Как спасти паровые котлы Е-1,0-0,9 от накипи на буровых установках?

Опубликовано akolosov - 09.06.2019

В очередной раз побывали на объектах нефтедобычи и смежных с ними площадках. На этот раз, в республике Коми, г. Усинск.

Усинск - город нефтянников. Небольшой, аккуратный, он родом из 60-х, когда в стране кипела жизнь и осваивались новые территории, месторождения...

панорама Усинска

На снимке: детский парк в Усинске

Однако речь не о городе.

Вновь побывали на объектах добычи нефти и столкнулись с серьёзной проблемой. Сложно сказать по каким причинам водоподготовка на котельных отсутствует или реализована в минимальном варианте по мощности и содержанию. Но факт остаётся фактом: за полгода паровые котлы Е-1,0-0,9, которые преимущественно установлены на буровых, забиваются так, что начинают гореть трубы.

Собственно, что говорить - смотрите сами:

накипь в котле Е-1,0-0,9

На снимке: накипь в паровом котле Е-1,0-0,9

накипь в трубках котла Е-1,0-0,9

На снимке: накипь в трубках котла Е-1,0-0,9

Фотографии хорошие, однако видео поможет составить более полное представление о ситуации...

При очистке таких объектов основная сложность заключается в том, что трубки очень сильно изношены. Есть участки с утоньшениями, уже появились свищи. В такой ситуации необходимо минимизировать силовые воздействия на трубки котлов.

Однако накипь имеет очень прочный характер, зачастую, напоминая камень. Изучение образцов отложений показало, что в них содержатся соли жесткости (Са и Mg), железо, органика и нефтепродукты. Именно такой состав, при высоком давлении и температуре свыше 100 градусов, и приводит к возникновению  прочной накипи, которую необходимо очистить.

Какие технологии могут удалить эти отложения?

Мы взялись за очистку этих котлов и теперь будем информировать вас о ходе работ в нашем блоге. Так что следите за обновлениями!

 

Итак, возвращаемся к данной тематике, как и обещали...

Работа по очистке данных котлов продолжается. На сегодняшний день очищено три из шести котлов. Как мы и предполагали, работы продвигаются очень медленно, в связи с высокой прочностью отложений.

Другим фактором, влияющим на скорость очистки котлов, является конструкция паровых котлов Е-1,0-0,9. Значительные изгибы конвективных труб, затруднённый доступ к экранным трубам - всё это предполагает применение разных технологий.

На объект мы взяли все 4 технологии, которые представлены у нас на сайте, в разделе Способы очистки - комплекс Стример 50/0,25, установку высокого давления, устройство для механической очистки, установку для химической промывки.

Насколько эффективна та или иная технология для очистки практически полностью забитых трубок от сверхпрочной накипи? Скоро сформулируем результаты!

Прошёл ровно месяц с момента начала очистки 6 котлов в Республике Коми. Опробованы технологии чистки, получены результаты. Что можно сказать?

Первые котлы, которые мы чистили, при беглом осмотре, не представляли особой сложности для чистки. Накипи не так много. Мы предполагали, что все трубки имеют проходное сечение и начали процесс с химической промывки.

котел Е-1,0-0,9 до очистки

На снимке: котел Е-1,0-0,9 до очистки

Анализ накипи, проведённый перед очисткой показал, что отложения содержат Са, Мg, Fe, органические примеси, золу и нефтепродукты. Мы не ожидали, что реагент Кратол справится со всеми этими реагентами, поскольку сульфаминовая кислота предназначена, всё же, для растворения накипи. Наша задача была в том, чтобы растворить часть солей жесткости и размягчить отложения.

На первый цикл химической промывки мы запланировали 160 кг реагента Кратол. Промывка проводилась 10 часов при температуре 60С

Первая химическая промывка показала хороший результат - часть накипи было удалено, часть отложений размягчилась.

