热电厂锅炉化学清洗技术方案.doc

75t/h 锅炉化学清洗技术措施
一、 锅炉概况和编制依据
1、 锅炉概况
寿光金太阳热电有限公司75t/h锅炉为无锡华光锅炉股份有限公司制造的由膜式壁、旋风分离器、过热器分高低二级过热器、中间设面式减温器，一、二次风空气预热器尾部设三级省煤器，属基建锅炉，其主要参数如下：
锅炉蒸发量：75/h
过热蒸汽压力：3.82MPa
过热蒸汽温度：450℃
2、 编制依据：
1、《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T794-2001）
2、《电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）》（DL5007-92）
3、《电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂管道篇）》（DL5031-94）
4、《电力建设施工及验收技术规范（化学篇）》（2004）
3、 清洗范围：
根据《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T794-2001）的要求，根据锅炉的运行情况，清洗重点是去除水冷壁管所结水垢和氧化铁垢，参加清洗的部位是汽包最高水位线以下、水冷壁、集中下降管、下联箱、省煤器，过热器不清洗。
水冷壁共分为10个循环回路，前后墙各3个循环回路，两侧墙各2个循环回路，汽包由Ф377.25mm的4根集中下降管引至下部后分散至水冷壁10个下联箱。给水管由汽包后侧上部进入汽包。省煤器蛇形管由Ф32.4mm20g无缝钢管制成，分二级布置在锅炉尾部。汽包内径Ф1.6m，总长为12.5m，正常水位线在汽包中心线以下180mm。
4、 清洗各部位容积见表1

表1 清洗各部位容积

清洗部位
清洗时容积（m3）
临时清洗系统（m3）
汽包
8.5
25
水冷壁
22
省煤器
12
下降管
9.5
下联想
3

合计
55

清洗总计容积
80

参加清洗部位总的水容积约55m3,清洗箱和清洗临时系统总的水容积约25m3 ，因此整个清洗系统总的水容积为80m3.
2、 各清洗部位截面积见表2

表2 各清洗部位截面积
清洗部位
管径（mm）
数量（根）
总截面积（m3）
前水冷壁
Ф60x5
80
0.157
后水冷壁
Ф60x5
80
0.157
左水冷壁
Ф60x5
60
0.118
右水冷壁
Ф60x5
60
0.018
上部省煤器
Ф32x4
80
0.036
中部省煤器
Ф32x4
80
0.036
下部省煤器
Ф32x4
60
0.027

二、 垢样分析：
垢样外观为棕褐色，较为坚硬，有磁性。在盐酸溶液中大部分溶解，酸不溶物较少，仅少量黑色的沉渣。垢样定量分析结果见表3.

表3 垢样定量分析结果
水垢垢成分
试验方法
在水垢中占百分数（%）
水分
SD202.4-1986
0.13
酸不溶物
SD202.3-1986
3.13
硅化物
SD202.10-1986
11.3
全铁（以Fe2O3计）
SD202.6-1986
50.4
钙、镁氧化物（以CaO计）
SD202.9-1986
32.2
P2O5
SD202.11-1986
0.34
氯化物
SD202.16-1986
2.5

