Промывка котлов ДКВР, ДЕ, КВГМ и ПТВМ: отложения, реагенты, порядок и нормы

1. Чем промывка паровых котлов отличается от водогрейных
2. Паровые котлы ДКВР и ДЕ: отложения, реагенты и порядок промывки
3. Водогрейные котлы КВГМ и ПТВМ: отложения, реагенты и порядок промывки
4. Когда выводить котёл на очистку: расчёт по интенсивности отложений
5. Сравнительная таблица: ДКВР, ДЕ, КВГМ и ПТВМ
6. Кейсы: какие котлы промыла сервисная служба CIPTEC
7. Часто задаваемые вопросы

Короткий ответ: паровые ДКВР и ДЕ и водогрейные КВГМ и ПТВМ отличаются тем, что происходит с водой. В паровом котле она испаряется, растворённые соли остаются в котле и выпадают на трубах с наибольшим тепловым потоком. В водогрейном вода только нагревается, и при нормальном водном режиме основную массу отложений дают оксиды железа. Поэтому у паровых котлов допустимый слой меньше — 500 или 300 г/м² против 1000 г/м² у водогрейных (п. 300 Правил № 511), а технология промывки строится по разным документам.

Для водогрейных котлов есть отраслевая методика — РД 34.37.402-96, типовая инструкция по эксплуатационной химической очистке водогрейного оборудования. В ней схемы подключения для КВГМ и ПТВМ, режимы стадий и критерии их окончания. Для паровых котлов этот РД — не методика: программу промывки ДКВР и ДЕ составляют под конструкцию котла и документацию изготовителя, а новые котлы перед первым пуском щелочат по РД 34.37.408.

Оба типа, как правило, относятся к оборудованию опасных производственных объектов: паровые — при давлении пара выше 0,07 МПа, водогрейные — при нагреве воды выше 115 °C (116-ФЗ, приложение 1). Для таких объектов Правила № 511 действуют в той части, которую не регулирует законодательство о промышленной безопасности (п. 4 Правил).

Паровые и водогрейные котлы: что меняется при промывке

Короткий ответ: паровой котёл ДКВР или ДЕ промывают кислотным средством по замкнутому контуру через барабаны и коллекторы экранов. Если в отложениях есть масло или нефтепродукты, первой идёт щелочная стадия, после кислоты — нейтрализация, вскрытие барабанов и удаление шлама. На очистку котёл выводят до того, как загрязнённость самых теплонапряжённых труб дойдёт до предела изготовителя, а без него — до 500 г/м² (газ, твёрдое топливо) или 300 г/м² (мазут).

Оба котла двухбарабанные с естественной циркуляцией, но вода по ним распределяется по-разному. От этого зависит, куда подключать насос, откуда выпускать газ и где после промывки искать шлам.

ДКВР — двухбарабанный водотрубный реконструированный котёл на 2,5–20 т/ч пара. Барабаны расположены вдоль оси котла, между ними — кипятильный пучок. Боковые экранные трубы верхними концами входят в верхний барабан, нижними — в нижние коллекторы. Водяной объём, от которого считают количество раствора: ДКВР-2,5-13 — 3,6 м³, ДКВР-4-13 — 5,4 м³, ДКВР-6,5-13 — 7,5 м³, ДКВР-10 — 8,6 м³ (РД 34.37.408, приложение 2). Пароперегреватель, если он есть, в промывочный контур не включают.

ДЕ — двухбарабанный вертикально-водотрубный газомазутный котёл на 4–25 т/ч. Топка расположена сбоку от конвективного пучка и отделена от него газоплотной перегородкой. У котлов на 4, 6,5 и 10 т/ч фронтовой и задний экраны связаны с барабанами через промежуточные коллекторы — нижний раздающий и верхний собирающий. Водяной объём ДЕ-10-14ГМ — около 8,4 м³ по данным изготовителя.

Для промывки это значит одно: раствор подают в нижние точки — нижний барабан и нижние коллекторы экранов — и забирают из верхнего барабана. Газ, который выделяется при растворении карбонатов, выпускают через воздушники, иначе в верхних трубах остаются непромытые участки. Шлам и отслоившиеся частицы оседают в нижнем барабане и коллекторах, поэтому после кислотной стадии их вскрывают и промывают напором воды.

Короткий ответ: в ДКВР и ДЕ отложения обычно смешанные — накипь солей жёсткости на экранных и кипятильных трубах, оксиды железа и шлам в нижнем барабане, а при возврате загрязнённого конденсата ещё и масло. Состав определяет, какие стадии понадобятся.

