• Химические очистки теплоэнергетического оборудования, и в частности, котлов и теплообменников являются необходимым эксплуатационным мероприятием, т.к. удаляют с внутренней поверхности труб отложения и накипь, образующиеся в процессе эксплуатации. Для барабанных и прямоточных котлов надежность их эксплуатации зависит от толщины и характера образующихся отложений, определяющих температуру стенки труб в наиболее теплонапряженных участках. Определяется предельно допустимая внутренняя загрязненность топочных экранов и межпромывочный период, зависящяя от давления, тепловых нагрузок и топлива. Своевременное и качественное проведение химических очисток позволяет предотвратить разрывы труб от перегрева и сэкономить топливо за счет увеличения теплопередачи. В соответствии с различными источниками тепловые расчеты дают значения перерасхода топлива и снижения теплопередачи в соответствии с кривыми рис.1 и табл. 1.

• Изменение структуры топливного баланса в сторону значительного увеличения доли газа и жидкого топлива определило экономическую целесообразность обеспечения пиковой части сезонной тепловой нагрузки с помощью дешевых и простых в эксплуатации водогрейных котлов на газовом и жидком топливе. Опыт эксплуатации газо-мазутных и пылеугольных водогрейных котлов показал, что в них наблюдается интенсивное накипеобразование и пережог труб. По мере образования внутренних отложений наблюдается рост температурных разверток, гидравлического сопротивления котла, снижение давления воды на выходе, что в свою очередь приводит к усилению накипеобразования. Растут масштабы теплопотребления, в частности к 2000 году планировалось иметь в стране 5,2 млрд. Гкал, что потребует расхода условного топлива 1 млрд. тонн. В системах централизованного теплоснабжения минимальная единичная мощность источника достигает 20-30 Гкал/ч, мощность пиковых резервных котельных и ТЭЦ в крупных системах от 300 до 500 Гкал/ч.

• В последние годы в связи с падением производства, увеличением стоимости топлива и электроэнергии и усилением внимания в жилищно-коммунальных службах к вопросам экологической безопасности проблемы экономии топлива и электроэнергии становятся чрезвычайно актуальными. Особенно остро стоят эти вопросы в таких крупных городах, как Москва, Санкт-Петербург и больших областных центрах. Огромное количество промышленных и отопительных котельных в городах и поселках в ближнем и дальнем Подмосковье и других областях страны с паровыми и водогрейными котлами небольшой производительности и среднего и низкого давления делает эту задачу перспективной и важной, т.к. эксплуатация оборудования на этих предприятиях не может сравниваться с эксплуатацией на тепловых электростанциях, а перевод этой собственности к частным владельцам должен сопровождаться более грамотным и экономичным обслуживанием.

• В соответствии с методическими указаниями, утвержденными ранее в системе Минэнерго, химические очистки водогрейных котлов и паровых котлов низкого и среднего давления должны проводиться при достижении загрязненности внутренней поверхности труб в наиболее теплонапряженной части 500 г/м2 для газо-мазутных котлов (при температуре греющего газа более 1200 °С) и 800 г/м2 для пылеугольных котлов (при температуре греющего газа менее 1200 °С). Для водогрейных котлов, имеющих менее теплонапряженные поверхности нагрева, эксплуатационная химическая очистка предназначена для удаления загрязнений и рекомендуется при удельной загрязненности труб котла 1000 г/м2 и более или при увеличении гидравлического сопротивления котла в 1.5 раза по сравнению с сопротивлением чистого котла. В котельных с водогрейными котлами общей производительности (тепловой) более 10 Гкал/ч или с числом котлов более двух должна предусматриваться стационарная установка для химических очисток, что позволяет в дальнейших расчетах экономичности использования реагентов не учитывать ее стоимость.

• Дальнейшая централизация теплоснабжения в нашей стране и связанное с ней возрастание мощности источников теплоты предъявляют повышенные требования к надежности и экономичности работы водогрейных котлов и сетевых теплообменников. При эксплуатации этого оборудования образуются внутренние отложения, которые не только вызывают коррозионные и термические разрушения труб, но главным образом уменьшают коэффициент теплопередачи и увеличивают расход топлива для поддержания нормальной производительности оборудования. При росте отложений увеличивается также гидравлическое сопротивление в системе и возрастает расход электроэнергии на перекачивание жидкости (за счет увеличения расхода электроэнергии при включении дополнительных насосов).

• Из-за различия производительности оборудования, сжигаемого топлива, количества и характера образующихся отложений невозможно провести единый расчет экономической эффективности химической очистки. При проведении такого расчета невозможно обойтись без усреднений, принятия допущений и тепломеханических испытаний котла или измерений изменения температурного перепада для теплообменника (конденсатора) на конкретном объекте (электростанции).

• В некоторых работах приводятся теоретические расчеты и номограммы для отдельного оборудования, позволяющие уловить порядок значений экономии топлива и электроэнергии и рассчитать экономический эффект очистки по формуле:

Э -П- Н, где
Э — экономическая эффективность, руб.;
П -потери, обусловленные снижением производительности оборудования, руб.;
Н — затраты, связанные с проведением очистки данным способом (моющим
реагентом), руб.

• Формулы, по которым рассчитываются потери сложны и содержаться в прилагаемых источниках и ссылках. Нами в обобщенном виде проведены расчеты этих величин для наиболее часто встречающегося оборудования в котельных средней производительности — котла ПТВМ-50, а также для наиболее современного и мощного оборудования — водогрейного котла КВГМ-180-100 и сетевого теплообменника ПСВ-500-3-11. Для этих же котлов и теплообменника рассчитана стоимость очистки предлагаемым «АСАНА ТМ» реагентом «РемСкал 30спец», который может обеспечить эффективную очистку данного оборудования от часто встречаемых загрязнений и отложений (железоокисных) в количестве от 1 до 2 мм толщиной. При расчетах были приняты следующие допущения: очистка проводится до чистой поверхности и котел работает без перерасхода топлива после очистки в течение 4000 часов. Для расчетов по данным «Мосэнерго» приняты: стоимость 1 квт — 257 руб., 1 тонны условного топлива — 153000 руб. Из номограмм и табличных данных выбрано также, что при средних отложениях экономия топлива после их удаления составит 2.8% (при 1 мм) и 4.5% (при 2 мм). Потери тепловой производительности при этом могут достигать для котла 1.5% и более. При увеличении гидравлического сопротивления в котле и теплообменнике необходимость в увеличении расхода воды для повышения теплопередачи (перерасход электроэнергии) принята условно равной 30% от мощности циркуляционных насосов в течение также одного отопительного сезона (4000 часов).

• Основные характеристики теплосилового и теплообменного оборудования и результаты расчета экономической эффективности проведения очистки для него растворами «РемСкал 30спец» приведены в таблице №2. Полученные значения ориентировочные, рассчитаны по выбранным показателям и стоимости единиц условного топлива и электроэнергии на сегодняшний момент. Несмотря на приближенность выполненных расчетов соотношение величин можно получить для любого оборудования и эффективность химической очистки очевидна. В среднем экономический эффект для водогрейных котлов и теплообменника составляет от 200 до 1000 млн. рублей, а расходы (затраты) на очистку составляют от 5 до 20% от этого эффекта.

• Таким образом, в целях экономии топлива (мазута и газа), снижения расхода электроэнергии на перекачку воды и, главным образом, для улучшения экологического состояния в крупных городах необходимо своевременно и качественно проводить очистку оборудования ТЭЦ, ЦРС и мелких котельных предприятий. В приведенном расчете эффективности не было возможности учесть экологические аспекты использования реагента.