состояние котла Е-1,0-0,9 после первой промывки Кратолом

На снимке: состояние котла Е-1,0-0,9 после первой промывки Кратолом

После химической промывки котел был промыт установкой высокого давления (165 атм). Был удалён весь нерастворимый осадок и было принято решение прочистить все трубки электроимпульсной технологией Стример 50/0,25.

Особенность электроимпульсной технологии в том, что она хорошо раскалывает прочную накипь и в ряде случаев позволяет чистить полностью забитые трубки. Так вот во время очистки мы обнаружили 28 забитых трубок, которые были очищены комплексом Стример 50/0,25.

результат очистки котла Е-1,0-0,9 комплексом Стример 50/0,25

 На снимке: результат очистки котла Е-1,0-0,9 электроразрядным методом

Достигнутая степень очистки котла комплексом Стример 50/0,25 была удовлетворительной, однако недостаточной для сдачи котла. Поэтому котел опять был промыт гидродинамическим способом и работы продолжились.

Учитывая, что в накипи содержались нефтепродукты, масла, нами было принято решение провести щелочение котла, поскольку именно щелочь способна обезжирить котел от масляных загрязнений.

Щелочение котла выполнялось едким натром, концентрацией 5%, при температуре 80С, в течение 8 часов. После вскрытия котла было обнаружено значительное количество черного осадка в нижнем барабане, что свидетельствовало о том, что процедура была эффективной. Оставшаяся накипь несколько размягчилась. И снова - промывка высоким давлением и подготовка котла ко второму циклу химической промывки.

На второй цикл промывки было затрачено ещё 160 кг реагента Кратол. Результаты второй химической промывки оказались ещё более успешными - в котле осталось не так много накипи в трубках и барабанах. Опять остался нерастворимый осадок, который опять вымыли водой под давлением.

котел Е-1,0-0,9 после второй химической промывки

На снимке: результат второй химической промывки котла Е-1,0-0,9

Таким образом, после нескольких применённых технологий, мы получили хороший результат - в трубках практически не осталось отложений. В некоторых из них оставался черный налет от нефтепродуктов, который был удалён ещё одним циклом щелочения.

В таком виде котёл уже был представлен Заказчику для сдачи.

А теперь давайте ещё раз посмотрим на количество и последовательность применённых технологий:

  • Химия Кратол;
  • Высокое давление;
  • Электроразряд;
  • Высокое давление;
  • Щелочение;
  • Высокое давление;
  • Химия Кратол;
  • Высокое давление;
  • Щелочение;
  • Высокое давление;

Таким образом был очищен первый из шести котлов.

Да, на этом же котле применялась установка механической очистки, однако она показалась нам недостаточной мощной для таких отложений. Конусные буры то и дело клинили в трубках, гибкий вал перекручивался. Скорость очистки составляла несколько десятков сантиметров за несколько часов. Вероятно привод, мощностью 1,5 кВт был недостаточен, поэтому сейчас принимается решение о доставке на объект механической установки с приводом 3 кВт.

Итого, на сегодняшний день очищено 4 из 6 котлов, работы продолжаются!

На самом деле, время выполнения работ существенно увеличивает необходимость постоянной смены технологий - а для этого приходится то залючивать котёл, то снова открывать его. Но это только один из факторов.

Существенно тормозит работы то, что такая накипь вызывает перегрев и старение трубок котла. Трубки истончаются (мы понимаем это по звуку, который слышно при очистке труб комплексом Стример 50/0,25) и образуются свищи. Нам неоднократно приходилось останавливать работу, сливать котел и искать прохудившуюся трубку, а потом глушить её.

И здесь нужно отдать должное руководству и персоналу Заказчика - любая помощь и участие в нашей работе осуществляется оперативно и качественно! Благодарим за содействие!

Работа по очистке данных котлов даёт нам неоценимый опыт и понимание того, в частности, как работает реагент Кратол, растворяя сверхпрочную накипь.

Где-то, в блоге, мы уже писали, что чудес не бывает... На другую тему, но посыл один: в любой работе, технологии, задаче, есть аспекты, которые оказывают существенное влияние на конечный результат.

