U razdoblju 23. prosinca 2013. - 24. ožujka 2015. godine izvedeni su radovi na kemijskom čišćenju i pasivizaciji vodeno-parne strane kotla utilizatora Bloka C u TE-TO Sisak. Naručitelj radova je bio Sektor za termoelektrane HEP Proizvodnje, a izvođač AEKS, jedan od vodećih hrvatskih ponuđača konkurentnih usluga za probleme mehaničkih i kemijskih čišćenja, gospodarenja otpadom, antikorozivne zaštite i zaštite okoliša u industriji.
Prije puštanja u rad novog kotlovskog postrojenja trebalo je obaviti kemijsko čišćenje i pasivizaciju površina s vodeno-parne strane s obzirom na to da se na tim površinama nalazila korozija, šljaka zavara, prašina, okujine i slične nečistoće koje pri odvajanju od stijenke mogu izazvati oštećenja opreme i uređaja do kojih dolazi proizvedena para iz tog kotla.
Te su nečistoće uklonjene prisilnom cirkulacijom pomoću inhibiranih kiselina, a na tako očišćenim površinama kemijski je provedena oksidacija željeza u osnovnom materijalu u pasivizirajući sloj (magnetit Fe3O4) koji ima funkciju daljnje zaštite obrađenih površina. Kotao je tretiran nakon potpunog završetka njegove montaže u tri cirkulacijska kruga. Radilo se u više krugova zbog rada s nižim tlakovima i zbog obrade istrošenih kemijskih pripravaka i otpadnih voda od kemijskog čišćenja (višekratno - manje količine). Dinamika kemijskog čišćenja provodila se prema terminskom planu koji su usvojili i naručitelj i izvoditelj.
Provedeni proces sukladan je tehničkim zahtjevima isporučitelja, odnosno proizvođača kotla - utilizatora.

OPSEG RADOVA KEMIJSKOG ČIŠĆENJA I PASIVIZACIJE

Radovi na kemijskom čišćenju i pasivizaciji vodeno-parne strane izvedeni su prema projektu, a obuhvaćeni su sljedeći dijelovi kotla: parni dogrijač kondenzata (PDK), sustav niskog tlaka (NT), sustav visokog tlaka (VT) i napojni spremnik.

KORIŠTENA OPREMA I KEMIKALIJE

Za izvođenje su korištena sljedeća sredstva i oprema:

  • četiri cirkulacijske pumpe s pojedinačnim kapacitetom 300 m3/h i tlakom 10 bar
  • spremnik za cirkulaciju s volumenom 7 m3 i ugrađenim parnim grijačem
  • dozirne pumpe
  • pumpe za pražnjenje sustava nakon kemijskog čišćenja i pasivizacije
  • fiksni čelični cjevovod za recirkulaciju
  • cjevovod od okitena za dobavu demineralizirane vode
  • fleksibilne cijevi ('crijeva')
  • oprema za laboratorijske analize
  • autocisterne s vakuumskom pumpom.

Kemijska sredstva koja su korištena u kemijskom tretmanu bila su:

  • sredstvo za odmašćivanje: SC 500 AEKS
  • sredstva za kiselinski tretman: fluorovodična kiselina (HF) i Bonderite S-AD 31A
  • sredstva za pasivizaciju: limunska kiselina (C6H8O7), amonijačna voda (NH4OH) i vodikov peroksid (H2O2)

CIRKULACIJSKI KRUGOVI I CIRKULACIJA PRI KEMIJSKOM TRETMANU
Cirkulacijski krug plinskog dogrijača kondenzata (PDK)

Cirkulacijski krug plinskog dogrijača kondenzata obuhvatio je sljedeće dijelove kotla: sam plinski dogrijač kondenzata, usisni cjevovod cirkulacijskih pumpi kondenzata i dio cjevovoda prema napojnom spremniku (il. 1).

Uaz u PDK bio je spojen tlačnim cjevovodom iz kolektora stanice za kemijsko čišćenje na liniju prema napojnom spremniku. Povratni vod bio je spojen na usis cirkulacijskih pumpi kondenzata do stanice za kemijsko čišćenje, gdje se nalazi i priključak za ispust u sustav za obradu otpadnih voda. Cirkulacija se odvija preko dijela cjevovoda od napojnog spremnika prema PDK-u, preko PDK -a i preko usisnog cjevovoda cirkulacijskih pumpi kondenzata do stanice za kemijsko čišćenje.


