锅炉酸洗方法.doc

摘要:介绍了国内近年来多台300MW及以上的亚临界汽包炉和超临界直流炉的化学清洗的新工艺。并对不同清洗工艺特点进行简要评述。关键词:锅炉;化学清洗;新工艺1 前言随着电力工业的快速发展，300MW及以上机组数量不断增加，为了保证机组安全经济运行，人们采取了多项措施，其中化学清洗是重要措施之一。我国的大型发电机组化学清洗始于上世纪60年代，经过数10年的开发和实践，无论在清洗介质、清洗工艺和清洗系统设计和废液处理等方面都有长足的进步。大机组的化学清洗，大多采用EDTA、柠檬酸、氢氟酸和盐酸为主要清洗剂。文中着重介绍这几种清洗工艺的应用情况和特点。2低浓度EDTA二钠盐和硫酸调pH二步法清洗工艺该方法为俄罗斯提出。盘山发电厂2台500MW新建超临界直流炉化学清洗采用的就是低浓度EDTA二钠盐二步法清洗。清洗工艺:a.水冲洗;b.第1次EDTA酸洗:10-20g/L的EDTA二钠盐，0.5g/1-的卡布塔克斯，1.5g/L的on-l0，用硫酸调pH=2.5 -3.8 ，清洗温度100-1250C，清洗时间约10h ;c.水冲洗至铁含量小于50mg/L;d. 第2次EDTA酸洗。5-7g/L的EDTA二钠盐，其它条件和第1次EDTA酸洗完全相同;e.水冲洗，用氨水调pH9.5，冲洗至铁含量小于50mg/L;f. 钝化，氨水调pH=9.5-10.5,N2H4浓度为300-600m g/L，温度100-120，钝化12h,主要清洗设备为2台1500m3/h的固定清洗泵，其它配药设备和2个总容积为14000m3的废液储存池。清洗范围:省煤器、上下辐射区、内置分离器、过热器、汽一汽交换器、再热器、主蒸汽管道、减温水管、除氧器、高低压给水管道和高压加热器。清洗所用药品及水量:EDTA二钠盐、卡布塔克斯、on-l0、浓硫酸、氨水、联胺、生石灰;除盐水约30000m3,清洗效果:清洗结束后割开省煤器、下辐射区、过热器等联箱检查，联箱内干净，没有残渣，从锅炉不同部位割管检查结果看:管锈蚀物清洗干净，无点蚀，无二次锈，钝化膜均匀致密，呈黑色;指示片的腐蚀速率为0.01-6.5g/(m2h),该清洗工艺特点:a.清洗系统为永久性固定设备和系统，适应大系统操作和全热力系统清洗;b.大流量清洗泵对系统冲洗效果好，但一次性投资大;c.清洗效果良好;d.药品价格昂贵，除盐水耗量大;e.清洗时间长，每台锅炉清洗耗时长达15d.3 氢氟酸清洗3.1氢氟酸开路清洗华能杨柳青电厂扩建工程5,6号锅炉为德国生产的复式循环塔式结构直流锅炉。酸洗范围包括高压给水管道、省煤器、汽水分离器、过热器及相应的各联箱和联络管、再热器、减温器及高压旁路站。清洗步骤包括:除盐水冲洗、润湿剂处理、除盐水冲洗、酸洗(氢氟酸人口浓度为l%-1.2%，开路清洗排放标准为全铁小于2g/L转为浸泡，浸泡时间为2h)除盐水变流量冲洗至冲洗水出人口电导差小于10us/cm，开始加人钝化剂(氨水和双氧水)，、常温钝化至排放口浓度合格0.5h,钝化结束。清洗后检查:金属表面光滑，钝化膜完整呈钢灰色，个别部位呈灰黑色。腐蚀挂片腐蚀速率为0.159/m2h.华能营口电厂2台超临界直流炉采用氢氟酸开路清洗工艺与锅炉制造商提供的EDTA二钠盐和硫酸混合介质循环酸洗工艺相比，至少减少1/3的临时工作量，节省材料且缩短酸洗工期，效益明显。