффективность гидразинной обработки воды можно проверить с помощью индикаторов коррозии и трубчатых образцов, ввариваемых в конденсатно-питательную магистраль, экономайзерную часть, поверхности нагрева котлов и другого оборудования.

Эффективность обработки воды гидразином оценивается также на основании данных химического контроля за содержанием в теплоносителе, отбираемом в различных точках тракта соединений железа и меди. При дозировании гидразина до ПНД основной точкой отбора проб для подобного контроля является точка отбора за последним ПНД и перед котлом; при вводе гидразина во всасывающую линию питательных насосов основной точкой для контроля за содержанием соединений железа и меди в питательной воде должна служить вход в экономайзер котла, а дополнительной - выход. О степени разложения гидразина можно судить на основании данных дополнительного контроля за содержанием гидразина и аммиака в перегретом паре котла.

Оценка эффективности гидразинной обработки питательной воды по уменьшению содержания продуктов коррозии производится по следующим формулам:

(1.1)

С1

™с и=Сз-С± (1.2)

С3

где т¥е и тСи - степень снижения концентрации соответственно соединений железа и меди в результате обработки воды гидразином, %; С1, С2 - концентрация в питательной воде соединений железа соответственно до и после гидразинной обработки воды; Сз, С4 - концентрация в питательной воде соединений меди соответственно до и после гидразинной обработки воды.

В этих формулах используют среднемесячные значения концентрации соединений железа и меди [23].

Удовлетворительным следует считать снижение содержания соединений железа в конденсате и питательной воде не менее чем на 60 - 75 % после 1 мес. эксплуатации блока при гидразинной обработке [24]. При наличии в конденсатно-питательном тракте медьсодержащих сплавов оценкой эффективности гидразинной обработки воды является уменьшение концентрации соединений меди в питательной воде не менее чем на 80 - 90 %. В случае отсутствия уменьшения концентрации меди в результате гидразинной обработки воды следует принять меры к устранению воздушной неплотности конденсатного тракта, за счет которой появляются повышенные концентрации кислорода в конденсате ПНД и обеспечить необходимый избыток гидразина - не менее 60 - 80 мкг/кг за ПНД.

Рентабельность гидразинной обработки воды при стабильном топочном режиме можно оценить по статистическим данным о повреждениях экранных пароперегревательных труб, вызванных образованием железоокисных отложений и коррозией металла, за длительный (не менее трех лет) период эксплуатации с учетом стоимости заменяемых труб и ремонтных работ, а также ущерба, связанного с недовыработкой электроэнергии и недоотпуском тепла потребителям при аварийных остановах[25].

Затраты на гидразин можно подсчитать исходя из паропроизводительности котла и установленной дозировки гидразина[26].

1.2. Консервация оборудования сухим осушенным воздухом.

Многочисленные исследования коррозионного растрескивания под напряжением (КРПН) аустенитных нержавеющих сталей показали, что зарождение и развитие трещин на их поверхности происходит, как правило, из локальных коррозионных повреждений (язв, питтингов), образующихся в результате электрохимических процессов в концентрированных растворах коррозионно-активных примесей с пробоем защитных оксидных пленок на поверхности металла[27,28]. При этом применительно к теплообменным трубам (ТОТ) парогенераторов (ПГ) АЭС с ВВЭР образование питтингов может происходить не только при работе ПГ на мощности, но также в условиях стояночных режимов и свободного доступа кислорода воздуха при наличии влажной атмосферы в корпусе ПГ и отложений на ТОТ продуктов коррозии конструкционных материалов, в составе которых всегда присутствуют хлориды и в том или ином количестве металлическая медь [29-31]

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сай Аунг Хтике Сан, 2019 год

Ь, с.

где Да, ДЬ, Дс, ... - абсолютные погрешности измерения величин а,

Относительная погрешность выражается следующем образом:

ау =

Ду У

Г А Л

— 1пГ

V ¿а у

•Да2 +

Г А Л

— 1пГ

V ¿Ь у

•ДЬ2 +

Г А Л

V ¿с у

•Дс2,

(2.4)

Для количественной оценки составляющих использовалась расчетная формула:

2

2

2

2

К^У-С! (2.5)

В этом случае абсолютная ошибка определяется выражением:

^У2 •Ас12 + с^АУ2 , (2.6)

Относительная ошибка определяется отношением:

Ас1 АУ2

+

С1 У2

(2.7)

Абсолютная погрешность определения анализируемого объема составит:

АУ

Я2 -К ;2 -АТ2 + Т2 -Я2 -АК Я2 -К ;2 - АР 2

м м

+

Р2

Р4

(2.8)

Абсолютная погрешность определения анализируемого компонента составит:

концентрации

Ас = 106 -

(а-Р)2-АУ12 (а-Р-У1)2-АУ

2 Л X Т 2

ж

У

ж

У

ж

(2.9)

Относительная погрешность составит:

'С1

АУ12 АУж2

-+-

У2 У 2

ч vж

(2.10)

2

4

Точность результатов, весовых и объемных измерений приведены в таблице 2.6.

В ходе эксперимента кроме ошибок, возникающих при количественном определении показателей процесса, существуют ошибки, порождаемые случайным изменением множества влияющих на процесс факторов. Для оценки этой ошибки и определения истинного значения определяемой величины, необходимо иметь конечное число независимых результатов одного и того же опыта (принято пять). Результаты параллельных опытов образуют набор случайных величин, анализ точности и достоверности которых осуществляется методами математической статистики, основанной на предположении, что эти данные являются случайной величиной, распределенной по нормальному закону. После подстановки всех значений в формулы определения погрешностей получен результат, погрешность эксперимента составила 2%.

Выводы по главе 2.

Из всех рассмотренных методов измерения концентрации ОДА, наиболее чувствительным и менее трудоемким оказался метод с использованием щавелевой кислоты [93].

Результаты проведенных экспериментов опробованы при консервации энергетического оборудования на Каноковской ГРЭС и показали хорошую сходимость с результатами измерений ОДА на тензиометре используемого для определения данного вещества.

Глава 3. Математическая модель образования пленки ОДА.

