國內(nèi)某電廠600MW機(jī)組鍋爐化學(xué)清洗技術(shù)總結(jié)

李洪峰

摘 要：某電廠#3機(jī)組鍋爐屬亞臨界參數(shù)、控制循環(huán)2030t/h汽包爐。機(jī)組熱力系統(tǒng)主要采用水沖洗，鹽酸酸洗，檸檬酸漂洗和雙氧水鈍化工藝。化學(xué)清洗完成后對(duì)檸檬酸廢液通過臨時(shí)管道打至灰場，其他廢液中和處理至pH值為6～9后排放，符合《火力發(fā)電廠鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則》（DL/T794-2001）中要求的標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：鍋爐；化學(xué)清洗；鈍化

中圖分類號(hào)：TM621.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）36-0034-02

1 技術(shù)說明

某電廠二期工程2×600MW機(jī)組擴(kuò)建工程#3鍋爐屬亞臨界參數(shù)、控制循環(huán)加內(nèi)螺紋管單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、鍋爐房緊身封閉、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型汽包爐。鍋爐型號(hào)：HG-2030/17.5-HM。

2 鍋爐清洗范圍

省煤器、水冷壁及下聯(lián)箱、汽包、下降管及臨時(shí)系統(tǒng)，共計(jì)350m3。

系統(tǒng)循環(huán)流程為：清洗箱→臨時(shí)清洗泵→臨時(shí)管道→省煤器及水冷壁下聯(lián)箱→汽包→下降管→爐水循環(huán)泵入口集箱→#2循環(huán)泵殼→臨時(shí)管道→清洗箱

3 清洗工藝說明

3.1 清洗步驟

（1）水沖洗。分別建立省煤器和水冷壁的循環(huán)沖洗回路沖洗至出水澄清無雜質(zhì)，沖洗水通過臨時(shí)管道排放。（2）酸處理。維持酸濃度3～5%，緩蝕劑濃度0.4%，控制系統(tǒng)溫度50～60℃，酸洗結(jié)束后由酸液臨時(shí)系統(tǒng)排至廢液池。（3）酸洗后水沖洗。通過整爐放水和循環(huán)沖洗方式?jīng)_洗至排水Fe≤50mg/L， pH值為4.0～4.5。（4）漂洗和鈍化。沖洗結(jié)束后，升溫至75～90℃，加入檸檬酸，用液氨調(diào)整pH值至3.5～4進(jìn)行漂洗，漂洗結(jié)束后需通過串水方式將漂洗液鐵含量降至300mg/L以下，系統(tǒng)溫度降至50～60℃，并迅速將pH值調(diào)至9.5～10，接著加入鈍化劑鈍化，4～6h后鈍化結(jié)束。

3.2 清洗流量控制

為使系統(tǒng)各管路內(nèi)酸洗流速達(dá)到或接近0.2m/s，沖洗流速0.5m/s，對(duì)省煤器和水冷壁各階段流量控制如下：

省煤器：

水沖洗流量：280～300t/h；

酸洗、漂洗和鈍化流量：220～240t/h。

水冷壁：

水沖洗流量：460t/h；

酸洗、漂洗和鈍化流量：350t/h

3.3 各步驟控制標(biāo)準(zhǔn)