3.2氢氟酸循环清洗江苏利港电厂l,2号锅炉为美国福期特惠勒生产的自然循环亚临界汽包炉，新建机组化学清洗采用的是充氮循环氢氟酸清洗。实施中将氮气充人锅炉下降管内，使下降管内清洗液变成汽水混合物，密度小于1，这样下降管和水冷壁内的清洗液形成密度差，达到循环清洗目的。此工艺系统简单，安装方便，清洗效果好，费用低，耗水少，但氮气耗量大。因此，保证充足的气源，使6根下降管内保持氮气流量均匀分布是确保清洗系统内循环流速均匀的关键。绥中发电厂2号(800MW)机组酸洗，考虑除盐水供应不足问题确定采用氢氟酸循环清洗工艺。清洗范围包括主凝结水部分管道、除氧器、高压给水管道、省煤器及水冷壁、过热器、再热器、主蒸汽管道、再热蒸汽管道、减温水及点火分离器管道。清洗工艺如下:a.清洗系统水冲洗:包括一次汽、水系统顺流程，一次汽、水系统逆流程冲洗;二次汽系统顺流程冲洗及逆流程冲洗;减温水系统水冲洗。冲洗水流量为2000-3000t/h，冲洗至排水澄清。b.金属清洗剂801循环清洗及冲洗:系统充满除盐水，建立大循环，同时高加投蒸汽加热，在省煤器、水冷壁、过热器、再热器水温达到90后，分2个系统注人801清洗剂，循环8h(每隔2h切换一次回路)。循环结束后，用除盐水冲洗至出口pH值为7左右。c.HF循环酸洗:温度50。酸洗流量1 000 t/h，冲洗流量为2000t/h。步骤包括一次汽回路进酸，循环3h后向系统注人除盐水置换浓酸至pH值升到3左右进行浸泡;然后开始二次汽回路进酸、循环酸洗和置换，最后继续置换一次汽回路至铁含量10.2 ,氧化还原电位十10 mV。柠檬酸酸洗废液处理是相当困难的，其COD值达20000mg/1.，要处理达标至CODO,清洗效果:汽包和割管的金属表面洁净，无残留无浮锈无粗晶析出，形成均匀致密钢灰色钝化膜，指示片腐蚀速度在0.49g/m2.h,汽包炉如沙角C电厂3台美制660MW采用的就是EDTA按盐清洗(由美国公司承担)，600MW级的直流炉如华能上海石洞口2台SULZER和CE联合制造的超临界直流炉的运行清洗均采用该法，只在排放EDTA清洗液后增加了3次水冲洗工序，从而有效地将粘附于管壁和死角处的废液冲洗干净，点火时水汽品质很快就能达标。湖南省电力试验研究院和江苏省电力科学研究院在联合对华润常熟二电厂600MW首台国内制造的复合循环超临界直流炉清洗中也是采用EDTA铵盐清洗，并对其钝化工艺进行了新的改进，清洗效果优良，1,2号机组清洗指示片腐蚀速度分别为0.38 ,0.42 g/m2.h 腐蚀总量均5g/m2;具体清洗范围为省煤器、水冷壁、分离器、贮水箱等。锅炉化学清洗系统安装了临时管道以及配药、加药装置。通过临时系统向锅炉过热器充人保护液，向锅炉系统省煤器、水冷壁、分离器及贮水箱打人酸洗药液，通过炉水循环泵进行循环清洗。锅炉清洗工艺为EDTA酸洗、水冲洗及钝化。在炉水循环泵出口管上设置水冷壁监视管，清洗结束后对监视管进行检查。水冷壁和监视管内部氧化铁皮已被彻底清除，表面光洁，无点蚀、无镀铜、无金属粗晶析出等过洗现象。水冷壁管样金属表面形成完整铁灰色钝化保护膜，无残留物。在炉水循环管临时旁路内悬挂15CrMoV钢腐蚀指示片测定清洗期间的金属腐蚀总量及腐蚀速率。