3.1. Общее математическое описание поведения ОДА в объеме барабанного котла.

Чтобы найти зависимость поведения октадециламина в парогенерирующей установке, необходимо создать математическую модель, которая должна описывать все физико-химические процессы, в которых участвует данный реагент [94].

Для составления математической модели поведения ОДА в барабане котла, в простейшем случае, рассмотрим принципиальную схему парогенерирующей установки с одной ступенью испарения (рис. 3.1).

Рис.3.1. Принципиальная схема парогенерирующей установки с одной ступенью испарения.

Количество вещества, находящегося в объеме котла - это количество вещества, пришедшее в объем котла с питательной водой за вычетом количества вещества, ушедшего из котла с паром, продувкой, количеством вещества подвергшегося термолизу и количеству вещества пошедшего на образование защитной гидрофобной пленки [95]. В соответствии с вышеуказанными условиями, балансовые уравнения записываются в следующем виде.

Количество вещества в объеме = приход - убыль

Для введения понятия времени берется коэффициент скорости сорбции октадециламина-К (м/ч).

С = (ОпвСпв.т) - (^пСп.т) - (^прСпр.т) - (Скв.^1.^.Т) (3.1)

Где О — количество вещества в объеме парогенерирующей установки, мг; БПв, ЭП и БПР — расход питательной воды, пара и продувки, м3/ч; Спв, Сп, Спр, Скв — концентрация октадециламина в питательной воде, в паре, продувке и в котловой воде, мг/м3; т — время; К\ — коэффициент скорости сорбции ОДА, м/ч; F— площадь поверхности м2.

Следует отметить, что количество вещества в водяном объеме котла есть произведение концентрации данного вещества в котловой воде и объема котла. Так же можно выразить концентрацию в паре данного вещества через коэффициент его распределения, и принять, что концентрации вещества в котловой воде и продувке раны между собой [96]. Тогда уравнение 3.1 запишется в следующем виде:

Скв * V = (^пв^пв.т) - (^РсКВ. ^ - (^ПР^КВ. ^ - (СКВ. ^ ^т) (3 2)

Продифференцировав это уравнение, относительно времени и предварительно перенеся водяной объем котла в правую часть, получаем уравнение изменения концентрации ОДА от времени при ступенчатом возмущении по питательной воде и продувке.

Следует отметить, что при проведении консервации температура консервирующего раствора, как правило, не превышает 200 - 250 0С, и при

данных условиях ОДА практически не подвергается термическому разложению и им можно пренебречь [97].

(ОпвСПВ\ (ОпКр + БПР + Кг. F\ - —; - (-у-;. Ою (3.3)

ат \ V ) \ V

Решение данного уравнения при ступенчатом возмущении в питательной воде будет иметь следующий вид;

Г) г

Скв(т)-Г^^ .ЕХР[-^ (3.4)

где

Q-DпKp + Опр + ^ (3.5)

Решение этого уравнения возможно, когда известна скорость образования защитной гидрофобной пленки (КД Поэтому рассмотрим частный случай применения уравнения (3.3) — когда производная концентрации по времени равна 0. Тогда при стационарном режиме; тогда

т^го; 0. Будет иметь следующий вид:

^пв^ПВ - + ^ПР + F) Скв

_ ^пв^пв — ^п^Р^КВ — ^ПР^КВ

Л1 --р--(3.6)

Учитывая коэффициент скорости образования пленки, составлено уравнение, связывающее удельную сорбцию с полученным коэффициентом. Дальше с помощью этого уравнения мы рассчитываем время консервации октадециламина в котле.

~ (^пв - ^КВ). тконс. Ук &=-?-■

где &—кудельная сорбция, мг/м2: тконц—время консервации октадециламина в котле, ч; — объем котла, м3. Зная & = 0,023мг/м2;^К = 60м3, мы можем вычислить время консервации октадециламина в котле.

_ &.¥ тконс = тр. г \ тт ТГ (3.7)

Таким образом, решаются две задачи. Мы нашли скорость образования пленки на поверхности металла и время консервации октадециламина в котле.

3.2. Промышленные испытания по константному обеспечению математической модели.

3.2.1. Схема консервации.

Исходя из времени простоя оборудования и свойств ОДА, было решено использовать этот реагент для консервации барабанного котла и 2-х турбин. В связи с тем, что ОДА обладает моющими свойствами, одновременно с консервацией предполагалось произвести частичное удаление отложений с теплопередающих поверхностей котла и проточной части паровых турбин.

Для проведения консервации была смонтирована специальная схема (рис. 3.2.), которая включала в себя следующее оборудование: бак для приготовления реагента (бак-дозатор); насос; систему трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры.

Рис. 3.2. Принципиальная схема консервации котла типа ТП-230-2 (ст. №5) и турбин типа ВРТ-25-1 (ст. №4) и АП -252 (ст. №3) Первомайской ТЭЦ ОАО «Тулэнерго» с использованием пленкообразующего амина. Пробоотборные точки: 1 - основной конденсат; 2-4 - котловая вода; 5 - насыщенный пар; 6 - перегретый пар; 7 -

после дозировочного узла.

В процессе консервации водная эмульсия ОДА насосом дозатором подавалась в котел через дренажи водяного экономайзера и коллектора нижних точек котла: образующийся пар последовательно проходил через турбины ВРТ-25-1 (ст. №4) и АП-25-2 (ст. №5) (см. Приложение -Программа консервации).

Для приготовления водной эмульсии ОДА бак-дозатор заполнялся деаэрированной водой с температурой 104 0С и в него загружался реагент. В баке-дозаторе осуществлялось интенсивное перемешивание реагента с водой.

Основная задача данной работы состояла в проведении консервации барабанного котла и двух турбин. Однако, как правило, процесс консервации сопровождается и удалением отложений с поверхностей оборудования. В связи с этим при консервации вышеуказанного оборудования, производился контроль не только за содержанием ОДА, но и за содержанием железа и кремнекислоты; измерялись также жесткость и рН. Пробы отбирались в следующих точках: котловая вода (чисты и соленый отсеки); циклон (правый и левый); насыщенный пар; перегретый пар; турбинный конденсат. Для отбора проб использовались штатные пробоотборные точки. Отбор проб производился с периодичностью 1 раз в час.

