国内某电厂600MW机组锅炉化学清洗技术总结

2022-03-30 08:20:34 | 浏览次数：

摘要：某电厂#3机组锅炉属亚临界参数、控制循环2030t/h汽包炉。机组热力系统主要采用水冲洗，盐酸酸洗，柠檬酸漂洗和双氧水钝化工艺。化学清洗完成后对柠檬酸废液通过临时管道打至灰场，其他廢液中和处理至pH值为6～9后排放，符合《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T794-2001）中要求的标准。

关键词：锅炉；化学清洗；钝化

中图分类号：TM621.8 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）36-0034-02

1 技术说明

某电厂二期工程2×600MW机组扩建工程#3锅炉属亚临界参数、控制循环加内螺纹管单炉膛、一次再热、平衡通风、锅炉房紧身封闭、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型汽包炉。锅炉型号：HG-2030/17.5-HM。

2 锅炉清洗范围

省煤器、水冷壁及下联箱、汽包、下降管及临时系统，共计350m3。

系统循环流程为：清洗箱→临时清洗泵→临时管道→省煤器及水冷壁下联箱→汽包→下降管→炉水循环泵入口集箱→#2循环泵壳→临时管道→清洗箱

3 清洗工艺说明

3.1 清洗步骤

（1）水冲洗。分别建立省煤器和水冷壁的循环冲洗回路冲洗至出水澄清无杂质，冲洗水通过临时管道排放。（2）酸处理。维持酸浓度3～5%，缓蚀剂浓度0.4%，控制系统温度50～60℃，酸洗结束后由酸液临时系统排至废液池。（3）酸洗后水冲洗。通过整炉放水和循环冲洗方式冲洗至排水Fe≤50mg/L， pH值为4.0～4.5。（4）漂洗和钝化。冲洗结束后，升温至75～90℃，加入柠檬酸，用液氨调整pH值至3.5～4进行漂洗，漂洗结束后需通过串水方式将漂洗液铁含量降至300mg/L以下，系统温度降至50～60℃，并迅速将pH值调至9.5～10，接着加入钝化剂钝化，4～6h后钝化结束。

