電站鍋爐EDTA二鈉鹽清洗工藝的探討

顏自琦

（武漢凱迪綠色能源開發(fā)運營有限公司，湖北武漢 430223)

電站鍋爐EDTA二鈉鹽清洗工藝的探討

顏自琦

（武漢凱迪綠色能源開發(fā)運營有限公司，湖北武漢 430223)

EDTA二鈉鹽具有對金屬腐蝕性小、酸洗及鈍化一步完成，臨時系統(tǒng)簡單，除鹽水用量少，清洗工期短等優(yōu)點，某電廠2×300MW #1機組采用了EDTA二鈉鹽清洗工藝，其清洗效果良好，符合電力行業(yè)標準。

EDTA二鈉鹽；清洗；鈍化；鈍化膜

1 工程概況

某發(fā)電廠300MW#1機組為新建機組，機組設備在制造、運輸、現(xiàn)場存放和安裝過程中，其熱力系統(tǒng)不可避免地產(chǎn)生一些腐蝕產(chǎn)物及受到污染。為保證機組安全運行，確保鍋爐在試運過程中水汽品質(zhì)盡快合格，根據(jù)《火力發(fā)電廠鍋爐化學清洗導則》的規(guī)定，在投產(chǎn)前其相關系統(tǒng)及蒸發(fā)受熱面必須進行化學清洗。

2 清洗范圍

其包括省煤器、水冷壁、水冷屏、1/2汽包、下降管、集箱、部分高壓給水管道。

3 清洗方法及工藝要求

3.1 爐本體化學清洗工藝

EDTA具有對金屬腐蝕性小、酸洗及鈍化一步完成，臨時系統(tǒng)簡單，除鹽水用量少，清洗工期短等優(yōu)點。本工程采用易于溶解的EDTA二鈉鹽作為清洗介質(zhì)。主要控制指標如下：EDTA二鈉鹽濃度4%～10%、藥液pH為5.0～5.5、酸洗緩蝕劑濃度0.3%～0.5%、還原劑濃度0.2%、清洗溫度120～140℃、終點pH為8.5～9.5、清洗時間12～24h。

3.2 化學清洗實施主要流程

3.2.1 系統(tǒng)水沖洗

3月14日8：10系統(tǒng)上水試漏并進行沖洗。流程：配藥箱→清洗泵→省煤器→汽包→水冷壁（下降管）→水冷壁下集箱→定排坑，沖洗至出水清澈無雜質(zhì)。

3.2.2 系統(tǒng)堿洗

3月14日13：25系統(tǒng)建立循環(huán)后開始投蒸汽加熱，3月15日0：28開始將Na3PO4與Na2HPO4緩慢分批次加入到清洗箱中，并啟動清洗泵進行循環(huán)溶解，3月15日04：52水溫達到90℃開始堿洗計時，3月15日18：10堿洗結束。堿洗過程中溫度控制在90～95℃，堿洗時間大約13h。

3.2.3 堿洗后的水沖洗

堿洗結束后，排盡系統(tǒng)中的堿液。3月16日2：15水沖洗結束，測出水pH=8.79。

3.2.4 EDTA二鈉鹽酸洗

3.2.4.1 升溫實驗

3月16日4：30系統(tǒng)建立循環(huán)后投十臺烘爐機開始進行升溫試驗，爐水溫度升至140℃后停止烘爐機系統(tǒng)循環(huán)1h，經(jīng)過計算，升溫速率大概在8℃/h。檢查并緊固循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)所有的法蘭螺栓，確認系統(tǒng)無泄漏后清洗泵運轉正常，熄火停泵，水溫降至85℃時排放部分除鹽水，系統(tǒng)等待上藥清洗。

3.2.4.2 配藥及上藥

3月17日13：00至3月18日0：05 進行加藥工作。藥品清單如下：15tEDTA鈉鹽，0.5t 抗環(huán)血酸鈉，0.325t氫氧化鈉，1t酸洗緩蝕劑。溶液配置符合要求后，啟動清洗泵上藥，至汽包水位計+50mm水位。

3.2.4.3 升溫

3月18日0：30啟動烘爐機開始升溫，控制好烘爐機，保證爐膛各部位溫度基本均勻，溫度最高處不能超過140℃。每30min記錄汽包壓力，上、下壁溫及水位，控制汽包上下壁溫差＜40℃。升溫過程中溫度及壓力控制范圍為：汽包上壁溫度120～140℃，當汽包壓力達到0.23MPa時，適當開啟排汽門，控制汽包壓力在0.23～0.28MPa。

3.2.4.4 酸洗

（1）水冷壁側的循環(huán)方式為烘爐機升溫過程中產(chǎn)生的自然循環(huán)，并且用加熱→冷卻→加熱的方法來增加清洗液在鍋爐中的循環(huán)效率，省煤器側的循環(huán)方式用清洗泵進行間斷循環(huán)，以保證省煤器的清洗效果。

