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600 MW直流锅炉化学清洗工艺及效果分析

技术应用 | 来源:本网 | 发布日期:2017-11-16 查看次数:407

核心提示:  近年来我国电力工业发展突飞猛进,根据电力工业部颁发的按照规定要求对电站锅炉进行化学清洗工作。化学清洗不仅能使锅炉安全运行,节约燃料,提高传热面的金属强度,而且能有效提高锅炉的蒸发率,延长锅炉的使用寿命,并对节约能源和提高经济效益有着重大的实际意义。目前,一些电站企业在锅炉酸洗和钝化过程中未能选择正确的化学清洗方法,以致于造成锅炉结垢和腐蚀,使金属蠕胀而改变其金相结构,降低强度,从而导致锅炉过热

  近年来我国电力工业发展突飞猛进,根据电力工业部颁发的按照规定要求对电站锅炉进行化学清洗工作。化学清洗不仅能使锅炉安全运行,节约燃料,提高传热面的金属强度,而且能有效提高锅炉的蒸发率,延长锅炉的使用寿命,并对节约能源和提高经济效益有着重大的实际意义。目前,一些电站企业在锅炉酸洗和钝化过程中未能选择正确的化学清洗方法,以致于造成锅炉结垢和腐蚀,使金属蠕胀而改变其金相结构,降低强度,从而导致锅炉过热而爆管,造成经济损失。因此,为了确保锅炉运行中良好的水汽质量,避免炉管结垢腐蚀,锅炉清洗和钝化必不可少。

  广东粤电靖海发电有限公司现有2台600MW燃煤发电机组,分别于2007年2月18日和2007年6月28日投产发电,锅炉为超临界参数、变压直流炉、对冲燃烧方式、固态排渣、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、全钢构架、全悬吊结构丨丨型烟煤锅炉。

  按照DL/T794―2001火力发电厂锅炉化学清洗导则规定,我公司在安装完毕投产前采用双氧水和EDTA钠盐对机组进行了化学清洗。从EDTA清洗工艺的效果看,EDTA化学清洗与一般使用的盐酸等酸洗工艺对比有着明显的优势。

  系统简单,临时管路少,整个程序时间短。

  废液可以回收,胺盐重新结晶再利用避免了对环境的污染,又可以节约资金。

  在EDTA溶液中加入适当的缓蚀剂,其对金属的腐蚀性极小。同时,酸洗、钝化一步到位。脱落的氧化铁与清洗液形成溶液,减少了善后清理和堵管现象,产生了良好的工艺效果。

  耗水量约为盐酸酸洗的一半。

  ⑶由于EDTA废液可以回收,回收率可达90%以上,使耗资仅为盐酸酸洗的60%左右。

  目前,采用除盐水作为补充水的火电机组锅炉内沉积物的主要成分是Fe34、Fe23和FeO等铁的化合物,另外还可能含有少量的铜、钙和镁的化合物。在水溶液中铁氧化物存在着以下的水解平衡:常数的大小,可以判定在此条件下能否生成稳定的络合物,即在此pH值条件下能否达到络合除垢的目的。洗炉中常见的离子如Ca'Mg'Fe'Fe'C,等络合物共同稳定的pH值是7.010.5.EDTA在pH值较低的条件下对沉积物的清洗能力较强,随着清洗过程的进行,当清洗液的pH值大于8时,清洗液的清洗能力显著降低,清洗结束进入钝化pH值范围,因此EDTA清洗可实现除垢钝化一步完成。

  1清洗工艺简述根据火力发电厂锅炉化学清洗导则(DL/T794―2001)的要求,结合机组的实际情况,本清洗过程分2部分:碱洗和酸洗。本次化学清洗碱洗采用当前最为环保的除油清洗工艺:双氧水清洗除油;酸洗采用EDTA钠盐清洗工艺,EDTA清洗废液处理采用先回收后综合处理的方法。

  2清洗范围、清洗工艺参数2.1碱洗(H202除油清洗)清洗范围凝汽器汽侧、化学精处理旁路、轴封加热器及旁路、85低加水侧及旁路、1/2除氧器水箱、高中低压给水管道、凝结水管、31高加水侧及旁路、56低加汽侧、31高加汽侧、省煤器、螺旋水冷壁、垂直水冷壁、启动分离器、贮水箱等。

  2.2EDTA清洗范围除氧水箱、高中低压给水管道、31高加水侧及旁路、凝结水管道、轴封加热器及旁路、85低加水侧及旁路、省煤器、螺旋水冷壁、垂直水泠壁、启动分离器、贮水箱等。

  第一回路:除氧器水箱―给水前置泵―临时管道―轴封加热器及旁路―85低加及旁路―除氧器水箱;第二回路:除氧器水箱―给水前置泵―31高压加热器及旁路―给水操作台―省煤器―螺旋水冷壁―垂直水冷壁―启动分离器―贮水箱―临时管道―除氧器水箱。

