電廠高壓加熱器化學(xué)清洗工藝探討

1、第6期(總第142期2007年12月山西電力SHANXI EL ECTRIC POWERNo 16(Ser 1142Dec 12007電廠高壓加熱器化學(xué)清洗工藝探討馮曉艷,王同成(山西漳澤電力股份公司河津發(fā)電分公司,山西太原043300摘要:以某電廠1號(hào)機(jī)為例,介紹了高壓給水加熱器在清洗前的狀況和清洗過(guò)程及高加清洗后達(dá)到的效果,并針對(duì)高加清洗后啟動(dòng)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞:高壓加熱器;結(jié)垢;化學(xué)清洗;問(wèn)題分析中圖分類(lèi)號(hào):T K26419文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):167120320(20070620027203收稿日期:2007207210,修回日期:2007209230作者簡(jiǎn)介:馮曉艷(

2、19742,女,山西萬(wàn)榮人,1995年畢業(yè)于太原電力高等專(zhuān)科學(xué)校熱能動(dòng)力專(zhuān)業(yè),工程師;王同成(19762,男,山西曲沃人,2006年畢業(yè)于太原理工大學(xué)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè),工程師。0引言某電廠1號(hào)機(jī)組于2000年8月22日開(kāi)始運(yùn)行發(fā)電。鍋爐為日本三菱重工業(yè)株式會(huì)社制造,亞臨界控制循環(huán)燃煤汽包爐,額定蒸發(fā)量為1205t/h ,汽輪機(jī)為日本三菱重工業(yè)株式會(huì)社制造,單缸兩軸兩排汽亞臨界、一次中間再熱凝汽式汽輪機(jī)。發(fā)電機(jī)為日本三菱重工業(yè)株式會(huì)社制造,全氫內(nèi)冷式發(fā)電機(jī)。除氧器為日本三菱設(shè)計(jì),上海電站輔機(jī)電站廠制造,設(shè)計(jì)壓力為0197M Pa ,有效容積為140m 3。1號(hào)機(jī)組共有1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)3臺(tái)高

3、壓加熱器,運(yùn)行中給水流向?yàn)?3號(hào)高壓加熱器2號(hào)高壓加熱器1號(hào)高壓加熱器。高加的主要設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。表1高壓加熱器設(shè)計(jì)主要參數(shù)項(xiàng)目規(guī)范1號(hào)高加2號(hào)高加3號(hào)高加臺(tái)數(shù)/臺(tái)111型號(hào)水平布置U 型管管壁厚/mm 118311831183冷卻管有效長(zhǎng)度/m717409145161958U 型管數(shù)量/根137413741374殼側(cè)設(shè)計(jì)壓力/MPa 21355108192管側(cè)設(shè)計(jì)壓力/MPa 211922119221192水側(cè)壓降/MPa 010730108801074制造商日本三菱重工(M HI 從2003年開(kāi)始發(fā)現(xiàn)1號(hào)機(jī)3臺(tái)高加水側(cè)總壓降逐步增大,截止到2007年已達(dá)410MPa ,與設(shè)計(jì)值相差很大。3

4、臺(tái)高加在檢修中檢查發(fā)現(xiàn),1號(hào)機(jī)組1號(hào)高壓給水加熱器出水側(cè)水室隔板檢查孔的蓋板變形有鼓起部分,部分螺栓斷開(kāi),拆除后檢查發(fā)現(xiàn)出水側(cè)管束直管段端口結(jié)有大量磁性氧化鐵,各臺(tái)高加加熱管中均出現(xiàn)不同程度的垢樣沉積,按3號(hào)高加2號(hào)高加1號(hào)高加的順序逐漸增加。對(duì)高加垢樣進(jìn)行取樣分析,結(jié)果如表2。表2高加垢樣分析結(jié)果%900灼燒增量Na 2O CaO MgO Fe 2O 3SiO 23122010601030101991040105MnO 2SO 3CuO Ni 2O 3CrO 3ZnO 010101030102010901190105因?yàn)槌练e物中主要是鐵的氧化物,而采用機(jī)械清理工藝只能清除掉直管段出、入口的部