• Карбонатная накипь (CaCO₃, MgCO₃) — при недостаточном умягчении питательной воды. Хорошо растворяется кислотой, при этом выделяется углекислый газ.
• Сульфатная и силикатная накипь — плотные слои на самых теплонапряжённых участках. Растворяются медленнее, часто нужен усиленный состав или повторная кислотная обработка.
• Оксиды железа (Fe₂O₃, Fe₃O₄) — продукты стояночной коррозии и коррозии питательного тракта.
• Органика — масла и нефтепродукты с возвратным конденсатом. Пропитывают накипь и не дают кислоте до неё добраться.
• Шлам — взвесь солей жёсткости и железа в нижнем барабане и нижних точках коллекторов, если котёл мало продувают.

Опаснее всего отложения у горелок: в паровом котле там наибольший тепловой поток, и даже тонкий слой накипи поднимает температуру стенки трубы. Правила № 511 называют косвенные признаки таких отложений — рост гидравлического сопротивления и снижение температуры рабочей среды на выходе (п. 24, подп. 2). Но количество отложений определяют только по контрольной вырезке или пробе: эксплуатирующая организация обязана контролировать накипь и вырезать образцы наиболее теплонапряжённых труб (п. 296–297).

Короткий ответ: паровой котёл останавливают на очистку раньше, чем загрязнённость наиболее теплонапряжённых участков поверхностей нагрева превысит значение из проектной документации или документации изготовителя. Если такого значения нет, действует п. 300 Правил № 511: 500 г/м² для газовых и твердотопливных котлов и 300 г/м² для мазутных.

Нормы для паровых котлов

Короткий ответ: для промывки паровых котлов ДКВР и ДЕ из углеродистой стали подходит CIPTEC FERRUM — кислотный концентрат на основе соляной кислоты с ингибитором коррозии и ПАВ. Он растворяет карбонатную накипь и оксиды железа и рассчитан на сталь и чугун. Разведение — по загрязнённости: 1:5 при сильной, 1:10 при средней, 1:15 при профилактической промывке.

На толстом или сульфатном слое и при первой промывке котла, который давно не чистили, берут усиленный CIPTEC FERRUM STRONG. Если в пробе есть масло или нефтепродукты, первой стадией идёт щелочное средство CIPTEC ORGANIC: оно снимает органику и разрыхляет накипь, после этого кислота работает по всему слою. На плотных спёкшихся отложениях технолог может добавить к кислотному раствору усилитель CIPTEC TURBO.

В барабанном котле кислотная стадия идёт с пеной — это признак того, что реакция идёт, а не брак средства. Чтобы пена не мешала держать уровень в барабане, в раствор добавляют пеногаситель CIPTEC ANTIFOAM. После кислоты остатки нейтрализуют CIPTEC NEUTRA: отработанный раствор перед сбросом доводят до pH 6,5–8,5.

При самостоятельной промывке раствор держат при 50–60 °C, не выше 60 °C. Сервисная бригада CIPTEC ведёт стадии по программе промывки при температуре до 90 °C. Если в контуре есть детали из медных сплавов, состав и разведение подбирают по пробе: FERRUM рассчитан на чёрные металлы.

Короткий ответ: проба отложений → программа промывки → подготовка котла и сборка контура → водная промывка → щелочная стадия, если есть органика → кислотная стадия с контролем раствора → отмывка и нейтрализация → вскрытие барабанов и удаление шлама → гидравлические испытания и акт.

1. Данные и проба. Модель, паропроизводительность, давление, топливо, водяной объём, показатели питательной воды. По пробе или вырезке определяют состав отложений и удельную загрязнённость в г/м² (методика — СО 34.37.306-2001). От состава зависят стадии и разведение.
2. Программа промывки. Схема подключения, стадии, температура, точки контроля и критерии окончания каждой стадии. Программу утверждает технический руководитель объекта.
3. Подготовка. Котёл останавливают, расхолаживают и дренируют, вскрывают и осматривают барабаны. Пароперегреватель и узлы, которым не нужен контакт с кислотой, отключают. Собирают контур: бак, насос, подача в нижний барабан и коллекторы, возврат из верхнего барабана, выпуск газа через воздушники.
4. Водная промывка — до осветления сбрасываемой воды.
5. Щелочная стадия CIPTEC ORGANIC — если в отложениях есть органика. После неё — отмывка водой до pH 7–8.
6. Кислотная стадия CIPTEC FERRUM. Раствор циркулирует по контуру, в пробах следят за pH и железом. Стадию заканчивают, когда показатели перестают меняться. На плотном слое — повторная обработка.
7. Отмывка и нейтрализация. Котёл отмывают водой, остатки кислоты нейтрализуют CIPTEC NEUTRA, сбрасывают раствор при pH 6,5–8,5.
8. Вскрытие барабанов. Шлам удаляют из нижнего барабана и коллекторов, остатки отмывают напором. Контрольная вырезка показывает результат: у барабанного котла остаток не должен превышать 70 г/м².
9. Гидравлические испытания и документы — акт выполненных работ и отчёт с замерами. Если котёл после промывки будет стоять, его консервируют.