Ilustracija 1 - Shema prvog cirkulacijskog kruga (plinski dogrijač kondenzata)

Cirkulacijski krug sustava niskog tlaka (NT)

Cirkulacijski krug sustava niskog tlaka obuhvatio je sljedeće dijelove kotla (il. 2):

  • cjevovod svježe napojne vode od NT napojnih pumpi
  • NT bubanj
  • NT isparivač
  • NT pregrijač
  • NT parovod
  • cjevovod od NT bubnja do usisa NT cirkulacijskih pumpi.

Ulaz u NT sustav kotla bio je spojen jednim tlačnim cjevovodom iz kolektora stanice za kemijsko čišćenje na tlačnu stranu pumpi cjevovoda napojne vode i jednim tlačnim cjevovodom na tlačnu stranu NT cirkulacijskih pumpi. Jedan povratni vod bio je spojen na parovod prema turbini, a drugi na usisu NT cirkulacijskih pumpi. Oba povratna voda bila su spojena na stanicu za kemijsko čišćenje, gdje se nalazi i priključak za ispust u sustav za obradu otpadnih voda.
Cirkulacija i ispiranje su se odvijale preko cjevovoda napojne vode, zatim preko NT bubnja i NT pregrijača, odnosno NT isparivača, s time da se cirkuliralo naizmjence dio vremena preko NT bubnja i NT pregrijača, a dio preko NT bubnja I NT isparivača. Nakon ispiranja bubanj je otvoren i očišćen od nataloženih mehaničkih nečistoća.


Ilustracija 2 - Shema drugog cirkulacijskog kruga (sustav niskog tlaka)

Cirkulacijski krug sustava visokog tlaka (VT)

Cirkulacijski krug sustava visokog tlaka obuhvatio je sljedeće dijelove kotla (il. 3):

  • cjevovod napojne vode od VT napojnih pumpi
  • VT zagrijač
  • VT bubanj
  • VT isparivač
  • VT pregrijač
  • VT parovod
  • cjevovod od VT bubnja do usisa VT cirkulacijskih pumpi.

Ulaz u VT sustav kotla bio je spojen jednim tlačnim cjevovodom iz kolektora stanice za kemijsko čišćenje na tlačnu stranu pumpi cjevovoda napojne vode i jednim tlačnim cjevovodom na tlačnu stranu VT cirkulacijskih pumpi. Jedan povratni vod bio je spojen na parovod prema turbini, a drugi na usis VT cirkulacijskih pumpi. Oba povratna voda bila su spojena na stanicu za kemijsko čišćenje, gdje se nalazi i priključak za ispust u sustav za obradu otpadnih voda.
Cirkulacija i ispiranje odvijale su se preko cjevovoda napojne vode, zatim preko VT zagrijača, VT bubnja i VT pregrijača, odnosno VT isparivača, s time da se cirkuliralo naizmjence dio vremena preko VT zagrijača, VT bubnja i VT pregrijača, a dio preko VT isparivača, VT bubnja i VT pregrijača. Nakon ispiranja bubanj je otvoren i očišćen od nataloženih mehaničkih nečistoća.


Ilustracija 3 - Shema trećeg cirkulacijskog kruga (sustav visokog tlaka)

TEHNOLOŠKI OPIS KEMIJSKOG ČIŠĆENJA I PASIVIZACIJE

Nakon završetka montaže privremene opreme, ali prije početka čišćenja pojedinih dijelova, kotao je zapunjen i napravljena je tlačna proba instalirane opreme i sustava koji je u cirkulaciji te napravljena cirkulacija zbog provjere kvalitete cirkulacije.
Odmah nakon tlačne probe provedeno je ispiranje demineraliziranom vodom s maksimalnim kapacitetom pumpi do zadovoljavajuće kvalitete čistoće vode na izlazu iz sustava koji se tretira (mutnoća < 20 NTU-a).
Nakon ispiranja provedeno je odmašćivanje sa sredstvom SC 500 AEKS s koncentracijom 0,2 % i toplom demineraliziranom vodom u trajanju do 4 h, a zatim je sustav ispran do zadovoljavajuće kvalitete čistoće vode na izlazu iz sustava koji se tretira (mutnoća < 20 NTU-a). U NT i VT sustavu su nakon odmašćivanja otvoreni bubnjevi i mehanički očišćeni od nakupljenog taloga.
Kiselinski tretman je proveden inhibiranom fluorovodičnom kiselinom, s koncentracijom 1 - 1,2 %, do približno stalnih vrijednosti sadržaja željeza i koncentracije kiseline u otopini za kiselinski tretman.
Nakon završetka kiselinskog tretmana kotao je dreniran i ispiran demineraliziranom vodom do zadovoljavajuće kvalitete, odnosno pH vrijednosti (jednake ulaznim parametrima vode) i električne vodljivosti (< 20 µS/cm).
Za postupak pasivizacije korišteni su limunska kiselina s koncentracijom 1 - 1,2 %, a zatim amonijačna voda za postizanje pH = 9,5 i vodikov peroksid s koncentracijom 0,3 % za stvaranje magnetitnog sloja, sve dok redoks-potencijal otopine nije iz negativnog (-mV) došao u pozitivno područje (+mV).
Na kraju pasivizacije kotao je ispran demineraliziranom vodom s pH = 10,2 - 10,5.

