化學(xué)清洗技術(shù)在超超臨界機(jī)組上的應(yīng)用

王 磊，王俊杰，李海軍，陳蘭鵬

(中電投河南電力有限公司平頂山發(fā)電分公司，河南 平頂山 467000)

新建火電機(jī)組鍋爐設(shè)備在投產(chǎn)前必須進(jìn)行化學(xué)清洗工作，以除去鍋爐受熱面殘存的鐵銹、焊渣等雜質(zhì)，保證鍋爐安全運(yùn)行，提高鍋爐熱效率和水汽品質(zhì)。

1 設(shè)備概況

某電廠1期2×1 000 MW燃煤機(jī)組的鍋爐，為東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司生產(chǎn)的DG-3000/26.15-Ⅱ1型超超臨界參數(shù)、變壓直流爐、單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天島式布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、對(duì)沖燃燒方式，Π型鍋爐。鍋爐省煤器為單級(jí)非沸騰式，分上下2組布置于尾部雙煙道的后部煙道中(低溫過(guò)熱器下部)。鍋爐爐膛下部水冷壁為螺旋盤(pán)繞膜式管圈，上部水冷壁為垂直上升膜式管屏，上下部水冷壁之間設(shè)有混合集箱。

自給水管路出來(lái)的水，由爐側(cè)一端進(jìn)入位于尾部豎井后煙道下部的省煤器入口集箱中部的2個(gè)引入口，水流經(jīng)水平布置的省煤器蛇形管后由叉型管引出省煤器吊掛管至頂棚以上的省煤器出口集箱。由省煤器出口集箱兩端引出集中下水管進(jìn)入位于鍋爐左、右兩側(cè)的集中下降管分配頭，再通過(guò)下水連接管進(jìn)入螺旋水冷壁入口集箱。工質(zhì)經(jīng)螺旋水冷壁管、螺旋水冷壁出口集箱、混合集箱、垂直水冷壁入口集箱、垂直水冷壁管、垂直水冷壁出口集箱后進(jìn)入水冷壁出口混合集箱匯集，并經(jīng)引入管引入汽水分離器進(jìn)行汽水分離。循環(huán)運(yùn)行時(shí)從汽水分離器分離出來(lái)的水從下部排入儲(chǔ)水罐，蒸汽則依次經(jīng)過(guò)頂棚管、后豎井/水平煙道包墻、低溫過(guò)熱器、屏式過(guò)熱器和高溫過(guò)熱器。

2 化學(xué)清洗范圍

根據(jù)機(jī)組的實(shí)際情況，化學(xué)清洗分堿洗和酸洗2部分。堿洗采用當(dāng)前最為環(huán)保的除油清洗工藝——雙氧水清洗除油；酸洗采用EDTA(乙二胺四乙酸)銨鹽清洗工藝，該工藝清洗具有除垢率高、鈍化膜質(zhì)量?jī)?yōu)良、清洗時(shí)間短、用水量少等優(yōu)點(diǎn)。

采用雙氧水+EDTA的清洗范圍為鍋爐本體和爐前熱力系統(tǒng)，包括省煤器系統(tǒng)、水冷壁系統(tǒng)、啟動(dòng)分離器、儲(chǔ)水罐及附屬管道、除氧給水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)。雙氧水清洗范圍為：凝汽器汽側(cè)、高加、低加汽側(cè)及疏水管道。

3 化學(xué)清洗過(guò)程

3.1 堿洗前水沖洗

(1)凝汽器汽側(cè)水沖洗：用除鹽水將凝汽器內(nèi)污物沖洗干凈，凝汽器補(bǔ)水，啟動(dòng)凝結(jié)水泵自循環(huán)20 min后打開(kāi)排水門(mén)排水，如此反復(fù)，沖洗至出口水質(zhì)澄清、透明，基本沒(méi)有固體顆粒沉淀物為止。沖洗流程為：除鹽水→凝汽器→凝結(jié)水泵→臨時(shí)管道→雨水井。

(2)凝結(jié)水系統(tǒng)及EDTA清洗系統(tǒng)水沖洗：采用分段水沖洗方法，將臨時(shí)管道、凝結(jié)水系統(tǒng)、除氧器、高低加汽側(cè)、省煤器、水冷器、鍋爐啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分段沖洗，沖洗流量為800～1 000 t/h,沖洗至出口水質(zhì)澄清、透明，基本沒(méi)有固體顆粒沉淀物為止。沖洗流程如下：

