Czyszczenie / trawienie kotłów w uzgodnieniu z UDT

Jesteśmy firmą uprawnioną do chemicznego czyszczenia i/lub trawienia urządzeń ciśnieniowych (CH 30-47/3-14).
W uzgodnieniu z 19-oma oddziałami UDT wyczyściliśmy ponad 170 kotłów wodnych i parowych  różnych typów (opłomkowych walczakowych, wodno-rurowych i płomienicowo-płomieniówkowych) oraz wytwornic pary.

Z doświadczenia można przyjąć, że od momentu wystawienia nam w dniu D1 zlecenia wyczyszczenia kotła, poprzez opracowanie przez nas i uzgodnienie w CLDT Instrukcji technologicznej chemicznego czyszczenia, harmonogram przygotowania czyszczenia jest następujący:

D1 10.00       Przesłanie pisemnego zlecenia wyczyszczenia kotła (w odpowiedzi na otrzymana ofertę) na adres biuro@chemiczneczyszczenie.pl   
Wysłanie próbki kamienia kotłowego pobranej z powierzchni grzewczej kotła (najlepiej odkutej przecinakiem z płomienicy przez dolny właz wyczystkowy, lub z płomieniówek przez górny właz rewizyjny)

D1 12.00       Wysłanie kurierem próbki osadu do CLDT w Poznaniu i dokonanie przez nas przelewu na konto UDT (warunkuje otrzymanie wyników)       koszt badania wynika z taryfy UDT i wynosi 1160 zł (my opłacamy i refakturujemy na fakturze za chemiczne czyszczenie kotłów);

D2-D4           Badania składu chemicznego kamienia w CLDT;

D2-D4          Badania symulacyjne roztwarzania kamienia dla określenia optymalnej technologii oraz wymaganego zużycia chemikaliów

D4                  Zapotrzebowanie dowozu ADR chemikaliów przez spedytora;

D5                 Otrzymanie z CLDT wyników badania składu kamienia;

D5                Opracowanie Instrukcji technologicznej chemicznego czyszczenia (sformalizowany dokument UDT);

D5                 Przesłanie do CLDT Instrukcji… i jej uzgodnienie – koszt badania wynika z taryfy UDT i wynosi 1160 zł (my opłacamy i refakturujemy na fakturze za chemiczne czyszczenie kotłów);

D6-7              Dowóz ADR chemikaliów i ich rozładunek przed kotłownią (zaworami w stronę drzwi)

D8 7.00        Dowóz wyposażenia specjalistycznego do kotłowni;  Rozładunek i początek czyszczenia kotła

Czyszczenia realizujemy z zachowaniem przepisów BHP, z wykorzystaniem nowoczesnego sprzętu

 

Problemy w czyszczeniu kotłów

W kotłach płomienicowo-płomieniówkowych – które są najczęściej czyszczone – zdarza się, że pomimo grubej warstwy osadu kamienia na powierzchni grzewczej, kocioł pracuje aż do nieuniknionej poważnej awarii. Nasze doświadczenie w czyszczeniu kotła parowego obejmuje ciekawy przypadek w zakładach mięsnych. Otóż przed czyszczeniem kotła, którego nam nieudostępniono do rewizji z uwagi na ciągłą pracę, postanowiliśmy sprawdzić faktyczną ilość osadu w kotle. Ocena wzrokowa była niemożliwa, ponieważ kocioł został wyłączony tuż przed naszym przyjazdem.  W tej sytuacji oceny dokonano poprzez pomiar wodomierzem ilości wpompowanej do kotła wody. Okazało się, że do kotła o całkowitej pojemności 4 m3  byliśmy w stanie wlać tylko 1 m3 – co oznacza – że w kotle było 3 m3  osadu do rozpuszczenia, a więc 8 razy więcej niż zadeklarowano. Ponadto już w trakcie czyszczenia okazało się, że większość płomieniówek jest sklejona kamieniem. W efekcie tak swoistego wyzwania, kocioł czyszczony był dwukrotnie łącznie przez 7 dni, a ostateczna cena usługi była dwukrotnie wyższa od planowanej.  Niestety para wodna jaka wydostawała się z kotła po spuszczeniu wody służącej do pomiaru uniemożliwiła nam zrobienie zdjęć.