5、分沉積物,無(wú)法清除掉彎管部分的沉積物,經(jīng)過(guò)同類(lèi)電廠的調(diào)研,我們決定對(duì)高加進(jìn)行化學(xué)清洗。1化學(xué)清洗藥品的選擇高壓給水加熱器化學(xué)清洗藥品中所用的酸是檸檬酸,因?yàn)闄幟仕崛芤簩?duì)氧化鐵或金屬侵蝕性小,能夠絡(luò)合游離Fe 3+而減少附加腐蝕。采用檸檬酸后化學(xué)清洗系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化,而且酸液對(duì)人體無(wú)害。由于高壓給水加熱器及管束等是用合金鋼制成,用檸檬酸清洗時(shí),酸度控制在315%410%,溫度控制在9095。為了確保清洗效果使腐蝕速率降到最低,在實(shí)際中加入的緩蝕劑量為1%。2化學(xué)清洗工藝本次清洗采用檸檬酸循環(huán)清洗,磷酸、多聚磷酸鹽漂洗鈍化工藝,具體工藝如下。72研究與實(shí)踐a 酸洗:4%檸檬酸+1%緩蝕劑,p H315

6、左右,溫度9095,時(shí)間為56h 。b 氨洗:N H 3濃度為115%,過(guò)硫酸銨濃度為014%,溫度4050左右,氨洗34h 。c 漂洗:0125%磷酸+013%多聚磷酸鹽,p H310315,溫度4045,漂洗1h 。d 鈍化:0125%磷酸+013%多聚磷酸鹽,加氨水調(diào)p H 91510,溫度為8090,時(shí)間46h 。3清洗系統(tǒng)及步驟311清洗回路為了使清洗控制在最小范圍,決定將3號(hào)高壓給水加熱器2號(hào)高壓給水加熱器1號(hào)高壓給水加熱器,連接在一起清洗,沖洗系統(tǒng)既可實(shí)現(xiàn)正沖洗,也可實(shí)現(xiàn)反沖洗,在操作中可根據(jù)清洗液狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。酸洗時(shí)進(jìn)出水管用純水充滿(mǎn)并用012M Pa 氮?dú)忭攭?防止因進(jìn)出

7、水閥門(mén)關(guān)不嚴(yán)使酸液漏入。清洗回路分2個(gè)。a 清洗箱清洗泵1號(hào)高加2號(hào)高加3號(hào)高加清洗箱。b 清洗箱清洗泵3號(hào)高加2號(hào)高加1號(hào)高加水室隔板引出清洗箱。312化學(xué)清洗步驟31211機(jī)械清理1號(hào)機(jī)3臺(tái)高加化學(xué)清洗前先進(jìn)入人工機(jī)械清理,保證高加內(nèi)的每根加熱管都處于沖通狀態(tài)。31212水沖洗啟動(dòng)清洗泵用除鹽水對(duì)3臺(tái)高加水側(cè)進(jìn)行大流量水沖洗,將系統(tǒng)內(nèi)沉積的物質(zhì)盡量帶走,將酸箱內(nèi)純水通過(guò)酸洗泵沖洗全部臨時(shí)酸洗管道。直到?jīng)_洗出水澄清無(wú)明顯黑色粉狀物。待全部臨時(shí)酸洗管道沖洗干凈后,可將酸箱內(nèi)除鹽水通過(guò)酸洗泵沖洗高壓給水加熱器本體,并注意酸箱內(nèi)黑色粉狀物是否殘留,若發(fā)現(xiàn)酸箱內(nèi)黑色粉狀物較多時(shí),還需要將酸箱底部排污