三、 锅炉动态清洗试验
1、 动态清洗试验的管样制备
在热负荷最高处割取1.5米水冷壁管，从管样中间位置，割取长350mm三段，标出向火侧、背火侧。
2、 腐蚀指示片的处理
取钢材型号为20g标准腐蚀指示片3片，清洗干净后擦干，立即用丙酮或者无水乙醇浸泡1～2分钟，取出后擦干放入干燥器内，2小时后称量（精确至0.1mg），然后用游标卡尺准确量取指示片的表面尺寸，计算总表面积。
3、 动态清洗试验条件
根据垢样定量分析结果确定动态清洗条件如下：
（1） 酸洗条件
HCL浓度：5%; 缓蚀剂浓度：0.3%; NaF：0.3%。
温度：55±5℃; 时间：6小时; 清洗流速分别为:0.2m/s 0.3m/s 0.5m/s。
（2） 漂洗条件
柠檬酸浓度：0.2%：缓蚀剂浓度：0.1%：用氨水调节 pH3.5,温度控制在60～70℃，漂洗时间30min。
（3） 钝化条件
NaOH浓度：0.5%; Na3PO4浓度：2%； 温度控制在80~90℃，钝化时间4h。
（4） 动态试验过程
将三个已经称重的腐蚀指示片用尼龙线串过指示片挂孔分别悬挂在管样中，用法兰将三个制备管样与动态清洗试验装置连接牢固，配制好的清洗液，加热并控制好温度，三个管样分别用0.2m/s、0.3m/s、0.5m/s正向和反向循环酸洗5h。再经过顶酸水冲洗、漂洗和钝化。
5、 动态试验过程
（1）清洗流速为0.2m/s动态试验结果
管样中的垢基本清洗干净，向火侧有一条白色的垢没有洗掉，其它部分垢均脱落显金属本色，钝化膜深灰色。腐蚀指示片的腐蚀速度为3.1667g/(m2·h)
(2）清洗流速为0.3m/s动态试验结果
管样中的垢全部清洗干净，水垢均脱落显金属本色，钝化膜深灰色。腐蚀指示片的腐蚀速度为4.2684g/(m2·h)
(3)清洗流速为0.5m/s动态试验结果
管样中的垢全部清洗干净，水垢均脱落显示金属本色，钝化膜深灰色。腐蚀指示片的腐蚀速度为6.326g/(m2·h)
结论：清洗流速为0.2m/s时，虽然腐蚀速度最低，但清洗效果不理想。流速为0.3m/s和0.5m/s的清洗效果均较为理想，但流速0.5m/s的腐蚀指示片的腐蚀速度较高。因此，选择清洗流速为0.3m/s作为锅炉实际清洗流速。
四、 清洗药剂和水计划用量
1、 药剂计划用量见表4

表4 药剂计划用量
药剂名称
工业用纯度
计划用量（Kg）
盐酸
30%
14000
缓蚀剂
--
320
氟化钠
99%
240
EVCNa
98%
240
柠檬酸
98%
170
氨水
27%
1500
磷酸三钠
95%
1700
氢氧化钠
95%
500
生石灰
95%
15000

2、水计划用量见表5

表5 水计划用量
药剂名称
除盐水（m3）
清水（m3）
系统冲洗
--
300
水冲洗
100
200
酸洗
80
--
顶酸水冲洗
250
--
漂洗和钝化
80
--
水冲洗
100
300
共计
610
800