Концентрация ОДА измерялась на тензиометре; чувствительность метода составляет 50 мкг/кг [100]. Для определения концентрации железа использовался сульфосалицилатный метод, чувствительность которого составляет 20 мкг/кг [98]. Содержание кремнекислоты определялось также фотоколориметрическим методом с молибдатом аммония [99]. Жесткость определялась объемным методом - титрованием раствором Трилона "Б". Для измерения рН использовался лабораторный рН-метр.

3.2.2. Результаты консервации.

Изменение концентрации ОДА в процессе консервации приведено в таблице 3.1.

Консервация оборудования проводилась при давлении ~30 атм. и температуре ~300 0С. Каждый час производилось переключение водяного экономайзера с правой стороны на левую и наоборот. В процессе дозирования ОДА в течение 2 часов с 10:00 до 12:00 была открыта непрерывная продувка; в 12:00 она была закрыта. В связи с повышенными концентрациями кремнекислоты в воде и паре в 15:00 (через 5 часов после начала дозирования ОДА) непрерывная продувка была открыта вновь. В 19:00 (через 9 часов после начала дозирования ОДА) была отключена турбина и произведена продувка котла через дренажи нижних точек. Останов котла был произведен в 21:00 (через 11 часов после начала консервации) после выравнивания концентраций ОДА во всех пробоотборных точках. В процессе консервации было израсходовано 50 кг ОДА.

Из полученных данных следует, что во время консервации концентрация ОДА в пробах которые отбирались по пароводяному тракту, стабилизировалась примерно через 2 часа после начала закачки ОДА.

Исходя из значений концентраций ОДА в пароводяном тракте, можно заключить, что количество ОДА, сорбированное на поверхностях оборудования, достаточно для того, чтобы образовать гидрофобную пленку. Полученные данные показывают также, что происходило увеличение концентраций железа и кремнекислоты в пробах, указывающее на частичную отмывку отложений.

После консервации из пароводяного тракта котла были вырезаны образцы труб и определена удельная сорбция ОДА. Из полученных данных

следует, что на всех поверхностях имеется гидрофобный слой ОДА (табл. 3.2).

Наибольшая удельная сорбция ОДА была получена на трубах водяного экономайзера правой стороны и пароперегревателя также правой стороны. На трубах водяного экономайзера левой стороны удельная сорбция ОДА меньше, чем на правой стороне. Возможно, это связано с перекосом гидравлики. На всех остальных участках котла удельная сорбция ОДА практически одинакова, как на левой, так и на правой стороне котла. Удельная сорбция ОДА на поверхности труб котла выше теоретического значения, т.е. трубы покрыты не одним слоем ОДА.

Таблица 3.1.

Изменение концентрации ОДА в процессе консервации барабанного котла типа ТП-230-2 (ст.№5)

Первомайской ТЭЦ ОАО «Тулэнерго».

Время Точки отбора/концентрация ОДА,мг/л

ЧО СО (прав.) СО (лев.) Правый циклон Левый циклон НП (прав.) НП (сред.) НП (лев.) Ш1 (прав.) Ш1 (лев.) Конденсат ТГ №3

12:00 58,8 61,7 62 54,8 56,7 5,6 6,0 5,5 6,3 7,0 4,3

13:00 54,6 55,0 57,4 57,1 58,1 11,4 14,0 11,6 10,4 10,0 2,2

14:00 123,6 150,2 148,6 53,0 56,3 12,9 33,8 29,0 9,5 16,6 4,6

15:00 113,2 57,3 58,2 62,2 68,9 24,5 55,8 27,2 33,3 54,5 5,8

16:00 57,1 100,0 101,3 89,5 87,8 10,6 43,9 24,8 56,6 24,4 12,2

18:00 58,3 110,2 112,1 97,7 101,5 12,6 20,8 10,9 17,3 21,0 13,0

19:00 90,4 180 200,1 109,6 106,1 18,2 33,2 14,7 13,6 69,1 21

20:00 110,6 140,7 149,1 102,8 104,7 29,8 30,8 28,3 23,7 33,7

21:00 140,7 149,9 147,6 107,6 126,3 48,7 137,2 62,2 83,9 86,4

Таблица 3.2

Удельная сорбция ОДА на поверхности образцов труббарабанного котла типа ТП-230-2 (ст. №5) Первомайской ТЭЦ ОАО «Тулэнерго».

Место вырезки Поверхно сть образца, см2 Сода, мкг/л Количество ОДА, адсорбированное на образце, мкг Удельная сорбция ОДА, мкг/см2

ВЭК; правая сторона; ступень испарения I; труба №22, верх 7,52 226,04 11,30 1,503

ВЭК; правая сторона; ступень испарения I; труба №22, верх 10,08 340,00 17,00 1,1687

ВЭК; левая сторона; ступень испарения I; труба №21 11,52 108,00 5,40 0,469

ВЭК; левая сторона; ступень испарения I; труба №21 9,12 74,00 3,70 0,406

Пароперегреватель; правая сторона; ступень испарения II; труба №20 8,16 100,46 5,02 0,616

Пароперегреватель; правая сторона; ступень испарения II; труба №20 8,33 100,46 5,02 0,603

Пароперегреватель; левая сторона; ступень испарения II; труба №24 7,68 75,35 3,77 0,491

Пароперегреватель; левая сторона; ступень испарения II; труба №24 7,35 97,11 4,86 0,661

Пароперегреватель; левая сторона; ступень испарения I; труба №29 8,33 77,69 3,88 0,466

Пароперегреватель; левая сторона; ступень испарения I; труба №29 8,33 87,40 4,37 0,525

Пароперегреватель; правая сторона; ступень испарения I; труба №42 7,84 582,68 29,13 3,716

Пароперегреватель; правая сторона; ступень испарения I; труба №42 7,68 547,72 27,39 3,566

Средний коллектор; левая сторона; ступень испарения II; труба №34; 1=10 м 9,40 215,99 10,80 1,149

Средний коллектор; левая сторона; ступень испарения II; труба №34; 1=10 м 9,87 210,97 10,55 1,069

Средний коллектор; правая сторона; ступень испарения II; труба №34; 1=10 м 9,40 79,15 3,96 0,421

Средний коллектор; правая сторона; ступень испарения II; труба №34; 1=10 м 9,40 75,35 3,77 0,401

3.3. Уточненная математическая модель образования пленки ОДА.