Как вести каждую стадию, сколько брать средства и как контролировать pH — в статье «Химическая промывка парового котла».

Короткий ответ: щелочение — не замена эксплуатационной химической промывке, а пусконаладочная операция. Новый или долго хранившийся котёл обрабатывают щелочным раствором, чтобы снять масло, консервационную смазку, рыхлую ржавчину и окалину. Порядок задаёт РД 34.37.408 «Инструкция по щелочению паровых и водогрейных котлов».

По РД котёл обрабатывают раствором 0,5–0,8% едкого натра с 0,3–0,5% тринатрийфосфата (п. 4). Котлы низкого давления, до 15 ат, — а к ним относятся ДКВР-…-13 и ДЕ-…-14 — можно щелочить едким натром без фосфата (примечание к п. 21). Расход считают на водяной объём котла: 5 кг едкого натра на 1 м³ для котла без значительной ржавчины и 8 кг — для котла, который долго хранился на открытом складе (п. 21).

Щелочение идёт при огневом обогреве с подъёмом давления по фазам, ориентировочно 42–52 часа вместе с водной промывкой и сменой воды (п. 34). Пароперегреватель щелочным раствором не заполняют (п. 13). Между окончанием щелочения и пуском — не больше 10 дней, иначе котёл консервируют или щелочат повторно (п. 17).

Если котёл уже в эксплуатации и щелочение при пуске прошёл, повторять его не нужно: накипь снимают кислотной промывкой. Щелочная стадия CIPTEC ORGANIC в эксплуатационной промывке — другое: она убирает органику перед кислотой и идёт при циркуляции раствора, без подъёма давления в котле.

Короткий ответ: водогрейные котлы КВГМ и ПТВМ промывают по РД 34.37.402-96: моющий раствор прокачивают по замкнутому контуру через экраны и конвективные пакеты со скоростью не меньше 0,1 м/с. Основное средство — кислотный концентрат с ингибитором коррозии, после него — нейтрализация. На очистку котёл выводят до того, как загрязнённость превысит 1000 г/м² (п. 300 Правил № 511, если у изготовителя нет своего значения).

Короткий ответ: КВГМ — котёл водогрейный газомазутный, обычно несёт основную нагрузку весь отопительный сезон. ПТВМ — пиковый теплофикационный котёл: его включают в сильные морозы, а остальное время он стоит заполненным водой. У обоих основную площадь дают конвективные пакеты, и именно их труднее всего промыть равномерно.

Поверхности нагрева и водяной объём (РД 34.37.402-96, таблица 2)

Короткий ответ: при нормальном водно-химическом режиме отложения в водогрейных котлах — в основном оксиды железа. Если подпиточная вода некачественная, к ним добавляются 5–20% солей жёсткости (карбонатов), соединения кремния, меди и фосфатов (РД 34.37.402-96, п. 1.1).

При правильном топочном режиме отложения ложатся на экранные трубы равномерно по периметру и высоте. На конвективных пакетах их обычно меньше, но на отдельных трубах разница бывает большой. Поэтому образцы для анализа обязательно вырезают из экранов в районе горелок, из верхнего ряда верхнего конвективного пакета и из нижнего ряда нижнего — не меньше 5–6 образцов длиной от 0,5 м после каждого отопительного сезона (п. 1.2).

Карбонатную накипь в водогрейных котлах сдерживают нормой карбонатного индекса сетевой воды: при соблюдении нормы скорость карбонатного накипеобразования не превышает 0,1 г/(м²·ч) (п. 281 Правил № 511, приложение 1). Если в отложениях много карбонатов, это сигнал проверить водоподготовку, а не только промыть котёл.