（1）水沖洗：

對(duì)濁度進(jìn)行檢測，出水應(yīng)澄清無雜質(zhì)；溫度為常溫。

（2）酸洗

藥品濃度：3～5%鹽酸、0.3～0.5%緩蝕劑；

溫度：50～60℃；

時(shí)間：6～8h。

（3）酸洗后水沖洗

Fe≤50mg/L，pH值為4.0～4.5；

溫度為常溫。

（4）漂洗

藥品濃度：0.3～0.5%檸檬酸、0.3～0.5%緩蝕劑

溫度：75～90℃

時(shí)間：2～4h

（5）鈍化

藥品濃度：0.3～0.5%雙氧水、液氨調(diào)pH值9.5～10

溫度：50～60℃

時(shí)間：4～6h

4 清洗過程及結(jié)果

整個(gè)清洗過程依照上述控制標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。實(shí)際過程和主要數(shù)據(jù)如下：（1）水沖洗。為保證沖洗流量，省煤器和水冷壁回路單獨(dú)進(jìn)行沖洗，沖洗時(shí)最大流量分別達(dá)300t/h和450t/h，沖洗至排水澄清透明，在系統(tǒng)沖洗同時(shí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了嚴(yán)密性試驗(yàn)，記錄漏水或滲水點(diǎn)，并在沖洗結(jié)束后進(jìn)行處理，整個(gè)沖洗過程耗時(shí)約5h，共耗水約1030t。（2）酸洗。系統(tǒng)沖洗結(jié)束后，同時(shí)投入省煤器和水冷壁回路，建立循環(huán)，并投入蒸汽加熱，監(jiān)測系統(tǒng)的升溫情況，以確保各回路循環(huán)均勻。當(dāng)省煤器和水冷壁入口集箱溫度均升至55℃左右且系統(tǒng)出入口溫度均勻后，開始加入緩蝕劑并循環(huán)2h后加酸，系統(tǒng)入口酸濃度最高為4.8%，出口酸濃度最高為4%，為保證清洗效果，在加酸完畢之后的酸洗過程中每小時(shí)進(jìn)行一次系統(tǒng)切換，即將省煤器和水冷壁其中一路解裂浸泡，而對(duì)另一路單獨(dú)進(jìn)行循環(huán)清洗，保證了各回路的酸洗流速達(dá)0.2m/s。過程中全鐵最高峰值為3200mg/L，清洗時(shí)間約6h，溫度維持在55～60℃，合格后排放口酸濃度為3.7%，全鐵含量為2980mg/L，共耗酸56t，緩蝕劑1.4t。（3）酸洗后水沖洗。采用排空和頂排方式分別對(duì)省煤器和水冷壁回路進(jìn)行沖洗，為縮短沖洗時(shí)間，降低二次銹蝕，均采用較高流速?zèng)_洗，省煤器和水冷壁沖洗流量分別為300t/h和460t/h，沖洗結(jié)束時(shí)省煤器回路pH值4.62，全鐵35.3mg/L；水冷壁回路pH值4.81，全鐵33.6mg/L。整個(gè)沖洗過程耗時(shí)約9h，共耗水近2000t。（4）漂洗。按照酸洗的方式建立循環(huán)，系統(tǒng)溫度升至75℃，添加檸檬酸緩蝕劑1.4t，1h后待緩蝕劑循環(huán)均勻開始加檸檬酸，同時(shí)加入液氨將漂洗液pH值調(diào)至3.5-4.0，系統(tǒng)入口檸檬酸濃度最高為0.9%，pH值為4.5，系統(tǒng)出口檸檬酸濃度最高為0.6%，pH值為3.2，清洗過程中全鐵含量最高400mg/L，溫度控制在75-90℃，漂洗時(shí)間約3.5h，并在漂洗過程中每小時(shí)進(jìn)行一次系統(tǒng)切換，結(jié)束時(shí)排放口酸濃度為0.49%，pH值4，全鐵含量330mg/L。共消耗一水檸檬酸1.8t，液氨約60kg。（5）鈍化。漂洗結(jié)束后進(jìn)行串水降溫，系統(tǒng)入口溫度為57℃，出口溫度60℃，且排放口全鐵202mg/L時(shí)，建立循環(huán)，并迅速加入液氨將pH值調(diào)至9.5以上，當(dāng)系統(tǒng)入口pH值9.69、出口9.12時(shí)開始加入雙氧水，實(shí)際鈍化過程中，pH值最高為9.94，最低為9.75，雙氧水濃度為0.2～0.3%，約持續(xù)6h。結(jié)束后排放口留樣化驗(yàn)得雙氧水濃度為0.23，pH值為9.9。共消耗雙氧水5.1t，液氨約1.2t。清洗結(jié)果檢查：金屬表面光滑，鈍化膜呈鋼灰色，個(gè)別部位顏色較深，呈黑色，腐蝕指示片的腐蝕速率為3.8g/（m2·h），腐蝕總量為43.7g/m2。endprint

5 問題討論

前面所述的內(nèi)容包含了化學(xué)清洗的三個(gè)基本過程，即水沖洗過程，化學(xué)溶解過程，腐蝕電化學(xué)過程。沖洗過程用除鹽水沖洗，清除系統(tǒng)內(nèi)的污物；化學(xué)溶解過程即清洗劑對(duì)各種垢的溶解，此過程不存在電子的得失問題；腐蝕電化學(xué)過程包括金屬腐蝕過程和鈍化過程。清洗過程中，酸對(duì)金屬基體的腐蝕是通過加入緩蝕劑控制的，國內(nèi)緩蝕劑已能滿足要求，下面對(duì)酸洗后的水沖洗和鈍化做一分析：

酸洗結(jié)束后，由于系統(tǒng)酸液排空，金屬基體直接和氧氣接觸，不可避免的出現(xiàn)二次銹蝕現(xiàn)場，對(duì)此可通過沖洗后的漂洗工藝除去二次浮繡。

在酸洗后的水沖洗過程中，沖洗水的pH值較低，H+濃度含量高，還是會(huì)對(duì)金屬造成電化學(xué)腐蝕，其電化學(xué)反應(yīng)如下：

陽極：Fe→Fe2++2e

陰極：2H++2e→H2

此外，沖洗水中的溶解氧也會(huì)起到陰極去極化劑作用而參加電極反應(yīng)，加速了金屬的腐蝕過程，對(duì)整個(gè)酸洗的腐蝕速率和腐蝕總量造成影響。

漂洗結(jié)束后至鈍化階段，金屬腐蝕體系溶液中離子成分發(fā)生變化影響了腐蝕過程的最終產(chǎn)物，即鐵鈍化膜的形成。當(dāng)通過漂洗結(jié)束的串水后，溶液中離子含量降低，加入液氨和雙氧水后，鐵的電位升高，陽極過程的最終產(chǎn)物有Fe2+變?yōu)槌赡さ腇e2O3或Fe3O4，鐵的電位高低雙氧水加入量的影響。

采用雙氧水鈍化必須滿足離子含量低的條件：因?yàn)楦唠x子含量會(huì)影響電化學(xué)反應(yīng)的陰極和陽極過程，有的直接參加反應(yīng)，有的影響鈍化效果，例如：在鈍化工藝的pH值下，含量高的鐵離子會(huì)形成沉淀沉積在金屬表面；若溶液中Cl-濃度高會(huì)破壞鈍化膜和促進(jìn)點(diǎn)蝕。這些都直接影響鈍化效果。

6 結(jié)束語

（1）H2O2-NH3鈍化方法簡捷，廢液污染小，處理簡單；（2）鈍化前串水過程要控制好汽包水位，避免鈍化前金屬基體直接接觸空氣；（3）應(yīng)盡量降低鈍化液中離子含量；（4）調(diào)整好液氨和雙氧水加入濃度，以使鐵電位穩(wěn)定在Fe2O3區(qū)域。

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