8、門(mén)開(kāi)啟,將酸箱內(nèi)黑色粉狀物排出,并更換除鹽水繼續(xù)加熱,如此反復(fù)操作,直到水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)沒(méi)有黑色粉狀物為止。31213檸檬酸清洗清洗泵按清洗回路進(jìn)行系統(tǒng)大循環(huán)。循環(huán)正常后,開(kāi)啟蒸汽加熱,使水溫升至4050,開(kāi)始向清洗箱內(nèi)加緩蝕劑,待循環(huán)均勻后開(kāi)始加檸檬酸,并加氨水使清洗液p H 至315左右,繼續(xù)升溫至95左右,控制檸檬酸酸洗液的酸度為315%410%及緩蝕劑濃度為110%112%。調(diào)整蒸汽加熱維持系統(tǒng)溫度,整個(gè)清洗時(shí)間約56h 。此時(shí),需要嚴(yán)格控制溫度、酸度、p H ,Fe 3+,Fe 2+及沉積物量。如清洗末期酸濃度很低或鐵含量大于1%,需將酸洗液排空再配酸液進(jìn)行二次酸洗。清洗至進(jìn)、出口酸洗液

9、中鐵濃度相同為止。31214酸洗后水沖洗酸洗結(jié)束后,停蒸汽加熱,將清洗液排至廢水池,隨后啟動(dòng)清洗泵進(jìn)行大流量開(kāi)路水沖洗,直至排水目測(cè)澄清,檸檬酸濃度為0,鐵500mg/L ,p H 415即認(rèn)為合格。沖洗前期采用3號(hào)高加2號(hào)高加1號(hào)高加順序進(jìn)行,后期切換為1號(hào)高加2號(hào)高加3號(hào)高加順序沖洗。31215漂洗鈍化水沖洗結(jié)束后清洗系統(tǒng)進(jìn)行水循環(huán),循環(huán)正常后,開(kāi)啟蒸汽加熱,升溫至4050左右,同時(shí)向清洗箱內(nèi)加磷酸、多聚磷酸鹽,循環(huán)漂洗1h 左右,加氨水調(diào)p H 為9151010左右,再升溫至8090,循環(huán)鈍化46h 。31216排放鈍化結(jié)束后,停止加熱,迅速將鈍化液排至機(jī)組廢水池,清洗結(jié)束。4清洗效果清

10、洗后的金屬表面清潔,基本上無(wú)殘留的氧化物,無(wú)明顯的金屬粗晶析出現(xiàn)象。除垢率大于95%。未出現(xiàn)過(guò)洗以及欠洗情況。金屬表面形成良好的鈍化保護(hù)膜,無(wú)二次浮銹和點(diǎn)蝕。參與清洗的正式管道以及閥門(mén)換熱管未出現(xiàn)酸洗損壞漏點(diǎn)等情況。酸洗過(guò)程在1號(hào)高加和酸洗箱內(nèi)懸掛了2塊試片,酸洗后測(cè)算腐蝕速率分別為4147g/(m 2h ,0192g (m 3h ,符合酸洗腐蝕速率要求。酸洗結(jié)束,對(duì)各臺(tái)高加進(jìn)行了檢查,各高加內(nèi)部積存的垢已清除干凈,各管口光滑,特別是1號(hào)高加,效果特別明顯。當(dāng)酸洗結(jié)束,機(jī)組啟動(dòng)正常帶滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)的高加壓差為018M Pa ,滿(mǎn)足了運(yùn)行的基本要求。5高加清洗完畢啟機(jī)過(guò)程中存在主要問(wèn)題高加沖洗水質(zhì)差,