Короткий ответ: по п. 300 Правил № 511 водогрейный котёл останавливают на очистку до того, как загрязнённость наиболее теплонапряжённых участков превысит 1000 г/м², если в документации изготовителя нет своего значения. РД 34.37.402-96 добавляет практические признаки: загрязнённость 800–1000 г/м² и больше или гидравлическое сопротивление котла, выросшее в полтора раза относительно чистого состояния (п. 1.3).

Решение о химической очистке по РД принимает комиссия под руководством главного инженера станции или начальника котельной, работы обычно ведут летом. Коэффициент 1,5 — критерий РД, в Правилах № 511 его нет: там периодичность считают по интенсивности отложений (п. 299).

От загрязнённости зависит число кислотных стадий. Соляной кислотой до 1500 г/м² котёл очищают в одну стадию, при большей загрязнённости — в две (РД 34.37.402-96, п. 3.2). На котле КВ-ГМ-139,6-150 с отложениями 1400–3200 г/м² сервисной службе CIPTEC понадобились три обработки.

Короткий ответ: для химической промывки водогрейных котлов КВГМ и ПТВМ подходит CIPTEC FERRUM — концентрат на основе соляной кислоты с ингибитором коррозии и ПАВ. РД 34.37.402-96 называет соляную кислоту основным моющим реагентом для любых отложений водогрейных котлов (п. 3.2) и требует ингибитор коррозии при любой кислоте (п. 3.5). В FERRUM ингибитор и добавки подобраны на производстве, на объекте концентрат остаётся только развести.

Средство и стадии выбирают по составу отложений. При загрязнённости выше 1500 г/м² и при первой промывке котла, который давно не чистили, берут CIPTEC FERRUM STRONG. Щелочная стадия перед кислотой нужна, если в отложениях есть масло — на газомазутных котлах это частый случай — или если отложений больше 1500 г/м² либо в них больше 10% соединений кремния или сульфатов (РД, п. 3.6). Её ведут средством CIPTEC ORGANIC. Если соединений кремния больше 8–10%, программу составляет технолог по результатам анализа отложений.

После кислотной стадии котёл нейтрализуют CIPTEC NEUTRA. Воду после котла отводят на нейтрализацию, пока на выходе не будет pH 6,5–8,5 (РД, п. 2.7). Если котёл после промывки будет стоять 15–30 суток и дольше, поверхности пассивируют или котёл консервируют (п. 2.4).

Короткий ответ: контур собирают из котла, промывочного бака, насоса и трубопроводов, раствор гоняют по замкнутому кругу. Бак — не меньше трети объёма контура, насос — на скорость раствора в трубах не меньше 0,1 м/с (РД 34.37.402-96, п. 2.3, 4.2–4.3). Схема подключения зависит от типоразмера котла.

1. Водная промывка — до осветления сбрасываемой воды.
2. Щелочная стадия CIPTEC ORGANIC — при органике, загрязнённости выше 1500 г/м², соединениях кремния или сульфатах больше 10%. После неё — отмывка водой до pH 7–7,5.
3. Кислотная стадия CIPTEC FERRUM при циркуляции. Каждые 30 минут в пробах проверяют кислотность и железо (РД, п. 6.4). Стадию заканчивают, когда концентрация железа в контуре перестаёт расти.
4. Отмывка до осветления воды. При отложениях больше 1500 г/м² — повторная кислотная обработка и снова отмывка.
5. Нейтрализация CIPTEC NEUTRA при циркуляции раствора, затем дренирование.
6. Отмывка технической водой и окончательная отмывка сетевой водой — непосредственно перед пуском котла.

Во время кислотной стадии из верхних коллекторов постоянно отводят газ. В конвективных пакетах кислотный раствор выгоднее вести сверху вниз — так легче выносятся отслоившиеся частицы, а в схеме предусматривают реверс потока (РД, п. 4.7–4.8). Температура раствора при самостоятельной промывке средствами CIPTEC — 50–60 °C, сервисная бригада ведёт стадии по программе до 90 °C.

Схемы промывки по типоразмерам (РД 34.37.402-96, п. 4.10–4.14)

Короткий ответ: Правила № 511 требуют определять периодичность очистки паровых и водогрейных котлов расчётом исходя из интенсивности отложений (п. 299). Для расчёта нужны два замера загрязнённости и часы работы котла между ними: из них получают скорость роста отложений и время, за которое котёл дойдёт до предела по п. 300.

