汽輪機凝結器化學清洗方法

王蘭明 祝友軍

（龍礦集團 265100）

汽輪機凝結器化學清洗方法

王蘭明 祝友軍

（龍礦集團 265100）

1 化學清洗方案的確定

凝汽器構造和材質，凝汽器銅管垢樣分析表明，其主要成分為CaOMgO，占80以上，而Fe2O3CuO的含量不到2。綜合安全、經濟因素考慮，最終確定采用操作安全性高的氨基磺酸酸洗法除垢，酸洗液中添加緩蝕劑，酸洗后進行硫酸亞鐵一次成膜保護，對酸洗干凈的銅管表面進行保護處理，以形成良好的水合氧化鐵膜，從而有效地解決銅管的多種腐蝕問題。清洗廢液排入沖灰水系統，不僅避免清洗廢液對環境造成污染，還可充分利用廢液殘余的酸性對沖灰系統進行除垢。

利用氨基磺酸與多種金屬化合物都能生成可溶性鹽類，在水中溶解度高，不析出沉淀，對金屬腐蝕小的特點，作為清洗劑可除去鐵、鋼、銅、不銹鋼等制造設施中在使用過程中生成的水垢和鐵垢。對銅的腐蝕性小于1g/（m2·h），小于電力行業標準。對Ca、Mg垢溶垢速度快，對鐵的化合物作用慢，可添加一些助劑，從而有效地溶解鐵垢，為盡量減小酸洗時對凝汽器銅管的腐蝕，減少藥劑的消耗量，以達到最佳的酸洗效果，進行了小型試驗。最終確定控制酸洗溫度為40℃、氨基磺酸濃度為3±0.5、緩蝕劑濃度為0.3。采用常州精科霞峰精細化工有限公司生產的JC2161清洗劑（復合氨基磺酸、表面活性劑等）、JC2867銅緩蝕劑（復合苯并三氮唑、有機胺類、助溶劑等）和JC2863消泡劑（復合有機硅類）。

2 化學清洗工藝

2.1 化學清洗流程

化學清洗范圍包括凝汽器銅管及其連通水室，采用單回路正逆流清洗。凝汽器銅管內流通截面為1.23m2，控制管內清洗流速為0.10～0.25m/s時，選用耐腐蝕、大流量、低揚程的清洗泵。

2.2 化學清洗前的條件

清洗系統應盡量簡化，便于操作。工業水向酸洗箱供水能力要達到500t/h，以便大流量水沖洗。清洗廢液排入沖灰水系統，排放管道應有一定管徑和安裝坡度，便于廢液大流量排放無死角。清洗箱不宜布置在電纜溝附近，清洗箱應有扶梯、平臺和圍欄，以便于配藥、清理等工作。不參加化學清洗的設施、管道、閥門、儀表和系統等應徹底隔離，如循環水進、出口和水室排水口等應加裝堵板。被清洗設施和臨時系統接口處應避免死區、盲腸，并盡量減少接口的數量。凝汽器銅管口內如有沉積淤泥或填塞，應先進行人工疏通并沖洗干凈，人工不能疏通時應進行加堵。

2.3 化學清洗注意事項

清洗前，應制定切實可行的安全操作規程，掌握所使用的藥劑特性及灼傷急救方法。氨基磺酸雖對人體毒性小，但其粉末和水溶液都能灼傷眼睛，對鼻子、咽喉和皮膚都具有刺激作用，所以操作時應穿耐酸服，戴防塵口罩、防護眼鏡和耐酸手套。搬運酸、堿應使用專用工具。一旦接觸酸、堿，應立即用大量清水沖洗，然后再進行相應急救處理。

2.4 化學清洗過程

2.4.1 水沖洗

用工業水沖洗清洗箱，沖洗干凈后向清洗箱再進工業水，啟動清洗泵沖洗臨時管道及凝汽器，甲、乙側正、逆開放沖洗，并分別試轉單臺和雙臺清洗泵，檢查運行出力和壓力（沖洗期間要求凝汽器各水室空氣門常流水，系統壓力≤0.2MPa），檢查系統嚴密性。沖洗至水清后停泵放水，清理清洗箱。

2.4.2 酸洗

向清洗箱進工業水，至2/3水位時啟動單臺清洗泵，向凝汽器進水并循環，同時向清洗箱通入蒸汽加熱。當水溫≥40℃、空氣門出水、清洗箱調整到低水位時，加入緩蝕劑。待緩蝕劑循環溶解15min后，向清洗箱內持續加酸，此時應注意必須打開排氣管排氣。系統酸濃度達3.5時停止加酸，投運監視管，正、逆循環清洗，清洗過程中可補充加酸，并控制Fe2、Cu2≤2000mg/L。

2.4.3 酸洗后

水沖洗及銅管表面預處理排酸后，啟動清洗泵正、逆大流量開放沖洗凝汽器，直至排水pH>5、總鐵≤50mg/L后停止清洗。然后加入磷酸三鈉800kg，控制pH=9～10，循環2h后排放。開蓋檢查銅管酸洗情況，用高壓水沖洗管中殘渣，并進行汽側灌水查漏。

2.4.4 成膜清洗

箱進工業水，啟動清洗泵正、逆開放沖洗凝汽器至排水酚酞不顯紅色。溶液箱控制低水位，加入90硫酸亞鐵，控制系統Fe2=50～150mg/L、pH=5.5～6.5，用工業水（必要時加入磷酸三鈉）調整pH，正、逆反復循環成膜。

2.4.5 成膜后

水沖洗清洗箱進工業水，啟動清洗泵開放沖洗，至排水澄清后停泵，系統水排空結束成膜，凝汽器復原。

2.4.6 清洗成膜過程

化學監督2.5化學清洗成膜效果清洗成膜結束后對凝汽器水室和清洗箱等進行清理檢查，抽取銅管檢查清洗成膜效果，同時檢查監視管樣和腐蝕指示片。經檢查驗收，1號機凝汽器：①清洗后的銅管表面清潔，無殘碳膜，無殘留硬垢，除垢率達到99以上（除垢率≥85為合格，除垢率≥95為優良），除垢效果非常顯著；②金屬基體平均腐蝕速率0.198g/（m2·h）；

根據相關酸洗評價標準，最終評價1號機凝汽器銅管清洗成膜效果為優良。接著，依次對2號、3號機凝汽器銅管也進行了清洗成膜，效果同樣非常好。考慮到4號機凝汽器銅管結垢與腐蝕均已經非常嚴重，直接采取更換銅管的方式處理。

3 經濟效益

1～3號機組凝汽器銅管清洗成膜后，表面清潔耐腐，傳熱效率提高，凝汽器端差平均下降3K，真空度提高，從而確保機組的安全運行，提高發電效率，并延長了銅管使用壽命。若采用更換銅管的方式，僅凝汽器銅管費用就高達100多萬元/臺，而酸洗費用只有5萬元/臺。凝汽器端差每降低1K，汽輪機熱效率可提高0.35。汽輪機滿負荷運行時約需蒸汽240t/h，需耗煤33t，煤價按500元/t計，每臺機組每年運行約8000h，則3臺機組可節約33×500×10-4×8000×0.35×3×3=415.8萬元/年。

4 結語

凝汽器銅管結垢后嚴重影響熱交換效果。對運行年限長、腐蝕嚴重、結垢多和以前清洗過的凝汽器銅管，只要化學清洗方法科學得當，清洗方案安全可靠，過程控制嚴謹，還是完全可以采取化學清洗除垢的，而且經濟效益和安全效益顯著。

TK264.1

A

1004-7344（2016）20-0229-01

2016-7-1