По результатам консервации при измеренных значениях концентрации ОДА на входе и выходе из котла, измеренной удельной сорбции ОДА на контрольных образцах, известных расходных характеристик и времени проведения консервации можно рассчитать коэффициент скорости сорбции ОДА на поверхности обрабатываемых элементов котла.

Поскольку зная расход питательной воды - 300 м3/ч, его продувка 2%, Кр=1 Спв =100 мг/л, расход пара 1- 190 м3/ч, F/V=10 000

^ПВ^ПВ = (£№ + ^ПР + ^КВ

Л1 =-р--(3.6)

Учитывая коэффициент скорости образования пленки, составлено уравнение, связывающее удельную сорбцию с полученным коэффициентом. Дальше с помощью этого уравнения мы рассчитываем время консервации октадециламина в котле.

~ (^пв ^кв). ^1. ^конс. Кс 8=-?-'

где 8—кудельная сорбция, мг/м2: тконц — время консервации октадециламина в котле, ч; — объем котла, м3. Зная 8 = 0,023 мг/м2, мы можем вычислить время консервации октадециламина в котле.

_ 8.¥

тконс = тр. _ г 77 (3.7)

(°пв °кв).Л1.^к

Таким образом, решаются две задачи. Мы нашли скорость образования пленки на поверхности металла и время консервации октадециламина в котле.

Глава 4. Проверка математической модели в лабораторных и промышленных условиях.

4.1. Схема экспериментальной установки и данные лабораторных исследований образования защитных пленок ОДА.

Для установления зависимости скорости образования защитных пленок ОДА на поверхностях, были проведены исследования в лабораторных условиях, моделирующих работу водогрейного котла. На рисунке представлена лабораторная схема по изучению скорости образования защитной гидрофобной пленки ОДА.

Рис. 4.1. Схема лабораторной установки.

1- Термостат, в котором находится раствор ОДА с известной концентрацией, 2- насос, 3 - экспериментальный образец, 4 - отбор пробы.

Лабораторные исследования проводились следующим образом. Из термостата раствор содержащий ОДА с известной концентрацией при температуре около 100 0С насосом подавался на исследуемый образец. Время обработки образца ОДА для всех исследуемых образцов составляло 8 часов. Каждая серия экспериментов состояла из 5 опытов с постоянной концентрацией ОДА. Было проведено 3 серии экспериментов со значением

е

2

1

концентрации ОДА 50, 100 и 150 мг/дм3. После окончания каждого эксперимента на поверхности экспериментального образца определялась удельная сорбция ОДА, и по полученным экспериментальным данным, определялся коэффициент скорости образования защитной гидрофобной пленки ОДА. С учетом того, что при испытаниях моделировались условия работы водогрейного котла, предложенная математическая модель образования сплошной защитной пленки ОДА упростится, и будет иметь следующий вид:

Тх= ^ С , (4.1)

где С - текущая концентрация ОДА в исследуемом растворе мг/дм3, К - коэффициент скорости образования защитной пленки ОДА м/ч, Б -площадь образца м2, V- объем раствора в исследуемом образце м3, т - время ч.

Решая уравнение , выражая коэффициент К и подставляя значения концентрации и времени и по полученным результатам удельной сорбции также выражаем коэффициент К из формулы и сравниваем их значения.

~ (^ПВ ^кв). ^конс. Кс 8 =-¥-

В таблице представлены данные полученные в ходе экспериментов.

Таблица 4.1 .

Таблица экспериментальных данных

№ Сода, мг/дм3 8, мг/м2 К, м/ч

1 50 1,26 1,6

2 100 1,31 1,61

3 150 1,36 1,63

4.2. Промышленные испытания математической модели и результаты консервации котла ПТВМ-180

Исходя из свойств ОДА, было решено использовать этот реагент для консервации водогрейного котла ПТВМ-180 (ст. №7). В связи с тем, что ОДА обладает моющими свойствами, одновременно с консервацией предполагалось произвести частичное удаление отложений с теплопередающих поверхностей котла.

Для проведения консервации была смонтирована специальная схема (рис. 4.2), которая включала в себя бак для приготовления реагента (бак-дозатор - БД); промежуточную емкость (реагентный бак - РБ) для обеспечения надежной рециркуляции водной эмульсии ОДА; насосов; системы трубопроводов и запорно-регулирующей арматуры.

В процессе консервации водная эмульсия ОДА насосом-дозатором подавалась в контур консервации "котел - РБ - всас циркуляционного насоса" (см. Приложение - Программа консервации).

Для приготовления однородной эмульсии ОДА бак-дозатор заполнялся сетевой водой с температурой не ниже 75 °С и в него загружался реагент. В баке-дозаторе производился дополнительный подогрев воды до температуры 90 + 5 °С и осуществлялось интенсивное перемешивание реагента с водой.

При консервации производился контроль за содержанием ОДА и железа перед котлом и после него; для отбора проб использовались специально смонтированные пробоотборные точки П-1 и П-4. Отбор проб производился с периодичностью 1 раз в час.

Рис. 4.2. Схема консервации водогрейных котлов ПТВМ-18С ЭЦ-22 ОАО "Мосэнерго"

4.3. Результаты консервации

Выше отмечалось, что основная задача данной работы состояла в проведении консервации водогрейного котла ПТВМ-180. В процессе консервации определялись концентрация ОДА перед котлом и после котла. Концентрация ОДА измерялась на тензиометре; чувствительность метода составляет 50 мкг/кг [100]. Изменение концентраций ОДА в процессе консервации приведено в таблице 4.2.

Таблица 4.2.