Pozostając w temacie grubości osadu, zdjęcie [1] obrazuje grubość kamienia jaki odpadł z płomieniówek II i III ciągu w kotle parowym. Tak gruby osad izolował wymianę ciepła na powierzchni ogrzewalnej, w rezultacie czego aż 70% ciepła z palnika gazowego uchodziła do komina, nie mając możliwości wyprodukowania pary.  Przyczyną powstawania osadu była zła praca SUW oraz niedokładne usuniecie kamienia podczas poprzedniego czyszczenia. Pozostawione na płomienicy i płomieniówkach fragmenty nieusuniętego osadu szybko mogą zapoczątkować proces zakamienienia. Ponadto nieusunięty stary kamień będąc izolowany nowo tworzącymi się warstwami, wypala się w dużo wyższej temperaturze i w rezultacie jest trudny do usunięcia.

Często nowy kamień, który narasta na starym, może mieć inny skład chemiczny, co wymaga zastosowania innej technologii chemicznego czyszczenia. Tak było również podczas czyszczenia kotła w Łodzi, gdzie na płomieniówkach – pod pierwszą grubą warstwą ciemnego osadu z dużą zawartością żelaza i krzemionki – występował twardy jak arcoroc wypalony gips [2]. W tej sytuacji pobranie w trakcie rewizji przed czyszczeniem reprezentatywnych próbek kamienia z miejsc najbardziej obciążonych cieplnie jest kwestią kluczową, która decyduje o powodzeniu procesu wyczyszczenia kotła. Absolutnie nie do przyjęcia jest pobieranie próbki kamienia z dna kotła w postaci łusek, które w wyniku naprężania odpadły od płomieniówek. Jest to zazwyczaj luźno związany i jeszcze niewypalony osad, który zafałszuje próby symulacyjne.

Czyszczenie, trawienie kotłów

Taka różnorodność  kamienia  jaki powstaje na pierwszym nawrocie, na płomienicy i płomieniówkach wymaga podczas czyszczenia wielokrotnego cyrkulowania  różnych  roztworów chemicznych, w różnej temperaturze i w rożnym czasie, o czym decyduje miareczkowanie roztworów i określanie ich parametrów, w tym zwłaszcza poziomu jonów żelaza Fe+3. Zbyt duże zakamienienie powierzchni grzewczej kotła zwłaszcza na grodzi sitowej przy pierwszym nawrocie spalin, gdzie ich temperatura jest najwyższa i gdzie grubość osadu jest największa, powoduje przegrzewanie się płomienicy i płomieniówek, a zwłaszcza spawów na styku płomieniówek z grodziami sitowymi i powstawanie mikropęknięć. Zjawisko to często jest niewidoczne, ponieważ powstający osad kamienia kotłowego – chociaż jest sprawcą problemu – jednocześnie uszczelnia pęknięcia, aż do czasu poważniejszego przecieku i awarii. Konsekwencją tego jest najczęściej nieudana próba ciśnieniowa po zakończeniu czyszczenia, która ujawnia wszelkie nieszczelności spawów [4]. W takim przypadku, kocioł kwalifikowany jest do kolejnej naprawy.

