600mw超临界机组的化学清洗

600mw超临界机组的化学清洗

能量北方煤矿一期2.600mw穿越式dg1900。25.4-ii1锅炉，主缸4.26，旋转轴2.36，配备dn6.600-24。2,566,566。作为国内第一个国产化超临界机组的清洗实例,本文介绍的化学清洗方法可为同类型机组的化学清洗提供借鉴。1决定流量控制1.1机组化学清洗根据机组参数、管道材质、管内表面状况,以及超临界机组热力系统水汽品质的要求和安装进度,确定机组的化学清洗范围,其中过热器和再热器只进行蒸汽吹洗。1.1.1炉前化学清洗范围(1)加热器低加凝汽器汽侧、凝结水泵、凝结水精处理(精处理)系统旁路、轴封加热器,各低压加热器(低加)及其旁路、除氧给水箱、低压给水管道、给水泵前置泵、各高压加热器(高加)及其旁路、高压给水管、高加汽侧,5号、6号低加汽侧。其中的零星管道为:低压缸喷水管道,高加旁路和低加旁路减温水管道,给水再循环管道等。(2)洗衣粉区域凝结水管道、精处理旁路、低加旁路、除氧给水箱、前置泵进水管道、高加旁路、部分主给水管道。1.1.2锅炉主体的化学清洗范围碱洗除油范围与酸洗范围相同,即:部分给水管道、省煤器、水冷壁系统、汽水分离器、储水箱。1.2洗干净的地方(1)凝汽器清洗液位控制对于凝汽器,最高允许排汽温度为85℃,最高允许水温为65℃,因此凝汽器进行碱洗的温度应控制在60℃以内。若使用磷酸盐进行碱洗,则温度达不到要求,且磷酸三钠会在清洗液中产生一定浓度的游离氢氧化钠,而奥氏体不锈钢、合金钢与游离氢氧化钠接触会产生苛性脆化;若使用表面活性剂,清洗过程中会产生较多泡沫,且一般消泡剂不能有效消除,致使凝汽器清洗液位只能控制在凝汽器热交换管之上液位的三分之一。因此,本次碱洗不考虑使用常规的磷酸盐和表面活性剂,而决定选用A5作为碱洗介质。A5是一种高效、低温、pH值在9～11之间的合成碱洗剂(除油剂),已在多台机组的炉前系统清洗中得到了应用。(2)离子催化剂的腐蚀对于合金钢与不锈钢,不宜使用无机清洗剂特别是含有F-、Cl-、SO2-42−4等离子和S原子的清洗剂,因易形成铬离子晶尖富集的应力腐蚀。在综合考虑了安装进度、要求和炉前水汽系统及锅炉水汽系统的管道材质后,确定采用柠檬酸作为酸洗介质。(3)单步验证剂近年来,双氧水已在锅炉化学清洗中越来越多地作为亚硝酸钠的替代物使用在多步法和一步法化学清洗中,可作为最终钝化剂使用。双氧水来源广泛,使用浓度低,钝化废液无需专门处理且价廉,其钝化膜状态及性能良好,一般盐滴试验时间在10s左右,因此选用双氧水作为钝化介质。2清洁工艺参数的确定2.1不同的介质浓度(1)碱性洗剂的浓度根据试验室试验结果和以往使用A5碱洗剂的经验,确定碱洗剂的浓度为0.6%～1%,温度为50℃±5℃。(2)锅炉水冷壁管系统对锅炉内螺纹水冷壁管、垂直水冷壁管和省煤器管取样,进行垢量试验,其平均腐蚀垢量为117.3g/m2(Fe3O4)。锅炉水冷壁管系统的水容积约为200m3,总受热面积约为20000m2。因直流锅炉水冷壁的表面积和水容积之比约为100,故确定柠檬酸的浓度为5%～6%。(3)柠檬酸化学清洗试验试验室进行了缓蚀剂(SHT-369)缓蚀效果、双氧水钝化效果动态模拟试验,试验结果如下:1)缓蚀剂浓度0.4%,20号碳钢在整个柠檬酸化学清洗试验过程中,清洗液流速为0.12m/s时,总腐蚀量为24.15g/m2,腐蚀速度为4.05g/(m2·h);清洗液流速为0.81m/s时,总腐蚀量为37.85g/m2,腐蚀速度为6.31g/(m2·h)。2)在pH值为9.0～10.0时,0.2%柠檬酸,0.2%双氧水溶液在50℃时具有良好的钝化效果。2.2清洁工艺参数(1)碱洗A5除油剂1%,消泡剂0.04%,温度50℃±5℃,碱洗时间(4～6)h。(2)缓蚀剂、氟化钠缓蚀剂柠檬酸5%(炉前浓度3%),SHT-369缓蚀剂0.4%,氟化钠0.2%,pH值3.5～4.0,温度90℃±5℃,酸洗时间6h。(3)有效性柠檬酸0.2%,双氧水0.2%,pH值9.0～10.0,温度50℃±5℃,钝化时间(4～6)h。(4)冲洗剂总铁离子测定采用完全放空清洗液的方法先将锅炉放空,然后再上水冲洗,冲洗终点控制为总铁离子含量小于50mg/L。水冲洗时间在3h以内。当水冲洗时间大于3h或监视管段显示清洗表面出现浮锈时,应进行漂洗。(5)洗过水柠檬酸0.2%,缓蚀剂SHT-3690.1%,pH值3.5～4.0,温度70℃±5℃,漂洗时间2h。2.3控制进液流速省煤器的通流截面是内螺纹水冷壁管和垂直水冷壁管通流截面的3.5倍,因此在系统设计和实际清洗操作过程中应考虑到省煤器的出液能够分流,从而使水冷壁的进液流速能够控制在0.8m/s以内,而省煤器的进液流速能够达到0.2m/s以上。水冷壁的热负荷和流动特性较省煤器大而复杂,因此水冷壁系统的清洗流速应该高一些。综合考虑缓蚀剂的使用流速范围、清洗系统的通流截面、清洗泵组参数性能,沁北电厂化学清洗的流量为:省煤器进口(600～800)t/h,在水冷壁进口联箱前分流(200～400)t/h,以保证清洗液流速控制在(0.2～0.6)m/s之间。3清洁过程中的主要数据和清洁效果的确定以2号机组为例3.1腐蚀指示片腐蚀速率酸洗表面积2500m2,酸洗液容积240m3,酸洗时间6h。酸洗终点排放液铁离子浓度850mg/L。根据腐蚀指示片计算得到的平均腐蚀速率为1.032g/(m2·h)。炉前酸洗过程试验数据见表1。3.2腐蚀指示片腐蚀酸洗表面积20280m2,酸洗液容积250m3,酸洗时间按6h计算。根据腐蚀指示片计算得到的平均腐蚀速率为2.81g/(m2·h),酸洗终点排放液铁离子浓度8400mg/L。腐蚀总量为340.37kg,酸洗液中铁的总量为2100kg。锅炉本体酸洗过程试验数据见表2。3.3清洁质量分析化学清洗后,进行了水冷壁和省煤器割管检查及除氧水箱内表面检查,结果显示,清洗表面形成了良好的保护膜,且保护膜完整,无点蚀及二次生锈。4减少重新击穿试验的重新性能(1)沁北电厂化学清洗所确定的范围和采用的工艺满足了新建超临界机组首次起动前热力系统净化的要求,效果优良。(2)使用A5除油剂和柠檬酸对炉前热力系统进行全方位的碱洗和对高中低压管道的酸洗,可有效除去热力系统设备、管道内表面在制造、安装过程中形成的油膜