Так и в этом случае. При толщине накипи более 1 см, при наличии в накипи сложных составляющих: кальций, железа, песок, нефтепродукты, реагент Кратол не удаляет накипь полностью, за одну промывку.

Т.е., работая с накипью большой толщины, нужно быть готовым к нескольким циклам промывки!

Вот как выглядели трубки 4-го котла до и после химической промывки Кратолом:

трубки котла Е-1,0-0,9 до промывки Кратолом трубки котла Е-1,0-0,9 после промывки Кратолом

На снимке: трубки котла Е-1,0-0,9 до и после промывки Кратолом

На снимке можно видеть, как один цикл промывки трубок реагентом Кратол вспенил накипь, превратив часть её в белые хлопья, легко удаляющиеся напором воды под высоким давлением.

Мы изучаем этот феномен, а пока скажем, что на 4-й котёл потребовалось три химические промывки, с последующей отмывкой установкой высокого давления.

После этих операций котел был полностью очищен!

очищенная трубка котла Е-1,0-0,9

На снимке: очищенные трубки котла Е-1,0-0,9 

Добрый день. Мне приходилось сталкиваться с ситуацией, когда при растворении в сульфаминовой кислоте (СК) сложных отложений, состоящих из накипи и ржавчины, накипь растворяется, а ржавчина в виде пластинок или частиц неправильной формы остается. Оставшуюся ржавчину можно растворить циркуляцией водного раствора Трилона Б при 80-90оС. При этом поверхность приобретает металлический блеск. Как я выяснил экспериментально, смешивать сульфаминовую кислоту с Трилоном Б и проводить промывку водным раствором смеси СК и Трилона Б нельзя, поскольку Трилон Б реагирует с СК с образованием чистой ЭДТА, которая практически не растворима в воде и выпадает в осадок. С учетом того, что Трилон Б (200 руб/кг) стоит существенно дороже СК (72 руб/кг) и его необходимо больше для растворения того же количества отложений, алгоритм промывки напрашивается следующий. Сначала делаем промывку СК для удаления накипи как основной (по весу) части отложений, далее мощной струей удаляем с днища и со стенок остатки отложений, которые можно таким способом удалить, после чего делаем промывку водным раствором Трилона Б (рН 4-5) для удаления ржавчины как меньшей (по весу) части отложений. При такой последовательности проведения промывки Трилон Б расходуется только на растворение отложений ржавчины и его много не потребуется.

Александр, спасибо за информацию!

Вопрос удаления нерастворимого осадка в виде оксида железа, ржавчины, очень актуален. В барабанных котлах можно делать промывку труб и барабанов установкой высокого давления - и это эффективно.

Другое дело - некоторые виды жаротрубных котлов и водотрубные котлы. Для них как раз актуально выполнение промывки таким образом, чтобы растворялась и накипь и ржавчина.

Кстати, что известно о коррозионной активности Трилона Б? Есть ли у вас данные?

В интернете достаточно много информации по удалению накипи и окислов железа с труб котлов, например https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=3193
Я для подстраховки добавляю около 0,2% по весу ингибитора кислотной коррозии КИ-1МР производства "Софекс-Силикон". Может быть, и зря, поскольку пишут, что при промывке раствором Трилона Б происходит пассивация поверхности металла. Концентрация водного раствора Трилона Б 2-3%, температура 80-85оС.

Уважаемые коллеги!

Предлагаю вынести в отдельное обсуждение вопрос о растворении ржавчины или окислов железа. 

Сейчас мы сталкиваемся со следующей дилеммой: возможно ли создание действительно универсального реагента, который растворял бы соли жесткости, а также ржавчину и при этом не повреждал котёл? Реагента, который имел бы низкую или околонулевую скорость коррозии? Или же неизбежно нужно проводить несколько циклов промывки котла, с целью удалить все виды отложений?

Давайте поразмышляем!