Изменение концентраций ОДА в процессе консервации котла ПТВМ-180 (ст. №7) ТЭЦ-22 ОАО "Мосэнерго"

Время, ч Концентрация ОДА перед котлом, мг/кг Концентрация ОДА после котла, мг/кг

12:45 48.3 5.9

13:40 190.0 4.8

14:30 102.1 8.6

15:30 331.0 7.1

16:10 190.0 6.6

17:10 466.0 17.2

18:00 13.2

18:50 38.3

Полученные результаты показали, что во время консервации происходила сорбция ОДА на теплопередающих поверхностях котла - во всех отбираемых пробах концентрация ОДА на входе в котел была значительно выше, чем после котла. Следует отметить, что по мере сорбции ОДА на поверхности металла наблюдалось повышение концентрации ОДА в пробах, отобранных после котла. Это говорит о том, что вследствие

"насыщения" поверхности металла ОДА, количество сорбируемого реагента снижалось.

Анализ вырезок труб, проведенный МЭИ, показал, что на поверхности труб имеется гидрофобный слой ОДА (таблица 4.2).

В процессе проведения консервации в первые 4 часа наблюдалось повышение концентрации железа в пробах, отобранных после котла, а затем содержание железа снизилось, что свидетельствует об удалении с теплопередающих поверхностей отложений, состоящих из продуктов коррозии железа. Анализ образцов экранных труб, проведенный ТЭЦ-22 ОАО "Мосэнерго", показал, что до консервации удельная загрязненность была равна 1113 г/м2 (левый боковой экран) и 2203 г/м2 (правый боковой экран). После консервации удельная загрязненность снизилась до 100-180 г/м2 ( таблица 4.3).

Таким образом, как и предполагалось, в процессе проведения консервации, наряду с образованием защитной пленки на теплопередающих поверхностях, происходила отмывка их от отложений.

Таблица 4.3.

Удельная сорбция ОДА после консервации котла ПТВМ-180 (ст. №7) ТЭЦ-22 ОАО "Мосэнерго"

№ образца Место вырезки Гидрофобность Размеры образца, см Площадь образца, см2 Удельная сорбция ОДА, мкг/см2

2 Прав. бок., труба № 31 Визуально хорошая 3.7 х 3.0 11.1 14.09

4 Прав. бок., труба № 89 Визуально хорошая 3.9 х 3.0 11.7 3.61

4.3. Сравнение лабораторных и промышленных испытаний.

Для оценки правильности проведения лабораторных исследований необходимо провести сравнение данных, полученных при консервации водогрейного котла, лабораторных исследований и при расчете. В таблице представлены данные по удельной сорбции ОДА на образцах при проведении консервации в промышленных условиях, лабораторных условиях и при расчете ожидаемой сорбции ОДА, когда коэффициент сорбции, полученный при расчетах, получился равным 1, 6 м/ч.

Таблица 4.4.

Сравнительные данные по удельной сорбции ОДА.

№ образца 2 5 , мкг/см расч 2 5 , мкг/см факт 2 5 _, мкг/см лаб

1 503

1

1 149

1 069

1 1

Данные, представленные в таблице, показывают, что расчетные значения сорбции ОДА практически совпадают с данными по сорбции ОДА полученными в промышленных и лабораторных условиях.

Таким образом можно сделать вывод, что составленная математическая модель скорости образования защитной гидрофобной пленки ОДА достаточно точно описывает этот процесс и может применяться для нахождения оптимального времени проведения консервации и выбрать минимальную концентрацию ОДА, при которой за

необходимое время образуется сплошная гидрофобная пленка ОДА на поверхностях консервируемого оборудования.

5. Заключение.

На основании выполненных исследований в лабораторных и промышленных условиях и приведенных в диссертационной работе экспериментальных данных, можно сделать следующие выводы:

1. Доказано, что бесконтактным кондуктометрическим способом можно измерять концентрацию октадециламина в воде при его концентрации от 0 до 150 мг/дм3.

2. Доказано, что изменение концентрации ОДА в присутствии органических кислот влияет на электропроводимость растворов и значение электропроводимости возрастает.

3. Разработана методика определения октадециламина при проведении консервации ОДАв присутствии щавелевой кислоты, которая позволила сократить время проведения консервации и уменьшить расход ОДА при проведении консервации.

4. Показано, что в растворе, содержащем октадециламин в присутствии щавелевой кислоты в концентрации 0,16 г/л, изменение концентрации октадециламина имеет линейную зависимость в диапазоне концентраций ОДА в растворе от 0 до 150 мг/дм3.

5. Получена уточнённая зависимость изменения концентрации октадециламина от расходных характеристик теплоносителя при проведении консервации. Уточнены функциональные зависимости влияния времени проведения консервации на скорость образования защитной гидрофобной пленки. Приведены зависимости, связывающие время проведения консервации и удельную сорбцию октадециламина на поверхности конструкционных материалов.

6. Разработана новая математическая модель скорости образования защитной гидрофобной пленки ОДА в зависимости от его концентрации в теплоносителе и времени проведения консервации с использованием ОДА.

100

Список литературы

1. Петрова Т.И., Поваров О.А., Дули Р.Б., Семенов В.Н., Троицкий А.Н., Петров А.Ю., Попов С.А., Мартынова О.И., Фельдберг Л.А. Водно-химический режим и коррозия турбин: образование первых жидких пленок в турбинах. TR-113090, EPRI, Palo Alto, CA, USA, 1999.

2. Мамет А.П., Таратута В.А., О способах консервации энергетического оборудования. - Теплоэнергетика, 1982, № 2.

3. Осадчая А. А., Ползун У. А., Методы борьбы с коррозией. Плазменное электролитическое оксидирование как способ формирования антикоррозионных покрытий // Молодой ученый. — 2017. — №2.1. — С. 18-21.

4. П.А. Акользин. Коррозия и защита металла теплоэнергетического оборудования М.: Энергоиздат, 1982 - 3004 с.

5. Рябчиков А.В. и др. Методика электрохимического исследования коррозии металла. Сб. «Коррозия и защита металла в машиностроении». М. Машгиз. 1989.

