В январе 2019 году нашей организации была поставлена сложная задача: промыть полностью забитый накипью змеевик передвижной парогенераторной установки ППУА-1600/100.

Заказчиком работы выступило ПАО Транснефть.

На снимке: паровой котёл ППУА-1600/100

Несколько слов об установке ППУА-1600/100

Установка промысловая паровая перередвижная ППУА 1600/100, предназначена для депарафинизации призабойной зоны скважин, трубопроводов, резервуаров, арматуры и другого нефтепромыслого оборудования насыщенным паром высокого давления, (режим I), а также для операций по обогреву, мойке и других работ насыщенных паром низкого давления, в условиях холодного (режим I₂) и умеренного макроклиматических районов по ГОСТ 16350-80.

Внешний вид установки представлен на рисунке:

Схема гидравлической части приведена ниже:

Источник: Производственное Предприятие “УралАвто”

Сейчас не будем говорить о причинах образования накипи в змеевике котла, скажем лишь, что напор воды постепенно уменьшался до тех пор, пока вода не перестала течь через змеевик парового котла даже под давлением.

Чем можно забить паровой котел ППУА-1600/100?

Несмотря на кажущуюся нелогичность вопроса (а он был задан некоторыми посетителями нашего сайта), определённый смысл в нём есть. Перефразируем: почему и чем забивается змеевик парогенератора ППУА-1600/100?

Ответ очень простой. Змеевик этого котла имеет диаметр 28 мм, стенка трубы – 3,5 мм. Итого, внутреннее сечение составляет всего 21 мм.

Змеевик вырабатывает пар, температурой до 310 С и под давлением до 10 атм. Это очень жесткие условия эксплуатации.

При таких режимах соли жесткости, содержащиеся в воде, моментально отлагаются на стенках змеевика.

И чем больше солей в воде – тем быстрее змеевик зарастает накипью!

Поэтому для работы парогенератора ППУА-1600/100 требуется химически очищенная вода. К сожалению, не у всех потребителей есть возможность использовать подготовленную воду, поэтому в змеевике откладывается накипь.

Кроме того, не все потребители регулярно делают химическую промывку змеевика, что очень важно для поддержания его в чистом виде.

Выбор способа очистки змеевика

Учитывая размеры и геометрию змеевика, традиционные способы очистки (механический, электроразрядный, гидродинамический), сразу были исключены.

Внимание! Не пытайтесь прочистить полностью забитый змеевик котла металлическим тросом!

При таком способе, трос толкает перед собой отслаивающиеся частицы накипи и, таким образом, ещё больше забивает змеевик!

Простая промывка забитого змеевика помпой высокого давления (например, 300 атм.), также не приносит результата, поскольку приводит к перемещению частиц накипи по контуру змеевика. В самом узком месте (если проходное сечение ещё есть) эти частицы создают пробку, которую практически нельзя очистить впоследствии.

В связи с этим, на первом этапе, было принято решение промывать змеевик химическим способом, для того, чтобы в максимальной степени растворить соли жесткости, которые сформировались в змеевике в виде накипи. Однако ситуацию осложняло то, что накипь сдержала довольно большое количество оксида железа.

Выбор средства для удаления накипи в котле

Для проведения промывки, нами было выбрано средство для удаления накипи в котлах Кратол. Реагент создан на основе сульфаминовой кислоты и эффективно растворяет накипь!

Химическая формула средства Кратол подобрана таким образом, что практически исключено растворение железа – химическая коррозия минимальна! Т.е. средство Кратол безопасно для промываемого оборудования!

Однако в данном случае, этот факт, скорее, только усложнял дело, поскольку отложения в змеевике содержали много ржавчины, которая не растворялась в реагенте и мешала прочистке змеевика.

На снимке: ржавчина из змеевика котла, нерастворимая в реагенте Кратол

Оборудование для химической промывки змеевика ППУА-1600/100

В качестве основного оборудования для проведения химической промывки нами был использован химический насос с параметрами: Q = 10м³, Н = 38м. Вообще, для промывки змеевиков справедливо следующее правило: чем больше напор насоса, тем лучше. Подача насоса, в данном случае, не имеет существенного значения, поскольку водяной объём змеевика установки ППУА-1600/100 составляет всего 80 литров.