流程1：除鹽水泵→凝汽器→凝結(jié)水泵→軸封加熱器→低加(先旁路后主路)→除氧器→臨時(shí)管道→雨水井；

流程2：除鹽水泵→凝汽器→凝結(jié)水泵→臨時(shí)管道→高加旁路→高壓給水管路→臨時(shí)管道→雨水井；

流程3：除鹽水泵→凝汽器→凝結(jié)水泵→臨時(shí)管道→高加旁路→高壓給水管路→省煤器→水冷壁下聯(lián)箱→臨時(shí)管道→雨水井；

流程4：除鹽水泵→凝汽器→凝結(jié)水泵→臨時(shí)管道→給水泵出口→高壓給水系統(tǒng)→省煤器→水冷壁→啟動(dòng)分離器→儲(chǔ)水罐→臨時(shí)管道→雨水井；

流程5：除鹽水泵→除氧器→汽泵前置泵→臨時(shí)管道→高加旁路→給水操作臺(tái)→省煤器→螺旋水冷壁→垂直水冷壁→啟動(dòng)分離器→儲(chǔ)水罐→臨時(shí)管道→雨水井；

流程6：凝汽器→臨時(shí)堿洗泵→臨時(shí)管道→5號(hào)低加汽側(cè)→6號(hào)低加汽側(cè)→疏水?dāng)U容器→凝汽器；

流程7：凝汽器→臨時(shí)堿洗泵→臨時(shí)管道→1號(hào)高加汽側(cè)→2號(hào)高加汽側(cè)→3號(hào)高加汽側(cè)→3號(hào)高加緊急疏放水管→凝汽器。

3.2 堿洗

3.2.1 過(guò)熱器充保護(hù)液

系統(tǒng)水沖洗合格后，省煤器系統(tǒng)、水冷壁系統(tǒng)充滿水，啟動(dòng)臨時(shí)清洗泵將pH值調(diào)至9.5～10.5(25 ℃)、將含聯(lián)氨濃度為200～300 mg/L的保護(hù)液通過(guò)臨時(shí)管道、儲(chǔ)水罐、汽水分離器加入過(guò)熱器，直至過(guò)熱器出口集箱向空排氣門(mén)逐個(gè)冒水，逐級(jí)關(guān)閉所有空氣門(mén)，過(guò)熱器充聯(lián)氨保護(hù)液結(jié)束，以防止堿液、酸液進(jìn)入過(guò)熱器系統(tǒng)。

3.2.2 堿洗過(guò)程

計(jì)算凝汽器水容積，用臨時(shí)泵將濃度為0.05 %～0.1 %的雙氧水加至凝汽器及除氧器，向凝汽器及除氧器補(bǔ)除鹽水至高水位，按堿洗回路在常溫下循環(huán)清洗3 h攪勻藥液，循環(huán)流量為600～800 t/h，循環(huán)清洗后停止臨時(shí)堿洗泵及汽泵前置泵，系統(tǒng)靜泡10～12 h后結(jié)束堿洗，堿洗結(jié)束后，啟動(dòng)堿洗泵將清洗液排至廢水系統(tǒng)進(jìn)行收集。堿洗回路流程如下：

流程1(爐本體及爐前系統(tǒng))：除氧器水箱→汽泵前置泵→臨時(shí)管道→給水泵出口→高壓給水系統(tǒng)→省煤器→水冷壁→啟動(dòng)分離器→儲(chǔ)水罐→臨時(shí)管道→軸封加熱器→低加旁路→除氧器水箱；

流程2(低加汽側(cè)管道系統(tǒng))：凝汽器→臨時(shí)堿洗泵→臨時(shí)管道→5號(hào)低加汽側(cè)→6號(hào)低加汽側(cè)→疏水?dāng)U容器→凝汽器；

流程3(高加汽側(cè)管道系統(tǒng))：凝汽器汽側(cè)→臨時(shí)堿洗泵→臨時(shí)管道→1號(hào)高加汽側(cè)→2號(hào)高加汽側(cè)→3號(hào)高加汽側(cè)→3號(hào)高加緊急疏放水管→凝汽器。