6 Верховский А.Е. Исследование процессов коррозии энергетического оборудования электростанций, изготовленного из нержавеющей стали и выбор способа защиты его от коррозии. Автореферат диссертации. М. 2006.

7. Кукушкин А.Н. и др. Консервация теплоэнергетического оборудования энергоблока №3 ТЭС «Варна» с использованием пленкообразующих аминов. Тяжелое машиностроение. 2002. №1.

8. Глазырин А.И., Кострикина Е.Ю. Консервация энергетического оборудования, «Энергоатомиздат». -Москва, 1987.

9. Кукушкин А.Н., Защита энергооборудования от коррозии с использованием пленкообразующих аминов, Наукоемкие технологии, №1(3),-2003.

10. Акользин П.А. Коррозия и защита металла теплоэнергетического оборудования / «Энергоатомиздат». - Москва, 1982.

11. Громов Е.Б. Консервация конденсатно-питательного тракта и парогенераторов энергоблоков с применением октадециламина // Изв. Вузов. Ядерная энергетика. -2001.

12. Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. - Ленинград. -Химия, 1989.

13. Свидетельство на полезную модель. №7469 от 12.02.97. Система консервации от коррозии теплоэнергетического оборудования». Е.М. Марченко, Ю.Е. Мишенин, А.Н. Полевич, В.П. Новиков, А.Б. Рожков.

14. Субботина Н. П. Водный режим и химический контроль на ТЭС: Учебник для техникумов. м.: Энергоатомиздат, 1985- 312с., ил.

15. Методические указания по комплексонной обработке воды барабанных котлов давлением 3,9-9,8 Мпа // РД 34.37.514-91 / СПО ОРГРЭС. -Москва. -1993.

16. Методические указания по коррекционной обработке питательной и котловой воды барабанных котлов давлением 3,9-13,8 Мпа // РД 34.37.522-88.

17. Методические указания по консервации теплоэнергетического оборудования с применением пленкообразующих аминов. Дополнениек РД 34.20.591-97. Москва, 1998.

18. BachmairA., HomigH.E., KaesH. Speisewasser and Korrosion. «Mitt. VGB».- 1966.- №101. -106.

19. ГОСТ 3760-79. Реактивы. Аммиак водный. Технические условия- Введен 1979-07-18. -М.: Издательство стандартов, 1980.

20. "Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей"(утв. Минэнерго СССР 20.02.1989).

21. РД 34.09.307-90. Методика Исследований Новых Водно-Химических Режимов И Оценка Их Эффективности В Условиях Эксплуатации Энергоблоков Скд

22. Иванов Е.Н. Применение пленкообразующих ингибиторов для предотвращения коррозии металла паровых теплосетей: Автореф. дис .... канд. техн. наук. М, 1968.

23. Батраков В.В. // Влияние органических веществ на катодное выделение и анодную ионизацию металлов / Сб. научн. тр. респ. конф. -Днепропетровск. - 1970.

24. Фурунжиева А.В. Изучение влияния органических соединений на коррозию углеродистой стали и латуни в тракте ТЭС с барабанными котлами // Диссертация на соискание уч. степени канд. техн. наук М.: МЭИ. - 1990.

25. Олейник С.В. // Влияние органических соединений на пассивацию железа в нейтральных средах / Сборник докладов Первой всесоюзной школы-семинара "Физико-химические основы действия ингибиторов коррозии". г. Ижевск: Удмуртский госуд. Университет. -1990.

26. Зенкевич Ю.В., Кокошкин И.А. Оценка интенсивности коррозии котлов по концентрации водорода в воде и пара // Сб. статей "Водоподготовка, водный режим и химконтроль на паросиловых установках" Выпуск 4. М.: Изд-во "Энергия".- 1972.

27. Розенфельд И. Л. Коррозия и защита металлов. Москва, «Металлургия», 1970.

28. Вишневский Е.П. Анализ особенностей использования основных методов осушения воздуха. Журнал «С.О.К.». 2004. №3.

29. Simulation of water sorption dynamics in adsorption chillers: One, two and four layers of loose silicagrains / A. Freni, G. Maggio, F. Cipiti, Y.I. Aristov //Applied Thermal Engineering. -2012. — V. 44. — P. 69-77.

30. Вишневский Е. П. Анализ особенностей использования основных методов осушения воздуха // Сантехника, отопление, кондиционирование. — 2004.

31. Вишневский Е. П., Чепурин Г. В. Консервация осушенным воздухом // Сантехника, отопление, кондиционирование. -2010.

32. Полевич А.Н. Разработка, исследование и внедрение процессов и схем воздушной консервации теплоэнергетического оборудования. Автореферат диссертации. М. 2001.

33 . Бергункер В.Д., Брыков С.В., Денисов В.В., Трунов Н.Б. Анализ состояния труб парогенераторов на основе данных вихретокового контроля.

6-й международный семинар по горизонтальным парогенераторам. Подольск, 22-24 марта 2004 г. Тезисы докладов. Подольск. ФГУП ОКБ «ГИДРОПРЕСС», 2004.

34. В.А.Гашенко, А.В.Ульянов, А.Л.Тарасюк и др.Об основных задачах исследований на крупномасштабной модели II контура АЭС с ВВЭР-1000 / // Годовой отчет ЭНИЦ ВНИИАЭС 2000. Электрогорск: ЭНИЦ, 2001.

35. В.С.Попадчук, Н.Б.Трунов, С.А.Харченко, Р.Ю.Жуков, Р.А.Тупиков. Коррозионные испытания теплообменных труб ПГВ-1000М.

7-й международный семинар по горизонтальным парогенераторам. Подольск, 3-5 октября 2006 г. Тезисы докладов. Подольск, ФГУП ОКБ «ГИДРОПРЕСС», 2006.

36. Попадчук, Р.Ю. Жуков, А.В. Селезнев и др. Исследование эффективности процедуры «сухой» консервации парогенератора ПГВ-

1000М / В.С. // Материалы 5-й международной научно-технической конференции «Обеспечение безопасности АЭС с ВВЭР», 29 мая - 1 июня 2007 г. Подольск: ФГУП ОКБ «Гидропресс», 2007.

