1000MW超超临界机组锅炉酸洗实例分析

许洁

广东大唐国际潮州发电有限责任公司 广东省 潮州市 515723

摘要：介绍了某台1000MW超超临界锅炉的特点及其构造、汽水系统结垢情况。介绍了一起1000MW超超临界锅炉的化学清洗实例。讨论了化学清洗的范围、清洗工艺和参数等。对清洗效果进行总结。

关键词：化学清洗 柠檬酸 工艺

引言 锅炉运行过程中水冷壁沉积量高，将产生炉管传热不良和沉积物下腐蚀等问题，影响锅炉热效率，严重时引发锅炉爆管；水冷壁沉积量高还会增加水、汽流动阻力，锅炉运行压差升高，给水泵的动力消耗增加。对锅炉进行化学清洗，清除锅炉受热面沉积物，保持受热面内表面清洁，改善锅炉运行状况，提高机组运行安全性和经济性。

1 机组概况

某台机组为1000MW超超临界燃煤机组为变压运行直流锅炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉。过热器出口蒸汽温度605℃，压力26.15MPa，2010年转为加氨加氧的联合水处理方式。

该机组于2009年投入运行， 2012年大修，化学测量水冷壁向火侧结垢量最大为226.5g/m2，达到《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T794-2012）规定的直流锅炉化学清洗沉积量200g/m2以上的条件。为保证机组的安全、稳定、经济运行，在2016年机组A修期间，对锅炉进行化学清洗，清除锅炉受热面沉积物，改善锅炉运行状况，提高机组运行安全性和经济性。

2 酸洗方案

本次化学清洗采用柠檬酸清洗、柠檬酸漂洗和双氧水钝化的清洗工艺。清洗剂配制、往炉内上药与循环清洗以化学清洗泵作动力。

化学清洗范围包括省煤器、水冷壁、顶棚、后烟道包墙、汽水分离器、贮水箱等锅炉本体部分。炉本体化学清洗回路为：清洗箱→清洗泵→临时管道→给水操作台旁路→省煤器→水冷壁→汽水分离器→贮水箱→临时管道→清洗箱。

表1 化学清洗工艺参数

序号	步骤	项目	控制范围	检测频次	取样点
1	炉本体水冲洗	外观	目视澄清	连续	进、出口
2	柠檬酸酸洗	酸度	6%	60分钟	进、出口
		缓蚀剂	0.3%
		温度	85～95℃
		总铁
		Fe3+
		pH	3.5～4.0
3	水冲洗	电导率	≤50μS/cm	30分钟	进、出口
		总铁	≤50mg/L
		pH	4.0～4.5
4	柠檬酸漂洗	总铁	≤300mg/L
		温度	50～60℃
		pH	3.5～4.0
5	双氧水钝化	温度	40～50℃	60分钟	出口
		pH	9.5～10

3 化学清洗过程

3.1预冲洗及升温试验

3.1.1水冲洗

启动清洗泵，用除盐水对临时管道进行冲洗，采用开式循环冲洗至出口水质澄清、透明，无杂物。冲洗回路1冲洗合格后对冲洗回路2进行冲洗。

清洗泵冲洗回路1：清洗箱→清洗泵→清洗泵出口母管→回液母管→机组排水槽→废水池。

清洗泵冲洗回路2：清洗箱→清洗泵→临时管道→给水操作台旁路→省煤器→水冷壁→汽水分离器→贮水箱→临时管道→机组排水槽→废水池。

3.1.2过热器充保护液

系统水冲洗合格后，水冷壁系统、省煤器系统充满水，氨水调节pH值调至9.5～10.5（25℃）保护液通过临时管道、贮水箱、汽水分器打入过热器，直至过热器出口集箱向空排气门逐个出水，逐级关闭所有空气门，过热器充保护液结束。

3.1.3升温试验

确定清洗系统严密后建立循环，投辅汽至清洗箱进行加热，在升温过程中利用省煤器入口、汽水分离器的温度测点和红外线测温仪对清洗泵的进出口温度进行检测， 回液出现温升后开始计时，如1.5小时内净升温45℃或2小时净升温60℃，则认为加热系统和炉膛保温合格。在升温过程中必须严密监视贮水罐水位，防止汽水膨胀导致贮水罐满水，当水位超过高水位控制点时，通过临时管排放至清洗箱，若清洗箱水位有下降趋势，应及时处理系统漏点。

