化學清洗技術在超超臨界機組上的應用

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電分公司，河南 平頂山 467000)

新建火電機組鍋爐設備在投產前必須進行化學清洗工作，以除去鍋爐受熱面殘存的鐵銹、焊渣等雜質，保證鍋爐安全運行，提高鍋爐熱效率和水汽品質。

1 設備概況

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

自給水管路出來的水，由爐側一端進入位于尾部豎井后煙道下部的省煤器入口集箱中部的2個引入口，水流經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入位于鍋爐左、右兩側的集中下降管分配頭，再通過下水連接管進入螺旋水冷壁入口集箱。工質經螺旋水冷壁管、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入水冷壁出口混合集箱匯集，并經引入管引入汽水分離器進行汽水分離。循環運行時從汽水分離器分離出來的水從下部排入儲水罐，蒸汽則依次經過頂棚管、后豎井/水平煙道包墻、低溫過熱器、屏式過熱器和高溫過熱器。

2 化學清洗范圍

根據機組的實際情況，化學清洗分堿洗和酸洗2部分。堿洗采用當前最為環保的除油清洗工藝——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、鈍化膜質量優良、清洗時間短、用水量少等優點。

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

3 化學清洗過程

3.1 堿洗前水沖洗

(1)凝汽器汽側水沖洗：用除鹽水將凝汽器內污物沖洗干凈，凝汽器補水，啟動凝結水泵自循環20 min后打開排水門排水，如此反復，沖洗至出口水質澄清、透明，基本沒有固體顆粒沉淀物為止。沖洗流程為：除鹽水→凝汽器→凝結水泵→臨時管道→雨水井。

(2)凝結水系統及EDTA清洗系統水沖洗：采用分段水沖洗方法，將臨時管道、凝結水系統、除氧器、高低加汽側、省煤器、水冷器、鍋爐啟動系統進行分段沖洗，沖洗流量為800～1 000 t/h,沖洗至出口水質澄清、透明，基本沒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→凝結水泵→軸封加熱器→低加(先旁路后主路)→除氧器→臨時管道→雨水井；

流程2：除鹽水泵→凝汽器→凝結水泵→臨時管道→高加旁路→高壓給水管路→臨時管道→雨水井；

流程3：除鹽水泵→凝汽器→凝結水泵→臨時管道→高加旁路→高壓給水管路→省煤器→水冷壁下聯箱→臨時管道→雨水井；

流程4：除鹽水泵→凝汽器→凝結水泵→臨時管道→給水泵出口→高壓給水系統→省煤器→水冷壁→啟動分離器→儲水罐→臨時管道→雨水井；

流程5：除鹽水泵→除氧器→汽泵前置泵→臨時管道→高加旁路→給水操作臺→省煤器→螺旋水冷壁→垂直水冷壁→啟動分離器→儲水罐→臨時管道→雨水井；

流程6：凝汽器→臨時堿洗泵→臨時管道→5號低加汽側→6號低加汽側→疏水擴容器→凝汽器；

流程7：凝汽器→臨時堿洗泵→臨時管道→1號高加汽側→2號高加汽側→3號高加汽側→3號高加緊急疏放水管→凝汽器。

3.2 堿洗

3.2.1 過熱器充保護液

系統水沖洗合格后，省煤器系統、水冷壁系統充滿水，啟動臨時清洗泵將pH值調至9.5～10.5(25 ℃)、將含聯氨濃度為200～300 mg/L的保護液通過臨時管道、儲水罐、汽水分離器加入過熱器，直至過熱器出口集箱向空排氣門逐個冒水，逐級關閉所有空氣門，過熱器充聯氨保護液結束，以防止堿液、酸液進入過熱器系統。