Kolejnym winowajcą złego stanu powierzchni grzewczej kotła jest zaniedbanie pasywacji stali kotłowej (często palacze, którzy obserwowali prowadzone czyszczenie opowiadają nam o celowej z niej rezygnacji, “żeby było szybciej i taniej”). Taka praktyka grozi poważną korozją powierzchni grzewczej, a co obrazują głębokie zadawnione wżery na płomieniówkach w postaci korozji podosadowej [5]. Problem ten dotyczy zwłaszcza wężownic w wytwornicach pary [6], które pracują na większym obciążeniu. W skrajnych sytuacjach, zwłaszcza przy niedrożności rury odmulającej zatkanej łuskami osadu [7] i [8], które odpadły od płomieniówek, na dnie walczaka tworzy się gruba warstwa kawałków kamienia i mułu [9], który z czasem ulega krystalizacji i już jako twardy osad szczelnie wypełnia całą przestrzeń miedzy dnem płaszcza, a płomienicą [10], a  w wyniku  dalszego  zwiększania  swojej objętości potrafi wydąć płomienicę [11] która przybiera kształt wulkanu. W takim skrajnym przypadku tylko ciągliwość stali kotłowej uratowała przed tragedią [12]. Dodam tylko, że aby zrobić zdjęcie [8], po wyrwaniu dekla włazu wyczystkowego, należało odkuć część osadu.

Czyszczenie, trawienie kotłów 1
Rewizja wewnętrzna wytwornicy Clayton przy użyciu kamery endoskopowej. Powierzchnia wężownicy metalicznie czysta, ale widoczne wżery korozji podosadowej – decyzję o czyszczeniu podjęto zbyt późno
Czyszczenie, trawienie kotłów 2
Te łuski kamienia skutecznie zatkały odmulanie

Przygotowanie kotła do chemicznego czyszczenia jest pracochłonne i obejmuje wykonanie wielu czynności, aby umożliwić podgrzewanie i cyrkulowanie roztworów czyszczących [13]. Samo czyszczenie obejmuje kilkanaście etapów, w tym podstawowe: płukanie wodą w celu usunięcia  luźnego   osadu;  pierwsza cyrkulacja roztworem chemicznym [14]; płukanie wodą do uzyskania właściwego odczynu pH; druga cyrkulacja w celu usunięcia pozostałych osadów [15]; ponowne płukania wodą do uzyskania właściwego odczynu pH;  trzecia (lub w razie potrzeby kolejne) cyrkulacja roztworem chemicznym; odmulania kotła z luźnych osadów;  końcowe płukania wodą do uzyskania właściwego odczynu pH i klarowności popłuczyn. W przypadku szczególnie twardego kamienia czas czyszczenia wydłuża się nawet dwukrotnie.

Przed spuszczeniem, użyte roztwory są neutralizowane do parametrów określonych w obowiązujących przepisach uzyskując w ten sposób status ścieków przemysłowych. Dla zabezpieczenia kotła przed korozją, bezpośrednio po ostatnim płukaniu, realizowany jest proces pasywacji odkamienionych powierzchni [16] [17] .

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy urządzeniach i instalacjach energetycznych, “…prace w warunkach szczególnego zagrożenia dla zdrowia i życia ludzkiego, określone w ogólnych przepisach bezpieczeństwa i higieny pracy jako prace szczególnie niebezpieczne, powinny być wykonywane co najmniej przez dwie osoby. ust. 15. Do prac wykonywanych przy urządzeniach i instalacjach energetycznych w warunkach szczególnego zagrożenia dla zdrowia i życia ludzkiego należy zaliczyć w szczególności prace wymagające stosowania chemicznych środków służących do czyszczenia kotłów, rurociągów, zbiorników ciśnieniowych, odwadniaczy, odolejaczy i zasobników ciśnieniowych”. Wobec powyższego, podczas chemicznego czyszczenia – z uwagi na żrący charakter stosowanych chemikaliów oraz szkodliwość powstałych oparów i gazów – pracownicy realizujący czyszczenie muszą stosować odpowiednią odzież ochronną (atestowany kombinezon z kapturem, rękawice i buty) oraz używać maski przeciwgazowej z odpowiednim wkładem [18].