На снимке: оборудование для химической промывки парового котла ППУА-1600/100

С другой стороны, во время реакции промывочного раствора с накипью выделяется большое количество углекислого газа. Это создаёт воздушную пробку и препятствует продвижению моющего средства внутри змеевика, так что чем мощнее насос и чем больше создаваемый им напор – тем лучше.

Процесс очистки змеевика ППУА-1600/100

Пока у нас не было информации – в какой части змеевика находится пробка, наши специалисты производили стандартное подключение – к прямому и обратному трубопроводу. В течение нескольких часов моющий раствор подавался в змеевик, но не выходил из него по причине отсутствия проходного сечения.

В первый день работы, таким образом, несколько раз производилось переподключение шлангов и подача химического реагента в змеевик велась то с одной, то с другой его стороны.

Несмотря на это, пропускная способность змеевика к концу первого дня работы так и не была восстановлена.

На следующий день нашими специалистами была предпринята попытка определить, в какой части змеевика находится пробка. В верхней части змеевика находится воздушник, который служит для стравливания воздуха при заполнении змеевика водой (перед пуском котла).

Таким образом, змеевик можно разбить на два контура и промывать по-отдельности.

Вначале был промыт первичный контур (водяной) – через который подаётся вода. Оказалось, что он не содержит пробки и был полностью промыт нами в течение нескольких часов.

Тем самым, было определено, что забит паровой контур змеевика, пробка локализована именно там.

Дальнейшая промывка велась таким образом, что через воздушник подавался моющий реагент. Ещё один день ушёл на то, чтобы попробовать промыть эту часть змеевика, подключая подачу раствора то с одной, то с другой стороны.

Через какое-то время у наших специалистов возникла идея закачать в змеевик реагент, насколько это возможно, включить горелку котла и разогреть змеевик так, чтобы реагент закипел и начал создавать избыточное давление.

Несмотря на «оригинальность» метода, данная процедура дала некоторый эффект, после нескольких повторений. На выходе из змеевика начала капать вода. Т.е. химический насос начал продавливать по капле реагент через пробку из отложений.

Так велась промывка в течение нескольких дней. В змеевик закачивали реагент, то с одной, то с другой стороны, потом машину выгоняли на улицу, запускали горелку котла, нагревали змеевик до закипания реагента. После этого открывали вентили и перегретый газ вырывался из воздушника змеевика. Также пар выходил и из другой стороны змеевика. Постепенно появилась тонкая струйка реагента при прокачивании раствора нашим насосом.

Ещё через некоторое время пришла мысль, что можно использовать установку высокого давления, чтобы попробовать продавить воду через пробку из отложений.

Нами была привезена помпа с рабочим давлением 265 атмосфер, которую подключили к змеевику. Конечно, при таком давлении вода уже проходила через змеевик достаточно легко и с некоторым напором.

После этого появилась уверенность в том, что змеевик будет очищен за счёт применения комбинированного метода – прокачивание химического реагента, разогрев и продувка паром, мойка высоким давлением…

На окончательную очистку змеевика ушло ещё несколько дней, после чего котёл был пущен в работу и уверенно вышел на проектную мощность по пару.

На снимке: котёл ППУА-1600/100

Конечно, заказчик был удивлен и обрадован, поскольку замена змеевика в данной установке – трудоёмкое и дорогое мероприятие. Кроме того, практически нет организаций, которые занимаются ремонтом и заменой змеевиков у таких типов котлов.

Выводы

Для нашей компании, также, эта работа дала существенный опыт в части промывки полностью забитых змеевиков. В который раз подтвердилось наше понимание того, что не существует единственного или лучшего способа очистки/промывки котлов. В различных ситуациях и условиях с лучшей стороны могут проявлять себя самые разные методы. А в особо тяжёлых случаях, единственным выходом из ситуации является комбинирование методов очистки.

Кроме того, этот опыт дал нам важное понимание того, что главным, всё-таки, в этой работе является человек. Только терпение, выдержка и опыт сотрудников организации позволяют не сдаваться и находить решения, которые приводят к главному – тому результату, который требует от нас заказчик. И только за счёт людей можно творить пусть и маленькие, но всё же чудеса, которые недоступны в других случаях…