  2.3化学清洗工艺参数化学清洗工艺参数如表1所示。

  表1化学清洗工艺参数清洗步骤工艺要求测试项目及结束指标分析间隔时间水冲洗水质透明澄清出口水质透明澄清连续测试碱洗HO2:。05%0.1%温度:常温循环清洗:h浸泡:约1012hH2O2浓度每小时测试1次水冲洗除盐水冲洗出口水质透明澄清检测不出H2O2浓度接近终点时连续总铁浓度结束时EDTA残余浓度>0.5%清洗时每60测量1次酸度、pH值、温度和总铁浓度本次清洗就是利用一定浓度的乙二胺四乙酸(EDTA)的钠盐溶液作为清洗液,利用EDTA的络合作用溶解金属表面的沉积物。不同的pH值条件下EDTA存在以下不同的形态:在适当的条件下,EDTA络合基元Y4-与金属离子络合从而促进沉积物的溶解。铁氧化物在被络合溶解的过程中释放出相应数量的OH-(如Fe3O4+4H2O―2Fe3++FeM+8OH),随沉积物的溶解,pH值自动升高。根据金属离子与EDTA形成的络合物在一定pH值条件下平衡DL/T561火力发电厂水汽化学监督导则DL/T794―2001火力发电厂锅炉化学清洗导则DL/T889―2004电力基本建设热力设备化学监督导则3清洗过程3.1碱洗碱洗前对临时系统、凝汽器汽侧及低加汽侧、炉前低压系统进行水冲洗;对凝汽器、低加水侧及高低加汽侧碱洗及碱洗后水冲洗,双氧水清洗液排完后,凝汽器补水至高水位,凝汽器及低加汽侧水冲洗步骤冲洗至出水双氧水浓度约为0、出口水质透明澄清为止;对高加水侧及炉本体系统碱洗及碱洗后水冲洗。

  清洗EDTA清洗母液的配制按清洗系统的体积及小型试验计算所需的EDTA用量及还原剂、缓蚀剂等用量,并配制成12%18%的EDTA清洗母液,pH值为5.56.0.清洗⑴向清洗系统加入EDTA清洗母液,补水至除氧器水箱水位1/3水位、贮水箱0水位,按升温试验回路循环加热升温至120130°C,维持该温度下循环清洗1012h.清洗过程中除氧器水箱水位维持在略高于2/5、贮水箱低于2/3水位。当EDTA的残余浓度、铁离子浓度趋于稳定后,拆看监视管,观察铁锈是否已被彻底清洗干净。当监视管清洗干净后,调整清洗液pH值到8.59.5进入钝化阶段,再循环清洗68h,EDTA清洗结束。清洗结束后,继续循环,待系统温度低于100°C,将EDTA清洗液排放干净。

  在升温过程中利用省煤器入口的温度测点和红外线测温仪对加热器的进出口、贮水箱至除氧器水箱临时管道的温度进行监测,30min测量1次。当发现2高加进出口温差大于30°C或者升温速率较慢时,减少投2高加蒸汽及适当加大投除氧器水箱混合加热,从而减小2高加进出口温差,提高系统整体温度。

  在各回路清洗过程中,严格监测EDTA有效浓度、总铁浓度、pH值和温度等参数指标。以上项目每60min分析1次;当EDTA有效浓度、总铁离子浓度、pH值、温度及时间等参数指标趋于稳定状态确定清洗已接近终点。

  EDTA的废液处理EDTA清洗结束后,继续循环,同时打开锅炉所有人孔及烟道档风板(若条件具备的话启动风机),将系统温度迅速降到100°C以下,停给水前置泵,将清洗系统内的EDTA清洗液迅速全部退回贮药箱,时间控制在2h之内。

  EDTA的回收:在EDTA清洗液中加入浓硫酸(pH控制在0.81.2),使EDTA发生酸效应生成沉淀析出,用压缩空气搅拌均匀后,静置12天。上部澄清液经检查确定EDTA浓度达到排放标准,排到工业废水系统进行处理。箱内EDTA结晶体用除盐水漂洗后袋装干燥。

  4化学清洗结果被清洗的金属表面清洁,基本上无残留氧化物和焊渣,不出现二次浮锈,无点蚀,无明显金属粗晶析出的过洗现象,没有镀铜现象,金属表面形成完整的钝化膜;腐蚀指示片平均腐蚀速率小于8g/(m2h),腐蚀总量小于打开除氧器水箱,内部清洗无残渣;打开凝汽器热井,内部清洗无残渣;清洗结束后对水冷壁等部位检查表明:金属表面清洗干净,光滑无镀铜,呈现灰色钝化膜,20号钢和BHW-35钢的腐蚀速度分别为7.35g(m2h)和7.5g(m2h),清洗及钝化效果良好。

  5结语本次清洗较好地去除了氧化铁、铜垢以及钙、镁垢类沉积物,对金属的腐蚀性也极小,清洗后,金属表面生成了良好的防腐保护膜,无需另行钝化处理;并且清洗时的临时装置较简单,清洗后的废液提取纯净EDTA后用水稀释可直接排放,但是,这类清洗剂的价格较高。

  方向:电厂化学。


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