Формулы — в СО 34.37.306-2001 «Определение количества и химического состава отложений» (п. 3.3):

G = (q₂ − q₁) × 1000 / Δt — прирост отложений за 1000 часов работы, г/м²
t = (qпр − q₂) × 1000 / G — сколько часов котёл проработает до предела

Здесь q₁ — загрязнённость по предыдущей вырезке или остаток после прошлой очистки, q₂ — по последней вырезке, Δt — часы работы котла между ними, qпр — предел из документации изготовителя или по п. 300 Правил № 511.

Пример для парового котла. ДЕ-10-14ГМ работает на газе, своего предела в документации нет — значит, 500 г/м². После прошлой химочистки на трубах осталось 60 г/м², через 6 000 часов работы вырезка показала 260 г/м². Скорость роста: (260 − 60) × 1000 / 6 000 = 33,3 г/м² за 1000 часов. До предела: (500 − 260) × 1000 / 33,3 ≈ 7 200 часов, то есть около 10 месяцев круглосуточной работы. Очистку закладывают в ближайший плановый останов до этого срока.

Пример для водогрейного котла. У КВГМ-100 предел 1000 г/м². Весной вырезка показала 350 г/м², после следующего сезона в 5 000 часов — 700 г/м². Скорость роста — 70 г/м² за 1000 часов, до предела остаётся около 4 300 часов. Это меньше одного отопительного сезона: котёл чистят этим летом, не дожидаясь следующего.

Прогноз линейный: при нарушениях водно-химического режима отложения растут быстрее, поэтому расчёт обновляют после каждой вырезки. Быстро посчитать свой котёл можно в калькуляторе ниже.

Сводка по четырём сериям: тип котла, предел загрязнённости, типичные отложения, средства CIPTEC и методика промывки.

ДКВР, ДЕ, КВГМ и ПТВМ: сводка для промывки

Короткий ответ: сервисная служба CIPTEC промывала котлы обеих групп — водогрейный КВ-ГМ-139,6-150, паровые Е-2,5-0,9 ГМ и паровые жаротрубные ICI Caldaie. У каждого кейса на сайте — исходная загрязнённость, средства и порядок стадий.

Водогрейный котёл КВ-ГМ-139,6-150, октябрь 2023. Водяной объём 32 м³, загрязнённость экранных труб 1400–3200 г/м². Щелочная стадия CIPTEC ORGANIC, затем кислотная CIPTEC FERRUM в разведении 1:6 при 60–70 °C и нейтрализация CIPTEC NEUTRA. Объём раствора с подводящими трубопроводами — 35–36 м³, раствор подавали через дополнительно врезанные патрубки в донные окна конвективных пакетов и боковых экранов, периодически меняя направление потока. После трёх обработок расход сетевой воды при полностью открытой арматуре вышел на паспортные значения — больше 1500 м³/ч.

Паровые котлы Е-2,5-0,9 ГМ на нефтеперерабатывающем заводе, август 2023. Два газовых котла по 2,5 т/ч с водяным объёмом 3,2 м³, отложения 800–1000 г/м² по осмотру патрубков. Щелочная стадия раствором CIPTEC ORGANIC 4–6 часов, кислотная CIPTEC FERRUM, нейтрализация CIPTEC NEUTRA, вскрытие барабанов, повторная кислотная обработка 10 часов, удаление шлама и гидродинамическая отмывка. Гидравлические испытания прошли без замечаний. За тот же выезд промыли кожухотрубные теплообменники и пароводяной водоподогреватель.

Паровые котлы ICI Caldaie AX1500 и AX4000, февраль 2024, Мордовия. Три жаротрубных котла на 2,5 и 6,8 т/ч, 12 бар, газ, отложения 600–800 г/м² по осмотру дымогарных и жаровой труб. CIPTEC ORGANIC 6–7%, затем CIPTEC FERRUM в разведении 1:8 при 60–70 °C и нейтрализация CIPTEC NEUTRA. Раствор подавали насосом 72 м³/ч через патрубки предохранительных клапанов и дренаж. Конструкция другая, чем у ДКВР и ДЕ, но предел по п. 300 и порядок стадий те же. Особенности жаротрубных котлов — в статье «Химическая промывка жаротрубного котла».

Реагенты CIPTEC применяют и сами эксплуатирующие организации: ОАО «170 РЗ СОП» испытывало их на трёх паровых котлах ДКВр-4-13 — письмо предприятия опубликовано на странице отзывов.