3.1.4监视管的安装悬挂腐蚀指示片

在向锅炉进酸洗液前安装位于水冷壁处与清洗泵出口的监视管，监视管内放置腐蚀指示片，用于监督化学清洗的腐蚀速率。挂指示片前用分析天平称重（精确至1mg）。

3.2柠檬酸清洗

（1）升温试验合格后，保持循环回路、流量不变，当温度升至60℃时，清洗箱水位保持低位，加缓蚀剂，控制缓蚀剂浓度0.3%，循环均匀后向清洗箱加柠檬酸，清洗系统酸液浓度控制6%，同时加入氨水调整pH在3.5～4.0之间，根据泡沫大小可加适量消泡剂，进酸同时密切观察贮水箱水位，防止汽水膨胀导致贮水罐满水，当水位超过高水位控制点时，通过临时管排放至清洗箱。若加酸后2h内柠檬酸浓度小于2%，应补加酸使其达到预定浓度。若清洗液中Fe³⁺浓度过高，可向清洗液中添加还原剂，控制清洗液中Fe³⁺浓度小于300mg/L。

（2）待加药结束后继续投加辅汽加热升温，维持酸洗液温度90±5℃。

（3）酸洗开始每小时化验一次清洗液，待出口全铁离子总量2～3次取样化验基本不变，出口酸的浓度2～3次取样化验基本不变，监视管段清洗干净，即可适当延长1～2小时后结束酸洗。

（4）在整个清洗过程中，安排专人观察贮水箱液位。在各回路清洗过程中，要严格监测柠檬酸浓度、总铁离子浓度、Fe³⁺、pH值和温度等参数指标。每小时分析一次，并做好记录。

3.3酸洗后水冲洗

（1）酸洗结束后，保持循环回路，控制清洗箱水位降低至清洗泵运行最低水位，然后向清洗箱注入除盐水，开启废液排放门，按照冲洗回路用除盐水对系统清洗液进行顶排。

（2）冲洗过程中持续加热，冲洗水电导率DD≤50μS/cm、pH值4.0～4.5、含铁量＜50mg/L后，冲洗结束，关闭排污阀。

（3）酸洗废液输送至煤场喷洒；酸洗冲洗水排放至废水池。

3.4 漂洗

（1）酸洗后水冲洗合格后，保持循环回路、流量不变，清洗箱投辅汽加热，控制温度在50℃左右。

（2）配制0.1%的缓蚀剂、0.1%～0.3%柠檬酸、同时加氨水调整pH值至3.5～4.0，通过清洗泵打入循环系统，控制漂洗温度在50～60℃之间、总铁量小于300mg/L（漂洗液中总铁量若超过300mg/L，应用热的除盐水更换部分漂洗液至铁离子小于该值）。

（3）漂洗流程与酸洗流程相同，漂洗循环2h左右，进入钝化阶段。

3.5 钝化

（1）漂洗结束后，缓慢加入氨水调节pH在9.5～10，然后缓慢加入双氧水，双氧水控制浓度在0.3～0.5%，控制温度在40～50℃。

（2）系统回路按照酸洗回路在含双氧水介质下进行钝化。

（3）钝化循环时间2～6小时，钝化结束。停清洗泵，排放钝化液至废水池。

4 清洗效果评定

4.1清洗质量标准

被化学清洗后的金属表面清洁,无残留物，无明显金属粗晶析出的过洗现象，无镀铜现象。

金属腐蚀率小于8g/（m²·h）、金属总腐蚀量小于80g/m²，除垢率不小于90%为合格，除垢率不小于95%为优良。

清洗后的表面应形成良好的钝化保护膜，不出现二次锈蚀和点蚀。

固定设备上的阀门、仪表等不受到损坏。

4.2清洗结果及鉴定

（1）腐蚀速率和腐蚀总量

1、2号指示片腐蚀速率分别为1.4869、1.1721g/ m²·h，总腐蚀量分别为8.9214、7.0328g/m²。

（2）除垢除锈:所有被清洗的金属表面无锈无垢,无二次锈和渡铜现象, 除垢率为95.25%。

（3）监视管：清洗表面干净，无二次锈，表面形成良好的保护膜。

（4）清洗结果鉴定：本次锅炉化学清洗金属表面干净，无残留物，表面形成良好的钝化膜。

5 结论

本次1000MW超超临界锅炉化学清洗，清洗效果良好，表面形成良好的钝化膜。为1000MW锅炉清洗积累了宝贵的经验。