4、 清洗临时系统的安装
临时系统安装工艺及质量要求
本次化学清洗其设备、管道的材质和安装质量严格执行下列规范和标准：
《电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）》（DL5007-92）
《电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂管道篇）》（DL5031-94）
《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T794-2001）
（1）清洗临时系统管道与省煤器的接口
将省煤器在逆止门处的水压堵阀打开，加装20mm厚德堵板，在堵板底部做一个接口与酸洗的临时管接口相连。
（2） 临时系统与炉膛水冷壁的接口：
将下降管手孔打开，前下联箱和右下联箱为一组，后下联想和左下联箱为一组（见系统图），用Ф133的酸洗临时管道与此接口相连，接至Ф219的主管道上。
（3） 清洗箱除盐水源管与除盐水母管的接口：
在汽机侧除盐水箱上制作一个DN200的接管座。作为清洗箱的水源。
（4） 清洗用临时蒸汽接口：
清洗用的蒸汽0.8~1.3MPa，选择在距清洗箱较近的辅助蒸汽管上加装一个Ф108x4,L=200mm的接管座，清洗箱的临时蒸汽管及表面加热器的蒸汽管道与其相接。
（5） 汽包临时液位计接口：
借用汽包正式液位计的专用连接管，酸洗前应将正式液位计的连接管解列，临时液位计的水侧接在正式液位计的连接管水侧上，临时液位计的汽侧与大气相通。汽包临时的液位计液位指示将由XLG-400型化学清洗平台所装配的专用电视摄像头传输到清洗控制室。
（6） 汽包临时排气接口：
汽包临时排气管用饱和蒸汽管作为排氢管，排氢管的最小口径不小于DN100。
（7） 汽包内工作：汽包内4根集中降水管管口加装孔径为Ф30，δ=6~10mm的节流孔板，孔板开孔需用车床加工、安装要求牢固严密。
（8） 拆除汽包内旋风分离器。
（9） 临时系统的管道全部使用无缝钢管，在安装前，管内杂物必须清理干净，要用手电筒检查确认无异物方可安装。
（10） 清洗系统中监视管的安装
将L=350mm的监视管两端焊接法兰，安装在循环清洗泵的出口，并与转子流量计串联连接，转子流量计的流量范围：0~8m2/h。
监视管与转子流量计采用法兰连接，方便拆开检查。转子流量计与循环清洗泵出口管道之间应装设阀门，一方面是为了调节转子流量计的流量，控制监视管的清洗流速与锅炉水冷壁实际清洗相通。
5、 热力系统的隔离
（1）锅炉上的仪表管道、加药管道、排污管道、取样管道、疏水管道等凡与清洗系统相连接地管道都应隔离，一次门关死并确认无误。
（2）过热器的隔离：将过热器充满保护液。
在疏水箱内配制联氨浓度200mg/L~300mg/L,用氨水调节pH=9.5~10保护液。用疏水泵从过热器出口联箱倒灌进入过热器，当保护液从汽包内溢流5min,关闭过热器系统阀门，防止泄漏，保证在整个清洗过程中过热器内始终充满保护液。
（3） 酸洗系统中凡与其他机组相连的设备、管道（如加热蒸汽管）等都应进行严格的隔离，以免酸液窜到其他设备里去。
（4） 锅炉炉膛的封闭
炉膛封闭要求严密，观察孔、人孔、烟风道、炉底等酸洗期间都必须具备封闭条件，封闭严密后方可开始酸洗，以免降低升温速度而影响酸洗质量。
（5） 锅炉底部冷灰斗处临时封闭。
（6） 锅炉所有观察孔、人孔、防爆门、引送风机的烟风挡板均要求关闭，炉膛检修的临时孔洞必须堵死。
4.8在酸洗期间，
六、 化学清洗前应具备的条件
化学清洗临时小组成立并有倒班名单，小组内应有以下几个功能部门：
指挥部门：统一负责清洗进度的安排及调度；
安装部门：负责按照清洗要求完成相关系统的安装、准备、维护、巡检、消缺；
操作部门：负责按照清洗要求完成相关（或对相关系统）的操作；
监督部门：负责对整个清洗过程及清洗效果进行质量监督。
以上人员应熟悉清洗有关系统，了解清洗措施和步骤。
1、 临时系统已按要求安装完毕，并进行清洗泵最高压的水压试验，清洗泵试运转合格，浓酸泵试运转合格，且严密不漏。
2、 除盐水系统、废液排放系统、蒸汽系统均具备投运条件。
3、 清洗平台的取样、压力、流量、温度等测点具备投运条件。
4、 酸洗值班室的通讯应装配好，并能满足酸洗工作的要求，化验台、仪器、仪表、药品及记录报表齐全。
5、 操作人员、化验人员经过演习和培训，操作无误、化验准确、熟悉系统，各负其责。
6、 酸洗现场照明充足，道路畅通，无事故隐患。
7、 临时系统及酸洗范围内的设备、管道可先用除盐水冲洗合格。
8、 化学清洗的药品经检验确认无误，并按措施要求备足品种和数量。
9、 清洗泵、浓酸泵的电源可靠。清洗期间，清洗泵的电源决不允许中断。
10、 酸洗系统中的阀门已挂牌编号， 安全措施的准备工作就序，清洗工作区用红白带及警示牌隔离完毕，检修的器材和工具已准备就序。
11、 通讯设施安全可靠
（1） 炉顶与零米酸洗值班室直通电话一套。
（2） 酸洗值班室与电厂总机直拨电话一台（甲方提供），并提供厂内电话本一份。
12、 蒸汽管道已做临时保温。
13、 在汽包和监视内各加装腐蚀指示片2片，监视管段安装完毕，并能随时投用。
14、 酸洗期间需准备两路水源：一路作为清洗泵的冷却水，另一路作为冲洗水源。
15、 除盐水系统：
所有除盐水箱贮满除盐水。
化学制水设备再生好并处于备用状态。
16、 污水处理及排放系统：
污水处理及排放系统在化学清洗阶段能随时投入运行，具备废液的排放能力要求大于35m3/h。
七、 清洗工艺过程及化学控制项目
根据动态清洗试验结果和锅炉汽包内检查，水冷壁和汽包内壁没有油，省略碱洗步骤，清洗效果依然很好。
1、 清洗工艺过程：
水冲洗→酸洗→顶酸水冲洗→漂洗→钝化
2、 工艺指标
工艺指标根据动态试验的结果确定，工艺指标见表7