37 . МУ 34-70-106-85. Методические указания по консервации оборудования стационарных электростанций, выводимых в резерв: 1985.

38. Варанов. П. А., Предупреждение аварий паровых котлов. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 272 с.: ил.

39. А.В. Щегляев, Паровые турбины, М.:Энергия, 1976 г., с.158

40. Защита от коррозии, старения и биоповреждений 3-40 машин, оборудования и сооружений: Справочник: В 2 т. Т. 2/Под ред. А. А. Герасименко. — М.: Машиностроение, 1987. — 784 с., ил.

41. Захаренко O.H., Колпащиков B.JI. Исследования процессов коррекционной обработки воды а пароводяных трактах и контурах охлаждения хеламином и кубленом. АНК "Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова " НАНБ. Интернет / Хеламин / УДК.621.187.3.

42. Jacklin C. // Expérimental Boiler Studies of the Breakdown of Amines / Reprinted from Transactions of the ASME, Vol.77, №4 May. - 1955.

43. Акользии, А.П. Противокоррозионная защита стали пленкообразователями. М.: Металлургия, 1989.

44. Глазырии А.И., Кострикина Е.Ю. Консервация энергетического оброрудования. М.: Энергоатомиздат, 1987.

45. Громов Е.Б. Исследования октадециламина на эрозионную и коррозионную стойкость конструкционных материалов энергоустановок ТЭС и АЭС // Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. — Иваново: ИГЭУ.- 2002.

46. Методические указания по консервации тепло -энергетического оборудования с применением пленкообразующих аминов. МЭИ, ВНИИАМ. М.: Наука. 1998.

47. Кукушкин А.Н. Влияние микродобавок октадециламина (ОДА) на снижение локальных коррозионных повреждений поверхностей нагрева парогенерирующего оборудования. Водоподготовка. 2006. №2.

48. Lendi, M., and Wuhrmann, P. 2012. "Impact of Film Forming Amines on Reliability of Online Analytical Instruments." PPChem. 14 (9): 5607.

49. Т.И. Петрова , В.А. Рыженков, А.В. Куршаков, А.А. Зройчиков, В.Ф.Чернов, И.В. Галас «Применение плёнкообразующего амина для консервации теплотехнического оборудования на ТЭЦ-23 «Мосэнерго». Теплоэнергетика №9, 2003. С.56-60.

50. Е.В. Чернышев, И.Н. Трофимов, Т.И. Петрова, В.И. Кашинский Устойчивость защитных пленок октадециламина на поверхности оборудования и влияние их на распределение примесей в слое отложений. Новое в Российской электроэнергетике №6, 2005 год с. 32-37.

51. Салтанов Г.А., Филиппов Г.А., Кукушкин А.Н., Величко Е.В. и др. Консервация теплоэнергетического оборудования с использованием реагентов на основе пленкообразующих аминов. Теплоэнергетика. 1999. №9.

52. Ronny Wagner and Erwin Czempik, Experience in Preservation of the Water Steam Cycle in CCPP (Combined Cycle Power Plants) with ODA (Octadecylamine) // Journal of Energy and Power Engineering. №10-2016. p32-38.

53. Громов Е.Б. Консервация конденсатно-питательного тракта и парогенераторов энергоблоков с применением октадециламина // Изв. Вузов. Ядерная энергетика. -2001.

54. Грубов А.В., Защита от отложений и коррозии внутренних поверхностей нагрева теплоэнергетического оборудования при

консервации с использованием октадециламина, «Новости теплоснабжения» № 6, 2005.

55. Einsatz grenzfflachenakter Stoffe in Sattdampfs Turbinen /Е .Czempik, K. Schindler, G. Fillipow, G. Saltanow //Energietechnik. 1978. N 11. S. 443-446.

56. SamansC. Stress-corrosion cracking susceptibility of stainless steels and nickel-base alloys in polyphonic acids and acid copper sulfate solution // Corrosion. - 1964. - Vol. 20. - № 8. - P. 256-262.

57. Ф. Тодт. Коррозия и защита от коррозии. Коррозия металлов в промышленности: Пер. с нем. М.: Химия. - 1967.

58. Свойства водных эмульсий поверхностно-активного вещества (октадециламина) при параметрах энергетической установки /Мартынова О.И. Дубровский И.Я., Третьяков Ю.М. и др. //Изв. вузов. Энергетика. 1984. № 9. С. 96-99.

59. Адсорбция октадециламина на металлических поверхностях /Дубровский И.Я., Баталина Л.Н., Лошкарев В.А. и др. //Тр. МЭИ. 1989. № 208. С. 34-40.

60. Мартынова О.И., Андросов В.И., Гришина С.Х. Исследование поверхностного натяжения октадециламина в интервале температур 25 -100°С //Тр. МЭИ. 1980. Вып. 466. С. 31-36.

61. Некоторые аспекты термолиза октадециламина в энергетической установке /Дубровский И .Я., Баталина Л.Н., Игнатов В.В. и др. //Изв. вузов: Энергетика. 1989. № 2. С. 65-69.

62. Поваров О.А., Дубровский И.Я., Томаров Г.В., Величко Е.В. Эффективность применения октадециламина для защиты турбоустановок от стояночной коррозии. Тяжелое машиностроение. 1990. № 6. С. 22-25.

63. Кукушкин А.Н. и др. Влияние микродобавок октадециламина на частичное удаление ранее сформировавшихся на поверхностях

теплообмена отложений в эксплуатационных режимах. Новое в российской электроэнергетике. 2006. №10.

64. Громов Гутман Э.М. Механохимия металлов и защита от коррозии. М.: Металлургия. - 1974.

65. Филиппов Г.А., Кукушкин А.Н. и др., Опыт ввода в эксплуатацию после консервации оборудования и трубопроводов второго контура блока №2 Армянской АЭС. Тяжелое машиностроение. 1997. №8.

66. Leyzerovich, A. 2008. Steam Turbines for Modern Fossil-Fuel Power Plants. Lilburn, GA: The Fairmont Press, 344.

67. Ашев П.С. Методика фотометрического определения октадециламина (ОДА) в водном теплоносителе энергетических объектов. Труды МЭИ. Вып. 466. Москва. 1980 г.