（2）3月18日07：00汽包壁溫約120℃，開始酸洗計時并投入酸洗監(jiān)視管。8：20停清洗泵，鍋爐水冷壁側建立自然循環(huán)。9：10停4臺烘爐機，10：00烘爐機全部退出。12：30開清洗泵建立閉式循環(huán)，13：15停清洗泵。17：20開清洗泵建立閉式循環(huán)，汽包壁溫119℃，投入5臺烘爐機，19：00停清洗泵。23：10汽包壁溫138℃，停5臺烘爐機。

（3）3月18日21：00和22：00兩個時間點取樣分析結果顯示：系統(tǒng)進出口全鐵離子維持在5 600mg/L不變，系統(tǒng)殘余游離EDTA濃度在0.65%左右，大家一致決定將監(jiān)視管取出觀察清洗效果，經(jīng)檢查監(jiān)視管管壁清潔，無點蝕及二次銹，鋼灰色鈍化膜完整、均勻，顯示清洗效果良好。系統(tǒng)再循環(huán)1h后于3月18日23：00結束，整個酸洗持續(xù)時間16h。之后開始排放EDTA清洗液。

（4）EDTA清洗過程監(jiān)控

3.3 酸洗廢液處理

系統(tǒng)水沖洗后的廢液，調(diào)節(jié)pH在6～9，可以達到排放標準。

EDTA酸洗廢液輸送到煤場，灑到煤上送入鍋爐焚燒。

4 清洗質(zhì)量檢驗及評定

1）經(jīng)計算：腐蝕速率1.39g/（m2·h）（清洗導則要求小于8 g/m2.h）和腐蝕總量27.71g/m2（清洗導則要求小于80g/m2），數(shù)據(jù)均符合清洗導則要求。

2）清洗后目測檢查：管道及設備內(nèi)氧化鐵銹、污物已清洗干凈，無殘留物，無鍍銅現(xiàn)象，鈍化膜形成完整，成膜均勻。

3）對鈍化膜進行酸性CuSO4點滴實驗，變色時間均在7s以上，顯示鈍化膜形成良好。

4）經(jīng)監(jiān)理單位、業(yè)主等相關人員共同檢查監(jiān)視管及汽包清洗效果，清洗質(zhì)量符合《火力發(fā)電廠鍋爐化學清洗導則》中相關標準。

5）從圖1 可以看出，隨著酸洗的進行，游離EDTA逐步

消耗，濃度隨之下降，清洗結束時殘余EDTA濃度＞0.5%，說明EDTA加藥量符合清洗設計要求；清洗液初始pH值控制在5.0～5.5的弱酸環(huán)境，使得依靠爐內(nèi)自身物理化學變化的絡合反應順利進行，金屬離子逐漸被絡合溶解，保證了爐內(nèi)鐵銹及積垢的清除，而隨著EDTA的消耗清洗液pH值逐漸升高至清洗結束，清洗介質(zhì)達到堿性鈍化條件，從而實現(xiàn)了酸洗、鈍化一步完成。

圖1 EDTA酸洗期間清洗液中游離EDTA濃度及pH隨時間變化

6）從圖2可以看出，在清洗結束前幾個小時內(nèi)，清洗液中總鐵濃度趨于穩(wěn)定，約為5 600mg/L，符合酸洗終點的判斷。

5 結論

1）EDTA二鈉鹽具有對金屬腐蝕性小、酸洗及鈍化一步完成，臨時系統(tǒng)簡單，除鹽水用量少，清洗工期短等優(yōu)點。清洗以氧化鐵垢為主的基建爐時效果優(yōu)良，適用范圍廣，可用于各種材質(zhì)的設備的清洗。

2）用EDTA清洗液對硅酸垢、鈣鎂垢起不到很大作用，運行爐還需考慮除硅措施。

3）EDTA價格昂貴，理論上說可以回收再利用，實踐證明由于回收過程繁瑣，過程中還要消耗大量化學藥劑，回收藥劑質(zhì)量不高，對下一次清洗效果不能保證，這樣不但達不到節(jié)省資金的目的，反而還加大了開支，因此實踐中通常不進行回收。

圖2 系統(tǒng)總鐵含量隨時間的變化曲線

[1] 封帆，葛鵬.超超臨界鍋爐的化學清洗[J].清洗世界，2016，32（12）.

Discussion on Cleaning Process of EDTA Disodium Salt in Utility Boiler

Yan Zi-qi

EDTA disodium salt has little corrosion to metal，pickling and passivation step is completed，the temporary desalted water system is simple，less dosage，shorter cleaning period，a power plant 2 * 300MW #1 unit using EDTA disodium cleaning process，the cleaning effect is good，accord with the standard of electric power industry.

EDTA disodium salt；cleaning；passivation；passivation film

TK228

A

1003–6490（2017）11–0154–02

2017–09–20

顏自琦（1984—），男，江西南昌人，工程師，主要研究方向為熱力發(fā)電水處理及鍋爐化學清洗。