3.2 清洗流量控制

为使系统各管路内酸洗流速达到或接近0.2m/s，冲洗流速0.5m/s，对省煤器和水冷壁各阶段流量控制如下：

省煤器：

水冲洗流量：280～300t/h；

酸洗、漂洗和钝化流量：220～240t/h。

水冷壁：

水冲洗流量：460t/h；

酸洗、漂洗和钝化流量：350t/h

3.3 各步骤控制标准

（1）水冲洗：

对浊度进行检测，出水应澄清无杂质；温度为常温。

（2）酸洗

药品浓度：3～5%盐酸、0.3～0.5%缓蚀剂；

温度：50～60℃；

时间：6～8h。

（3）酸洗后水冲洗

Fe≤50mg/L，pH值为4.0～4.5；

温度为常温。

（4）漂洗

药品浓度：0.3～0.5%柠檬酸、0.3～0.5%缓蚀剂

温度：75～90℃

时间：2～4h

（5）钝化

药品浓度：0.3～0.5%双氧水、液氨调pH值9.5～10

温度：50～60℃

时间：4～6h

4 清洗过程及结果

整个清洗过程依照上述控制标准执行。实际过程和主要数据如下：（1）水冲洗。为保证冲洗流量，省煤器和水冷壁回路单独进行冲洗，冲洗时最大流量分别达300t/h和450t/h，冲洗至排水澄清透明，在系统冲洗同时对整个系统进行了严密性试验，记录漏水或渗水点，并在冲洗结束后进行处理，整个冲洗过程耗时约5h，共耗水约1030t。（2）酸洗。系统冲洗结束后，同时投入省煤器和水冷壁回路，建立循环，并投入蒸汽加热，监测系统的升温情况，以确保各回路循环均匀。当省煤器和水冷壁入口集箱温度均升至55℃左右且系统出入口温度均匀后，开始加入缓蚀剂并循环2h后加酸，系统入口酸浓度最高为4.8%，出口酸浓度最高为4%，为保证清洗效果，在加酸完毕之后的酸洗过程中每小时进行一次系统切换，即将省煤器和水冷壁其中一路解裂浸泡，而对另一路单独进行循环清洗，保证了各回路的酸洗流速达0.2m/s。过程中全铁最高峰值为3200mg/L，清洗时间约6h，温度维持在55～60℃，合格后排放口酸浓度为3.7%，全铁含量为2980mg/L，共耗酸56t，缓蚀剂1.4t。（3）酸洗后水冲洗。采用排空和顶排方式分别对省煤器和水冷壁回路进行冲洗，为缩短冲洗时间，降低二次锈蚀，均采用较高流速冲洗，省煤器和水冷壁冲洗流量分别为300t/h和460t/h，冲洗结束时省煤器回路pH值4.62，全铁35.3mg/L；水冷壁回路pH值4.81，全铁33.6mg/L。整个冲洗过程耗时约9h，共耗水近2000t。（4）漂洗。按照酸洗的方式建立循环，系统温度升至75℃，添加柠檬酸缓蚀剂1.4t，1h后待缓蚀剂循环均匀开始加柠檬酸，同时加入液氨将漂洗液pH值调至3.5-4.0，系统入口柠檬酸浓度最高为0.9%，pH值为4.5，系统出口柠檬酸浓度最高为0.6%，pH值为3.2，清洗过程中全铁含量最高400mg/L，温度控制在75-90℃，漂洗时间约3.5h，并在漂洗过程中每小时进行一次系统切换，结束时排放口酸浓度为0.49%，pH值4，全铁含量330mg/L。共消耗一水柠檬酸1.8t，液氨约60kg。（5）钝化。漂洗结束后进行串水降温，系统入口温度为57℃，出口温度60℃，且排放口全铁202mg/L时，建立循环，并迅速加入液氨将pH值调至9.5以上，当系统入口pH值9.69、出口9.12时开始加入双氧水，实际钝化过程中，pH值最高为9.94，最低为9.75，双氧水浓度为0.2～0.3%，约持续6h。结束后排放口留样化验得双氧水浓度为0.23，pH值为9.9。共消耗双氧水5.1t，液氨约1.2t。清洗结果检查：金属表面光滑，钝化膜呈钢灰色，个别部位颜色较深，呈黑色，腐蚀指示片的腐蚀速率为3.8g/（m2·h），腐蚀总量为43.7g/m2。

5 问题讨论

前面所述的内容包含了化学清洗的三个基本过程，即水冲洗过程，化学溶解过程，腐蚀电化学过程。冲洗过程用除盐水冲洗，清除系统内的污物；化学溶解过程即清洗剂对各种垢的溶解，此过程不存在电子的得失问题；腐蚀电化学过程包括金属腐蚀过程和钝化过程。清洗过程中，酸对金属基体的腐蚀是通过加入缓蚀剂控制的，国内缓蚀剂已能满足要求，下面对酸洗后的水冲洗和钝化做一分析：

酸洗结束后，由于系统酸液排空，金属基体直接和氧气接触，不可避免的出现二次锈蚀现场，对此可通过冲洗后的漂洗工艺除去二次浮绣。

在酸洗后的水冲洗过程中，冲洗水的pH值较低，H+浓度含量高，还是会对金属造成电化学腐蚀，其电化学反应如下：

阳极：Fe→Fe2++2e

阴极：2H++2e→H2

此外，冲洗水中的溶解氧也会起到阴极去极化剂作用而参加電极反应，加速了金属的腐蚀过程，对整个酸洗的腐蚀速率和腐蚀总量造成影响。

漂洗结束后至钝化阶段，金属腐蚀体系溶液中离子成分发生变化影响了腐蚀过程的最终产物，即铁钝化膜的形成。当通过漂洗结束的串水后，溶液中离子含量降低，加入液氨和双氧水后，铁的电位升高，阳极过程的最终产物有Fe2+变为成膜的Fe2O3或Fe3O4，铁的电位高低双氧水加入量的影响。

采用双氧水钝化必须满足离子含量低的条件：因为高离子含量会影响电化学反应的阴极和阳极过程，有的直接参加反应，有的影响钝化效果，例如：在钝化工艺的pH值下，含量高的铁离子会形成沉淀沉积在金属表面；若溶液中Cl-浓度高会破坏钝化膜和促进点蚀。这些都直接影响钝化效果。

6 结束语

（1）H2O2-NH3钝化方法简捷，废液污染小，处理简单；（2）钝化前串水过程要控制好汽包水位，避免钝化前金属基体直接接触空气；（3）应尽量降低钝化液中离子含量；（4）调整好液氨和双氧水加入浓度，以使铁电位稳定在Fe2O3区域。

参考文献：

[1]赵引侠.阳宗海电厂三期工程船机组锅炉化学清洗顺利完成[J].云南电力技术，2007（2）：29-29.

[2]温镇.600MW机组超临界直流锅炉的化学清洗[J].清洗世界，2008，24（3）：9-12.