11、過(guò)早并入系統(tǒng),影響了機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的汽水品質(zhì)。高加并入運(yùn)行后,其出水水質(zhì)中鐵含量大于2000g/L ,且取樣水質(zhì)渾濁,嚴(yán)重影響了給水和爐水的水質(zhì),在高加并入系統(tǒng)后爐水中鐵含量突升到2000g/L 以上,分析原因主要是:高加并入系統(tǒng)后,大量鐵屑輸送到鍋爐中,使得鍋爐中存在著大量的堆積死角,沖洗時(shí)爐水水質(zhì)82山西電力2007年第6期研究與實(shí)踐難以合格,尤其是熱態(tài)沖洗時(shí),鍋爐死角內(nèi)的鐵屑慢慢溶出,延長(zhǎng)了鍋爐沖洗時(shí)間。圖1為機(jī)組啟動(dòng)后的水質(zhì)情況。 實(shí)踐爐水鐵含量變化趨勢(shì);虛線(xiàn)給水鐵含量變化趨勢(shì)a 實(shí)線(xiàn)爐水硅含量變化趨勢(shì);虛線(xiàn)給水硅含量變化趨勢(shì)b圖1機(jī)組啟動(dòng)后的水質(zhì)情況6結(jié)束語(yǔ)a 對(duì)高加系統(tǒng)的清洗采用檸檬酸

12、工藝是比較適用的,但是在清洗過(guò)程中必須要注意酸洗溶液的濃度以及鐵含量,以免產(chǎn)生沉淀。一般的沉淀都發(fā)生在清洗溶液與金屬接觸46h 后,當(dāng)p H 值上升為415510,Fe 3+>015%時(shí)形成的。這種沉淀不溶解于檸檬酸溶液而能溶解于熱水中。氨液雖然能溶解沉淀但是形成了氫氧化亞鐵。檸檬酸清洗過(guò)程中,不要使溫度驟然降低或者是維持過(guò)低的溫度,并且要盡量的提高清洗溶液的流速、縮短清洗時(shí)間。對(duì)于沉積物比較多的高加管段可以分為兩步清洗進(jìn)行。b 高加酸洗后,應(yīng)該利用酸洗系統(tǒng)對(duì)高加進(jìn)行大流量的水沖洗,可利用酸洗箱中注入除鹽水,并加氨和聯(lián)胺調(diào)節(jié)p H 值至合格,進(jìn)行沖洗,沖洗直至出水鐵合格滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)冷態(tài)沖洗的

13、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),這種沖洗方式可除去酸洗中清洗出來(lái)的鐵渣、鐵銹,這樣當(dāng)高加臨時(shí)管道拆除后,只需將積存在死角的雜物清理即可。因?yàn)樵谙到y(tǒng)恢復(fù)后,受到高加管子布置的局限性使得大流量的沖洗無(wú)法進(jìn)行,只能在給水泵啟動(dòng)后將高加內(nèi)雜物帶到汽包內(nèi)通過(guò)排污方式去除,這將使?fàn)t水水質(zhì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不能合格,延長(zhǎng)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間。c 在高加酸洗后啟動(dòng)中,除考慮到系統(tǒng)內(nèi)鐵含量較高外,還應(yīng)該考慮二氧化硅的含量,在機(jī)組并網(wǎng)后,我們發(fā)現(xiàn),蒸汽的硅含量突然增大,并在很長(zhǎng)一段時(shí)間超出標(biāo)準(zhǔn)值,同時(shí)爐水的硅含量也趨于高限,因此建議采用洗硅運(yùn)行方式,當(dāng)爐水硅含量逐漸正常后再進(jìn)行沖轉(zhuǎn),整個(gè)機(jī)組啟動(dòng)階段要嚴(yán)格執(zhí)行啟動(dòng)的各項(xiàng)水質(zhì)控制指標(biāo)。參考文獻(xiàn):1

14、宋珊卿主編.動(dòng)力設(shè)備水處理手冊(cè)M .北京:中國(guó)電力出版社出版,1997.2中華人民共和國(guó)國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)發(fā)布.火電發(fā)電廠鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則M .北京:中國(guó)電力出版社,2002.3中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì).化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則M .北京:中國(guó)電力出版社,2006.Discussion on Chemical Cleaning T echnologyof High Pressure H eater in Pow er PlantFENG Xiao 2yan ,WANG Tong 2cheng(H ejin G eneration Company of Shanxi Zhangze Electric Pow er Co 1,Ltd ,H ejin ,Shanxi 043300,ChinaAbstract :Taking No 11unit in power plant as an example ,the conditions of chemical cleaning of high pressure h