Do szczególnie trudnych czyszczeń należy odkamienianie starszych kotłów z rusztem węglowym, gdzie przy stosunkowo małej wielkości powierzchni grzewczej (np. 125 m2), ich pojemność wodna wraz z przestrzenią parową przekracza 15 a nawet 20 m3. Te wiekowe już kotły przeszły wiele czyszczeń (udanych i nieudanych), a na ich powierzchni grzewczej znaleźć można wypalone osady, których nie usunięto w poprzednich czyszczeniach. W takich przypadkach może czasem pozostać część nieusuwalnego kamienia. Dopuszcza się, że może ona występować max. na 5% powierzchni grzewczej.
Większa pojemność wodna dużych kotłów wymaga zakupu zdecydowanie większej ilości chemikaliów, w celu przygotowania roztworów czyszczących o odpowiednio skutecznym stężeniu roboczym, jakie każdorazowo określa się w trakcie prowadzonych badań stymulacyjnych, dla opracowania optymalnej technologii czyszczenia. Zwiększenie stężenia roboczego tylko o 3% powoduje wzrost masy chemikaliów o kilka ton. Ponadto z uwagi na małą średnice rury spustowej oraz dużą pojemność kotła, wydłuża się proces płukania.
Aby dobrze wyczyścić kocioł parowy o pojemności 2-4 m3 potrzeba 48 godzin. Przy osadzie wielowarstwowym lub zwiększonej pojemności kotła do 6-10 m3 czas wydłuża się do 72 godzin. Kotły o pojemności 15-20 m3 wymagają czyszczenia i odmulenia przez 4 doby, duże kotły lub zakamienione osadem o wyższej zawartości krzemionki  i siarczanów nawet 5-6 dób. Tak trudne osady występują m. in. w Białymstoku.

Czyszczenie, trawienie kotłów 3Czyszczenie, trawienie kotłów 4

Opracował dr. inż. Leszek Ziółkowski.
Wszystkie prawa zastrzeżone. Powielanie bez zgody autora zabronione.

 

Jak nie należy czyścić kotłów parowych?

Odpowiedź na to pytanie jest prosta – nie wybierając “taniej” oferty  [1].

Poniżej przedstawiono zdjęcia powierzchni grzewczej kotłów czyszczonych niedbale – z pozostawieniem trudno rozpuszczanych frakcji osadu, bez wykonania starannej pasywacji, co szybko “zaowocowało” korozją całej powierzchni grzewczej kotła.

Czyszczenie, trawienie kotłów 5
Ten kocioł Sefako podobno czyścił zakład uprawniony
Czyszczenie, trawienie kotłów 6
Płomieniówki skorodowane – aby było taniej zrezygnowano z pasywacji (oczywiście w uzgodnionej technologii była opisana)
Czyszczenie, trawienie kotłów 7
Płomieniówki pęknięte – pozostawiona zbyt gruba warstwa nieosuniętego osadu na grodzi sitowej
Czyszczenie, trawienie kotłów 8
Kolejny Sefako czyszczony przez “mistrzów”
Czyszczenie, trawienie kotłów 9
Ten pozostawiony i już wypalony gips jest nierozpuszczalny
Czyszczenie, trawienie kotłów 10
Ten kocioł był czyszczony kilka razy – po każdym pozostała cześć nieusuniętego osadu. Aktualnie są to już 4 warstwy.
[1] Po pewnym czasie rozwiązanie które wydawało się tańsze, w rzeczywistości okazało się najdroższym - ten kocioł Sefako całkowicie skorodował i trzeba go było złomować.

A tak my czyścimy kotły

Wyznajemy dewizę, że lepiej – kosztem większego zużycia chemikaliów i nakładu pracy – zarobić mniej, ale usługę wykonać porządnie, ponieważ w przyszłości zadowolony Klient ponownie nam zleci czyszczenie. Poniżej przedstawiamy efekty naszej pracy, wysoko ocenione przez inspektorów UDT.

Czyszczenie, trawienie kotłów 11
Powierzchnia kotła metalicznie czysta i spasywowana
Czyszczenie, trawienie kotłów 12
Rewizja wytwornicy Clayton przy użyciu kamery. Powierzchnia wężownicy idealnie czysta. Ślady korozji podosadowej wskazują, że decyzję o czyszczeniu  podjęto za późno