表7 化学清洗工艺指标

工艺过程
药剂浓度
控制温度（℃）
时间（h）
技术要点
水冲洗
工业水、除盐水
常温
－

酸洗
HCL：5%
缓蚀剂浓度：0.3%
NaF：0.3%
EVCNa：0.2%
55±5
6~9
第一、二、三循环回路每1h切换一次
顶酸水冲洗
除盐水
常温
－
用除盐水将清洗系统内的酸顶出，冲洗终点：总铁<50mg/L；DD<50µS/cm；pH>4.0
漂洗
柠檬酸：0.2%
缓蚀剂：0.1%
用氨水调节pH3.5
75~90
2
每个回路循环漂洗40min
总铁<300mg/L
钝化
Na3PO4·12H2O：2%
NaOH：0.5%
80~90
8~24
第一、二、三循环回路每1h切换一次，在低流速下钝化

八、 清洗操作
1、 严密性水压试验：
将清洗箱用工业水冲洗干净后，灌入工业水，用清洗泵将整个清洗系统进满工业水，用清洗泵顶压，进行严密性水压试验，试验压力为清洗泵扬程。
2、 水冲洗
先用工业水按第一、二、三回路一次冲洗，要求冲洗流量越大越好。将两台清洗泵全开，冲洗至排水与进水浊度相近时，改用除盐水每个回路再冲洗30min。
3、 酸洗
酸洗液的配置：水冲洗完毕后，保持汽包正常水位，用蒸汽加热至整个清洗系统温度55±5℃时，排掉清洗箱内部分除盐水，使清洗箱保持低水位。按第一循环回路打循环，清洗泵的流量控制在30～40m3/h，向清洗箱加240Kg缓蚀剂，在系统循环均匀后，向清洗箱加30%盐酸14000Kg、氯化钠240Kg、EVCNa240Kg,
酸洗液的配制完毕后，改为第二循环回路循环清洗，1h后切换为第三循环回路。此后，第一、二、三循环回路每1h切换一次。酸洗开始前，在监视管内悬挂腐蚀指示片。监视管和各循环回路的流量控制见表8

表8 各循环回路及监视管流量控制表
循环回路
系统流量（m3/h）
省煤器流速（m/s）
水冷壁流速（m/s）
监视管流量（m3/h）
第一循环回路
30～40
0.2～0.4
0.02
0.14
第二循环回路
300
-
0.3
2.1
第三循环回路
300
-
0.3
2.1

当酸洗液浓度趋于稳定，相隔30分钟，两次分析结果酸洗液浓度的绝对差值小于0.2%；铁离子浓度基本趋于平衡。可拆开监视管检查清洗效果，垢全部脱落，可停止酸洗。
4、 顶酸水冲洗
酸洗结束时，汽包保持正常水位，停止清洗泵运行，关闭清洗泵进、出口阀门。将清洗箱内的酸液放净，用水将清洗箱中的渣子冲洗干净，以免重新带入锅炉。
向清洗箱中注入除盐水，启动清洗泵，按第一、第二、第三循环回路依次用除盐水将酸洗液顶出，冲洗至排水电导率小于50µS/cm，全铁小于50mg/L,pH4.0~4.5时结束顶酸水冲洗。
酸洗废液应用生石灰中和处理。
5、 漂洗：
顶酸水冲洗结束后，开始升温并建立循环，温度升至75℃时，加入98%柠檬酸170Kg、缓蚀剂80Kg，用氨水调节pH3.5~4.0，按第一、第二、第三循环回路依次循环漂洗，每40min切换一次回路。漂洗温度控制在75~90℃。
当漂洗液总铁含量稳定在一定范围内时，排掉一部分漂洗液，同时补充相应量的除盐水，控制漂洗液总铁<300mg/L。漂洗结束。
6、 钝化：
漂洗结束后，直接在漂洗液中加入95%磷酸三钠1700Kg、95%氢氧化钠500Kg，继续加热升温至回液温度达到80℃开始计时，维持温度85±5℃，按第一、第二、第三循环回路依次循环漂洗，每40min切换一次回路。钝化时汽包水位应高于酸洗时的水位，循环钝化24小时结束。
钝化废液的处理与排放：钝化结束后整炉排放，打开汽包人孔门及省煤器再循环门、下降管疏水门，利用热炉烘干。

