Кислородный водно-химический режим (КВР) применяют на энергоблоках высокого давления (13,7–15,5 МПа) и прямоточных котлах сверхкритического давления (22,12 МПа; температура 374,15 °C).

Реализация КВР может быть обеспечена при:

• глубоком обессоливании конденсата с обеспечением удельной электрической проводимости прямой пробы менее 0,15 мкСм/см;
• исключении медьсодержащих сплавов из теплообменного оборудования конденсатно-питательного тракта после КЭН-1;
• тщательной предварительной отмывке тракта от медистых отложений, накопившихся за время эксплуатации энергоблоков первого поколения на гидразинно-аммиачном и гидразинном водном режимах;
• обеспечении водяной плотности конденсаторов турбин в соответствии с нормами ПТЭ, эффективном удалении неконденсирующихся газов из теплообменников;
• исключении выноса фильтрующих материалов из фильтров БОУ в пароводяной тракт.

КВР основывается на возможности обеспечения эффективной пассивации стальных поверхностей с помощью кислорода, растворённого в потоке глубоко обессоленной воды, и, благодаря заторможенности в этих условиях, с помощью процессов электрохимической коррозии.

Кислородный водный режим (КВР) реализуется в двух модификациях: нейтрально-кислородный водный режим (НКВР) и кислородный режим с подщелачиванием небольшим количеством аммиака (КАВР). В основе этих режимов лежит создание условий, при которых на поверхности металла образуется защитная плёнка, состоящая из магнетита.

Требования к качеству питательной и добавочной вод на ТЭС, где применяется этот водно-химический режим, такие же, как и на ТЭС с прямоточными котлами. Дозирование кислорода осуществляется на всас конденсатных насосов второй ступени. В эту же точку производится дозирование аммиака для поддержания рН питательной воды на уровне 8,0–8,5.

Многочисленные испытания, проведённые на ТЭС, показали, что для снижения концентрации железа после экономайзера достаточно иметь концентрацию кислорода на входе в него около 30 мкг/кг. Соотношение между концентрациями кислорода на входе в экономайзер и в опускных трубах котла рекомендуется поддерживать на уровне 7:1 – 10:1. Переход к такому водно-химическому режиму позволяет снизить концентрацию продуктов коррозии железа в воде после экономайзера примерно с 10 (при гидразинно-аммиачном водно-химическом режиме) до 0,5 мкг/кг.

Рис. 1. Схема пароводяного тракта и организации кислородного водно-химического режима на ТЭС с барабанными котлами

Выбор модификаций

Выбор модификации КВР зависит от уровня содержания в питательной воде углекислоты и органических соединений, термолиз которых приводит к появлению потенциально кислых продуктов, обусловливающих повышение электрической проводимости и снижение значения pH теплоносителя по пароводяному тракту.

При повышенной электрической проводимости по тракту на 0,1–0,2 мкСм/см и сниженном значении pH на 0,2 следует применять КАВР.

Отношение катионита к аниониту в шихте ФСД БОУ должно соответствовать при НКВР-1 — (1,5÷2), при КАВР-1 — (1,0÷1,3).

Перед переходом на кислородный водно-химический режим необходимо провести химическую промывку оборудования, так как при наличии отложений, в состав которых входят продукты коррозии меди, будет происходить их отмывка, увеличится концентрация меди в паре, что приведёт к заносу проточной части паровых турбин соединениями меди.

Преимущества кислородного (КВР) ВХР перед аммиачно-гидразинным (ГАВР)

• исключение из технологического цикла гидразингидрата — высокотоксичного соединения I класса опасности, характеризующегося выраженным канцерогенным и мутагенным действием, а также высокой пожаро- и взрывоопасностью в концентрированном состоянии;
• замена дорогостоящих химических реагентов технически доступным газообразным кислородом (или осушенным сжатым воздухом). Это обеспечивает существенное снижение затрат на приобретение, транспортировку, хранение и утилизацию химической продукции;
• экономия времени: время пуска энергоблоков сокращается примерно на 2 часа благодаря отсутствию необходимости в глубокой деаэрации;
• защита стали: создание прочной защитной оксидной плёнки на стальных поверхностях теплообменников;
• простота: упрощение эксплуатации и снижение вредных производственных сбросов.