68. Yu. M. Evtushenko, V. M. Ivanov, B. E. Zaitsev. Photometric Determination of Octadecylamine with Methyl Orange. Analytical Chemistry. 2002.

69. Патент РФ N 1723513, кл. G 01 N 27/48, опубл. 30.03.92.

70. РД 34.20.596-97 Методические указанияпо консервации теплоэнергетического оборудования с применением пленкообразующих аминов— М.: ОРГРЭС. - 1998.

71. Нефедкин С.И. Разработка электрохимических методов и устройств для очистки и мониторинга водных технологических сред, содержащих растворенные органические вещества. Автореферат доктор технических наук. М. 2004.

72. Marco Lendi. The method of determining the concentration of octadecylamine// The patent cooperation treaty - 2014.

73. Новожилов И.А., Салтанов Г.А., Кукушкин А.Н., Михайлов В.А., Величко Е.В., Симановский А.А. Из опыта защиты от коррозии

теплоэнергетического оборудования пленкообразующими аминами / «Энергетик». -2000.

74. ГОСТ 23717-79 Флотамин технический. Технические условия.

75. Lin, Z.Y.; Liu, Y.; Wong, C.P. Facile fabrication of super hydrophobic octadecylamine-functionalized graphite oxide film. Langmuir 2010, 26, 16110-16114.

76. ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (с Изменением N 1).

77. Бургасов П. Н. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. г. Москва - 1984.

78. Лукашов Ю.М., лукашов Ю.Ю. Исследование электропроводности растворов Октадециламина как ингибитора коррозии металлов. Технические науки. №3 - 2009г. с51-53.

79. Шатова И.А. Совершенствование защиты от стояночной коррозии углеродистой стали котлов на основе применения ингибиторов октадециламина и М-1. Автореферат. М. 2005.

80. Лебедева Ю.В. применение октадециламина для консервации теплоэнергетического оборудования. ИГЭУ, г. Иваново.

81. Сай А. Х. С., Верховский А. Е. Исследование возможности определения концентрации октадециламина при проведении консервации энергетического оборудования бесконтактным методом // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Двадцать вторая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3 т. Т. 3. М.:

издательский дом МЭИ, 2017. с. 136.

82. Бухаров Д. Г., Зонов А. А., Шавыкин А. В. Промышленный бесконтактный кондуктометр ИТ - 2201 для контроля электрической проводимости теплоносителя. М.: Новое в Российской электроэнергетике. 2008. № 12. С 33 - 38

83. Лопатин Б.А. Теоретические основы электрохимических методов анализа. Учебное пособие для ун-тов. М. "Высшая школа", 1975 г., 295 л.,ил.

84. Д.Г. Бухаров, А.В. Шавыкин. Программно-аппаратный комплекс для сбора информации и автоматизации производственных процессов на базе приборов серии ИТ2100 и программы рНргот. Вестник МЭИ, № 4, 2006 г., Издательство МЭИ, с.115-121.

85. Нефедкин С.И., Методика экспресс-определения содержания поверхностно-активных веществ в воде и созданный на ее основе прибор "оёа-контроль"// Теплоэнергетика - 2002г. с54-58.

86. Сухарев Е.И. Влияние структуры пароводяной смеси на гидродинамические характеристики сопротивлений циркуляционных контуров паровых котлов. - Электрические станции, 1960, № 12.

87. Лопатин Б.А. Теоретические основы электрохимических методов анализа. Учебное пособие для ун-тов. М.: Высшая школа, 1975.

88. Петрова Т. И., Кашинский В. И., Чернышов Е. В., и др. Исследование влияния концентраций фосфатов в котловой воде на электропроводность и рН. // Теплоэнергетика № 7. 2007 г. М. С. 6-9.

89. Костомаров Д.П. Вводные лекции по численным методам, М.: Логос, 2004.

90. Ларин Б.М., Бушуев Е.Н., Основы математического моделирования химико-технологических процессов обработки теплоносителя на ТЭС и АЭС. - М.: Изд. дом МЭИ, 2009. - 310 с.

91. Дули Б. Значение защитной оксидной пленки для предотвращения вращения повреждений котельных труб на тепловых электростанциях. автореф. дис. д-ра техн. наук. - М., 1996.

92. Кострикин Ю.М. Инструкция по анализу воды, пара и отложений в теплосиловом хозяйстве. М.: Энергия, 1967.

93. Сай А. Х. С., Бухаров Д.Г., Верховский А.Е., Гаджиев К. Г., Аунг М. К.. Разработка методики определения концентрации октадециламина бесконтактным методом. Новое в Российской электроэнергетике. № 4. 2016. с. 32-38.

94. Сай А. Х. С., Верховский А. Е. Математическое моделирование образование защитных плёнок пар при консервации энергетического оборудования // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Двадцать вторая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов: Тез. докл. В 3 т. Т. 3. М.: Издательский дом МЭИ, 2016. с. 152.

95. Воронов В. Н., Краснорядцев И. М. «Проблемы математического моделирования теплогидравлических и водно-химических процессов в парогенераторах АЭС с ВВЭР». М.: Журнал «Теплоэнергетика» №10 - 1990. С 24-28.

96. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование. - М.: Наука, 1997.- С. 320.

97. Сай Аунг Хтике Сан, Гаджиев К.Г., Гаджиев Д.Г., Верховский А.Е. Математическое моделирование поведения корректирующих реагентов при проведении консервации с использованием пленкообразующих аминов. Новое в Российской электроэнергетике. № 4. 2019. с. 25-28.

98 . Воды производственные тепловых электростанций. Методы определения железа. ОСТ 34-70-953.4-88. - М.: ВТИ, 1988, с. 35-50.

99 . Воды производственные тепловых электростанций. Методы определения кремниевой кислоты. ОСТ 34-70-953.6-88. - М.: ВТИ, 1988, с. 66.

100. Тензиометр Т-1. Руководство по эксплуатации. Паспорт 1Х2.840.001ПМ. - Зеленоград: ГОСНИИФП, 1990. 68 с.