3.2.2 堿洗過程

計算凝汽器水容積，用臨時泵將濃度為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除鹽水至高水位，按堿洗回路在常溫下循環清洗3 h攪勻藥液，循環流量為600～800 t/h，循環清洗后停止臨時堿洗泵及汽泵前置泵，系統靜泡10～12 h后結束堿洗，堿洗結束后，啟動堿洗泵將清洗液排至廢水系統進行收集。堿洗回路流程如下：

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

流程2(低加汽側管道系統)：凝汽器→臨時堿洗泵→臨時管道→5號低加汽側→6號低加汽側→疏水擴容器→凝汽器；

流程3(高加汽側管道系統)：凝汽器汽側→臨時堿洗泵→臨時管道→1號高加汽側→2號高加汽側→3號高加汽側→3號高加緊急疏放水管→凝汽器。

3.3 酸洗

堿洗結束后，按化學水沖洗流程對系統進行開式水沖洗，沖洗至出水雙氧水濃度為0為止。按清洗系統的體積計算所需的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，加入聯氨調節pH值為9.0～9.5。啟動清洗泵，向清洗系統加入EDTA清洗母液(EDTA清洗濃度為4 %～6 %)，補水至除氧水箱1/3水位、儲水箱零水位，建立清洗回路，2回路同時進行，投入輔汽至除氧器加熱，鍋爐點火升溫。當系統溫度為70 ℃時，調整鍋爐燃燒，維持該溫度，加入0.3 %的清洗緩蝕劑；然后系統加熱升溫至120 ℃，維持溫度在110～120 ℃并循環清洗4～8 h，循環流量約為1 000 t/h。清洗過程中維持除氧水箱水位在1/2處、儲水箱水位在2/3處。當EDTA的殘余濃度、鐵離子濃度趨于穩定后(EDTA殘余濃度為1.1 %，鐵離子濃度為3 980 mg/L)，拆開監視管，觀察鐵銹是否已被徹底清洗干凈。當監視管清洗干凈后，進入鈍化階段，再循環清洗6～8 h，EDTA清洗結束。清洗結束后，繼續循環，待系統溫度低于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→臨時管道→給水泵出口→高壓給水系統(高加旁路)→省煤器→水冷壁→啟動分離器→儲水箱→臨時管道→軸封加熱器→低加旁路→除氧器水箱；

流程2：臨時清洗泵→省煤器→水冷壁→分離器→儲水罐→臨時清洗泵。

3.4 清洗后水沖洗

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

3.5 清洗效果

清洗結束后，對清洗結果進行檢查：腐蝕指示片的平均腐蝕速度僅為0.97 g/(m2·h），優于8 g/(m2·h)的驗評標準；且腐蝕總量為15.04 g/m2，優于80 g/m2的驗評標準。進行割管檢驗發現，管道清洗干凈，無殘留物，保護膜完整，無點蝕和二次銹。檢驗項目的優良率為100 %。

4 化學清洗注意事項

(1)清洗前對所有參加人員進行技術交底，組織學習操作規程、技術措施及安全措施，熟悉系統設備的運行和操作。

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

(3)鍋爐清洗開始前過熱器系統應充滿氨-聯氨保護液，清洗過程中應控制好儲水罐水位，防止酸、堿清洗液進入過熱器系統。

(4)化學清洗前后，要對凝汽器、除氧器底部進行認真的人工清掃和沖洗，以保證化學清洗和整個機組的調試進度。

(5)清洗過程中現場應有醫務人員值班，并備有酸、堿灼傷和高溫清洗液燙傷及漏酸應急藥品，以防止意外情況發生。

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

(7)清洗廢液應排至廢水處理系統進行處理達標后排放，嚴禁直接進行排放而造成環境污染。

5 結束語

化學清洗是新建機組調試過程中的一個重要節點，清洗效果的好壞直接影響機組整個調試進程和投產后機組的正常運行，雙氧水+EDTA化學清洗技術采用雙氧水清洗除油，以EDTA銨鹽為主清洗雜質，適當擴大清洗范圍，取得了較好的清洗效果，可供同類型機組參考。