3.3 酸洗

堿洗結(jié)束后，按化學(xué)水沖洗流程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)式水沖洗，沖洗至出水雙氧水濃度為0為止。按清洗系統(tǒng)的體積計(jì)算所需的EDTA及還原劑、緩蝕劑等的用量，在溶藥箱中配制18 %～28 %的EDTA清洗母液，加入聯(lián)氨調(diào)節(jié)pH值為9.0～9.5。啟動(dòng)清洗泵，向清洗系統(tǒng)加入EDTA清洗母液(EDTA清洗濃度為4 %～6 %)，補(bǔ)水至除氧水箱1/3水位、儲(chǔ)水箱零水位，建立清洗回路，2回路同時(shí)進(jìn)行，投入輔汽至除氧器加熱，鍋爐點(diǎn)火升溫。當(dāng)系統(tǒng)溫度為70 ℃時(shí)，調(diào)整鍋爐燃燒，維持該溫度，加入0.3 %的清洗緩蝕劑；然后系統(tǒng)加熱升溫至120 ℃，維持溫度在110～120 ℃并循環(huán)清洗4～8 h，循環(huán)流量約為1 000 t/h。清洗過(guò)程中維持除氧水箱水位在1/2處、儲(chǔ)水箱水位在2/3處。當(dāng)EDTA的殘余濃度、鐵離子濃度趨于穩(wěn)定后(EDTA殘余濃度為1.1 %，鐵離子濃度為3 980 mg/L)，拆開(kāi)監(jiān)視管，觀察鐵銹是否已被徹底清洗干凈。當(dāng)監(jiān)視管清洗干凈后，進(jìn)入鈍化階段，再循環(huán)清洗6～8 h，EDTA清洗結(jié)束。清洗結(jié)束后，繼續(xù)循環(huán)，待系統(tǒng)溫度低于90 ℃后，將EDTA清洗液排放干凈。清洗流程如下：

流程1：除氧器水箱→汽泵前置泵→臨時(shí)管道→給水泵出口→高壓給水系統(tǒng)(高加旁路)→省煤器→水冷壁→啟動(dòng)分離器→儲(chǔ)水箱→臨時(shí)管道→軸封加熱器→低加旁路→除氧器水箱；

流程2：臨時(shí)清洗泵→省煤器→水冷壁→分離器→儲(chǔ)水罐→臨時(shí)清洗泵。

3.4 清洗后水沖洗

當(dāng)清洗鈍化液排盡后，在溶藥箱配制含聯(lián)氨濃度為200～300 mg/L，pH值為9.5～10.5的清洗液，并將其加入到系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)沖洗，加熱到90 ℃并維持2 h。打開(kāi)空氣門(mén)，將廢液排放后利用鍋爐余熱干燥清洗表面。

3.5 清洗效果

清洗結(jié)束后，對(duì)清洗結(jié)果進(jìn)行檢查：腐蝕指示片的平均腐蝕速度僅為0.97 g/(m2·h），優(yōu)于8 g/(m2·h)的驗(yàn)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)；且腐蝕總量為15.04 g/m2，優(yōu)于80 g/m2的驗(yàn)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)行割管檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，管道清洗干凈，無(wú)殘留物，保護(hù)膜完整，無(wú)點(diǎn)蝕和二次銹。檢驗(yàn)項(xiàng)目的優(yōu)良率為100 %。

4 化學(xué)清洗注意事項(xiàng)

(1)清洗前對(duì)所有參加人員進(jìn)行技術(shù)交底，組織學(xué)習(xí)操作規(guī)程、技術(shù)措施及安全措施，熟悉系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行和操作。

(2)加藥工作人員要穿專(zhuān)門(mén)的防酸堿工作服，帶口罩、手套、眼鏡等；沖洗泵附近應(yīng)有水源，以備閥門(mén)或管道泄漏時(shí)沖洗使用。

(3)鍋爐清洗開(kāi)始前過(guò)熱器系統(tǒng)應(yīng)充滿氨-聯(lián)氨保護(hù)液，清洗過(guò)程中應(yīng)控制好儲(chǔ)水罐水位，防止酸、堿清洗液進(jìn)入過(guò)熱器系統(tǒng)。

(4)化學(xué)清洗前后，要對(duì)凝汽器、除氧器底部進(jìn)行認(rèn)真的人工清掃和沖洗，以保證化學(xué)清洗和整個(gè)機(jī)組的調(diào)試進(jìn)度。

(5)清洗過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有醫(yī)務(wù)人員值班，并備有酸、堿灼傷和高溫清洗液燙傷及漏酸應(yīng)急藥品，以防止意外情況發(fā)生。

(6)清洗過(guò)程中要按要求配制清洗液，精準(zhǔn)控制系統(tǒng)溫度，及時(shí)投退油槍及加熱蒸汽，保證清洗溫度在正常范圍內(nèi)。

(7)清洗廢液應(yīng)排至廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)后排放，嚴(yán)禁直接進(jìn)行排放而造成環(huán)境污染。

5 結(jié)束語(yǔ)

化學(xué)清洗是新建機(jī)組調(diào)試過(guò)程中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，清洗效果的好壞直接影響機(jī)組整個(gè)調(diào)試進(jìn)程和投產(chǎn)后機(jī)組的正常運(yùn)行，雙氧水+EDTA化學(xué)清洗技術(shù)采用雙氧水清洗除油，以EDTA銨鹽為主清洗雜質(zhì)，適當(dāng)擴(kuò)大清洗范圍，取得了較好的清洗效果，可供同類(lèi)型機(jī)組參考。