ПРИЧИНЫ ЭРОЗИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ИСПАРИТЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ КОТЛОВ-УТИЛИЗАТОРОВ ПГУ

Как показывает опыт эксплуатации, на отечественных и зарубежных ПГУ отмечается большое количество повреждений труб ИНД котлов-утилизаторов с естественной и с принудительной циркуляцией. В основном повреждения вызваны утонением стенки металла гибов труб.

В ряде работ утонение металла гибов труб ИНД объясняется высокоскоростной коррозией (FAC) и каплеударной эрозией. Интенсивность FAC зависит от скорости потока, температуры воды, материала стенки, водно-химического режима (ВХР), конструкции ИНД. К сожалению, в опубликованных работах не приводится конкретных рекомендаций по выбору оптимальных параметров потока, материала труб и оптимального ВХР котловой воды.

На основании полученного опыта определены причины эрозионного износа металла гибов труб испарительных поверхностей нагрева.

Анализ повреждений гибов показывает наличие зависимости эрозионного утонения стенки труб от скорости пароводяной смеси.

Повреждения ИНД вызвано разрушением оксидной защитной пленки на внутренней поверхности труб, вследствие интенсивной турбулизации пристенного слоя воды, протекающей в гибе, имеющей температуру насыщения, что вызывает кавитацию вследствие образования пузырьков пара и их конденсации. Подтверждением данного механизма повреждений служит отсутствие эрозионного износа металла на вогнутых и прямых участках труб, а также отсутствие подобных явлений в контурах ИСД и ИВД котлов-утилизаторов.

Наибольшую устойчивость имеет защитная оксидная пленка, образующаяся при гидратном водно-химическом режиме (ВХР). 

1. Никитин В. И., Беляков И. И., Бреус В. И. Повреждения парообразующих труб контура низкого давления барабанного котла утилизатора ПГУ-450 Северо-Западной ТЭЦ. Теплоэнергетика. 2009, №2.

2. Беляков И. И., Бреус В. И., Баранников А. Б., Попов М. С. Причины эрозионного износа металла внутренней поверхности труб теплообменного оборудования.Энергетик. 2026, №8.

3. J. Malloy, M. Taylor, A. Fabricius, M. Graham, D. Moelling Evaluating Contributions of Flow-Accelerated Corrosion and Liquid Droplet Impingement to Pipe Thinning in HRSG Evaporator Tubes. PPChem, 2013.

4. Д. Баттерворс, Дж. Робертсон Гидродинамика и теплообмен при кипении в горизонтальных трубах. Кн. Теплопередача в двухфазном потоке. М. Энергия, 1980.

5. Богачёв А. Ф., Радин Ю. А., Березинец П. А. Особенности эксплуатации и повреждаемость котлов утилизаторов бинарных парогазовых установок. М, Энергоатомиздат, 2008.

6. Беляков И. И., Бреус В. И. Анализ причин коррозионно-эрозионного износа металла внутренней поверхности входных участков теплообменных аппаратов. Электрические станции. 2005, №11.

7. Патент на полезную модель подогреватель высокого давления, Трифонов Н. Н., Беляков И. И., Иващенко С. С., Есин С. Б., Николаенкова Е. К., Ковынев И. В. Патент №113569, заявка от 12.11.2010 г.

8. Красякова Л. Ю. Некоторые характеристики движения двухфазной смеси в горизонтальной трубе. ЖТФ т.12, вып. 4, 1972.

9. Беляков И. И. Проблема надежности парообразующих поверхностей нагрева котлов. Из опыта освоения энергоблоков С.К.Д. на электростанциях России. Энергетик 2014, №10.

10. Беляков И. И. О применении кислородного воднохимического режима в барабанных котлах высокого давления. Энергосбережение и водоподготовка, 2000, №3.