UTVRĐIVANJE REZULTATA KEMIJSKOG ČIŠĆENJA - MAGNETITNOG SLOJA (Fe3O4)
Vizualna kontrola

Nakon završetka pojedinog cirkulacijskog kruga, demontirana su provizorna priključna mjesta i provedena je vizualna kontrola kvalitete kemijskog tretmana (il. 4 - 8).


Ilustracija 4 - Povratni vod PDK-a nakon kemijskog tretmana

Ilustracija 5 - NT bubanj nakon kemijskog tretmana

Ilustracija 6 - NT parovod nakon kemijskog tretmana

Ilustracija 7 - VT bubanj nakon kemijskog tretmana

Ilustracija 8 - VT parovod nakon kemijskog tretmana

Kemijska kontrola

Naručitelj je obavio kontrolu zaštitnog pasivizirajućeg - magnetitnog sloja tako da je 'metodom kapi' određena korozijska otpornost, odnosno stabilnost formiranog magnetitnog sloja na uzorcima privremenih cjevovoda nakon kemijskog čišćenja i pasivizacije.
Metoda se osniva na promjeni boje reagensa zbog uništavanja zaštitnog pasivizirajućeg - magnetitnog sloja.
Korišten je reagens sa sljedećim sastavom: 20 cm3 0,5M CuSO4· 5H2O + 10 cm3 10% NaCl + 2 cm3 0,1M H2SO4.
Metoda je bila sljedeća. Spomenuti reagens se kapne na uzorak i mjeri se vrijeme promjene boje, od plave do bordo-crvene. Kapljica se ne smije razliti po površini, odnosno površina mora biti hidrofobna.
Skala korozivne otpornosti bila je sljedeća:

  • 5 min: najveća
  • 2 - 5 min: normalna
  • 1 - 2 min: mala
  • manje od 1 min: najmanja.

Analiza je provedena na uzorcima tri cirkulacijska kruga (tablica 1, il. 9 i 10).

Cirkulacijski krug Datum kemijskog čišćenja Datum provedene analize Vrijeme do promjene
boje reagensa
Hidrofobnost
I. krug (PDK) 9. - 10.3.2015. 20.3.2015. 4 min Da
II. krug (NT) 13. - 14.3.2015. 20.3.2015. 3 min Da
III. krug (VT) 18. - 20.3.2015. 24.3.2015. 3 min Da

Tablica 1 - Rezultati provedene analize

Ilustracija 9 - Uzorci prvog kruga (PDK) i drugog kruga (NT)

Ilustracija 10 - Uzorak trećeg kruga (VT)

POSTUPANJE S NASTALIM OTPADNIM VODAMA

Otpadne vode od kemijskog tretmana prebačene su u postrojenje za obradu otpadnih voda i obrađene do zadovoljavajućih parametara za ispuštanje u sustav javne odvodnje.

ZAKLJUČAK

Nakon završetka svih radova na kemijskom tretmanu kvalitetu izvedenih radova su pregledali naručitelj, isporučitelj kotla i izvoditelj radova. Vizualnom i kemijskom kontrolom utvrđeno je da je korozivna otpornost magnetita (Fe3O4) dobra, odnosno 'normalna'. Iz svega spomenutoga proizlazi da su kemijsko čišćenje i pasivizacija uspješne provedene, odnosno da je dobivena kvaliteta početnog sloja magnetita odgovarajuća pa je i kotao spreman za puštanje u pogon.