九、 清洗效果检查
酸洗结束后，由酸洗领导小组共同检查监视管、汽包、若各方感到效果良好，可免做割管检查。（如若要进行割管检查，可选取水冷壁适当位置割取一根进行检查，省煤器流动状况较好，不进行割管）
钝化液排尽后尽快取出监视管及腐蚀指示片，称重后得到腐蚀量及腐蚀速率。若如要进行割管，钝化液排净后尽快（酸洗结束后6h内）割取具有代表性的水冷壁一根（约400mm长），经车床加工后，作为效果鉴定和留样用。对汽包、水冷壁下集箱等可见部位进行外观检查。并召开有关人员会议，按化学清洗评价标准（DL/T794-2001）对清洗质量进行鉴定，并总结酸洗工作。

十、 清洗后的锅炉保养
按照导则有关规定，锅炉清洗后如果不能及时投运，可按清洗导则的防范进行锅炉防腐保护。
十一、 废液处理
1、 酸洗前的水冲洗排水不必处理，就近排雨水净。
2、 酸洗废液及酸洗后的水冲洗废液排往废水池后，废水经充分氧化曝气后，加入生石灰调节pH值、絮凝、沉淀、最终调pH值后达标排放（废水排放应符合GB8798-1995污水排放终合标准中的二级标准）。沉淀后的泥渣经脱水机脱水后送至电厂外的灰场堆放点。

十二、 安全注意事项与分工
1、 安全注意事项
（1） 参加清洗人员必须学习清洗安全操作规程，熟悉系统及清洗药品的性能及烧伤急救方法，清洗人员演练合格方可上岗操作，与清洗无关人员不得进入清洗现场。
（2） 清洗现场必备消防设备，消防管保持畅通，清洗现场必须挂“注意安全”“严禁烟火”“有毒危险”“请勿靠近”的标语牌，并用绳子将现场围好。
（3） 化学清洗系统安全检查应符合下列要求:
（4） 与化学清洗无关的仪表和管道应隔绝。
（5） 临时安装的管道应与清洗系统图相符合，并经技术人员检查确认。
（6） 对影响安全的扶梯、孔、洞、脚手架等要做妥善处理。
（7） 清洗系统所有管道焊接可靠，支吊架牢固，所有阀门、法兰应严密，并设防溅装置，如用塑料薄膜包扎牢固等。
（8） 酸泵、取样点及化验站附近应没有安全水源，用胶管连接以备漏酸时冲洗，现场还应备有石灰以便中和漏酸用。
（9） 化学清洗时禁止在清洗系统上进行其他工作，尤其不准进行明火作业，在加药场地及炉顶禁止吸烟。直接接触化学药品的人员和检修工应穿防护服、胶鞋、带胶皮围裙、橡胶手套、口罩和防护眼镜或防毒面具以防酸、碱液飞溅烧伤。
（10） 清洗过程中应有检修人员值班，随时消除设备缺陷。
（11） 清洗现场应备有0.2%硼酸5升、2~3%NaCO3溶液5升、0.5%NaHCO35升，清洗过程中应有医护人员值班，并备有防酸碱烧伤急救药品。
（12） 参加清洗的人员都应了解酸洗措施，没有现场指挥人员允许，不得擅自进行操作。
2、 分工
机组化学清洗是一项专业性强、涉及面广、要求组织严密的工作，应在试运指挥部的统一领导下进行，并成立酸洗领导小组，负责领导、指挥整个化学清洗工作。建设、施工、生产、调试各方应团结协作，密切配合，共同完成。
（1） 施工单位
临时系统安装、临时措施实施；
临时系统操作；
按清洗要求完善临时系统并对临时系统进行巡视、维护、消缺、清理；
药液配制；
负责组织协调各参建单位在清洗期间能密切配合，共同完成清洗操作。
负责正式系统操作及检查；
（2） 福源公司工程部、运行部
负责水源、汽源系统设备的操作及酸洗质量监督。
8