指示片表面光洁，无点蚀现象。割开下联箱手孔检查，下联箱内表面被清洗干净，表面光洁无残留物，无二次锈，并形成完整铁灰色钝化膜。值得指出的是机组在后续的冲管和启动过程中，不需投人凝结水精处理，水汽品质很快就能达标，比较同类机组的首次启动少用除盐水2万t以上，效益十分明显。6 盐酸清洗盐酸清洗低毒高效、价廉，但工序较多，临时管道安装复杂耗时并需要大流量清洗泵。另外除盐水用量较大。应用盐酸清洗工艺的600MW汽包炉居多。邯峰发电厂2X660MW工程是与西门子公司合作项目，锅炉是美制世界上最大的“W”型火焰自然循环汽包炉。与通常的动态清洗工艺不同，采用的是热盐酸静态浸泡工艺，流程包括3.45MPa压力下碱煮和热盐酸静态浸泡、氮气顶压排放、中和和钝化等。清洗范围包括锅炉本体水冷壁、汽包和省煤器。清洗工艺:a.水冲洗:除盐水通过水冷壁下联箱、省煤器入口联箱排污阀排出，冲洗至排水澄清透明;b.煮炉(与烘炉同时进行):锅炉点火，8h内将压力升至3.45M Pa，并保持24h，每6h通过水冷壁排污阀门排污1次;。.水冲洗:至排水清，pH9.0 ;d.锅炉酸洗:先进行模拟配酸工作，开启清水泵和溶药泵，调整流量，模拟实现混合联箱出口溶液达到酸洗浓度要求。酸浸泡:向临时水箱注人除盐水并投人加热系统，使水箱水温度控制在68-71。在加人酸液前，临时水箱和凝补水箱内加人缓蚀剂并搅拌均匀。调节清洗泵和浓酸泵流量，使混合溶液通过水冷壁下联箱和省煤器注人锅炉。盐酸浸泡时间共5.5h ;e .氮气顶排下排废和水冲洗:氮气正压0.034-0.069MPa，冲洗结束排水pH=6.7;f.中和与钝化:炉内加1%磷酸三钠，温度68-71，点火升压3.45MPa，并保持5h，冷却后排净废液。钝化采用氨一联胺溶液，在93下保持8h后排放。检查结束后，用除盐水进行冲洗锅炉，以除去残留药液并将底部排污系统冲洗干净。哈尔滨三电厂4号600MW强制循环机组锅炉基建阶段化学清洗利用600m3除盐水箱和200m3预热器碱清洗水箱做清洗箱，盐酸加人后，间断启动炉水循环泵以保证系统循环均匀。清洗8h后排酸、水冲洗、柠檬酸漂洗。钝化采用氨水和乙醛月亏控制温度85-950C，钝化24h。与点火相比，节电约192万kW h，节油约80t，更重要的是保证了工期，经济效益显著。7 小结以上各种清洗方法在高参数的600MW以上汽包炉或300MW以上超临界直流炉均能达到良好的清洗效果。综合近年来的清洗实践，对于新建的大容量汽包炉的化学清洗若其中不含奥氏体钢成分，常规的盐酸清洗以其低毒、高效、价廉的优点仍然可作为首选清洗工艺。其次采用EDTA钱盐清洗工艺或协调EDTA对600MW以上汽包炉或超临界直流炉清洗也是比较理想的方法:清洗介质相对比较温和、安全，清洗工艺对基建或运行机组均实施方便，可最大限度利用正式系统而且清洗废液可通过回收方法降低清洗费用等;其钝化方法一般采用双氧水、氧气(对汽包炉)以及氨和联胺钝化，后者在超临界直流炉钝化中应用最广，因其能避免盐类残留物的污染。氢氟酸清洗方法由于废液中氟离子难以较彻底去除，在湿热多雨、地下水位高的地区，不宜采用。柠檬酸清洗材质范围广是比较安全的清洗介质，但因其清洗温度相对较高，临时系统要求较高且酸洗后需采用热水冲洗和废液处理等因素在一定程度上也限制其在大机组清洗中的应用。