化学清洗技术在超超临界机组上的应用

王 磊，王俊杰，李海军，陈兰鹏

(中电投河南电力有限公司平顶山发电分公司，河南 平顶山 467000)

新建火电机组锅炉设备在投产前必须进行化学清洗工作，以除去锅炉受热面残存的铁锈、焊渣等杂质，保证锅炉安全运行，提高锅炉热效率和水汽品质。

1 设备概况

某电厂1期2×1 000 MW燃煤机组的锅炉，为东方锅炉(集团)股份有限公司生产的DG-3000/26.15-Ⅱ1型超超临界参数、变压直流炉、单炉膛、一次再热、平衡通风、露天岛式布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、对冲燃烧方式，Π型锅炉。锅炉省煤器为单级非沸腾式，分上下2组布置于尾部双烟道的后部烟道中(低温过热器下部)。锅炉炉膛下部水冷壁为螺旋盘绕膜式管圈，上部水冷壁为垂直上升膜式管屏，上下部水冷壁之间设有混合集箱。

自给水管路出来的水，由炉侧一端进入位于尾部竖井后烟道下部的省煤器入口集箱中部的2个引入口，水流经水平布置的省煤器蛇形管后由叉型管引出省煤器吊挂管至顶棚以上的省煤器出口集箱。由省煤器出口集箱两端引出集中下水管进入位于锅炉左、右两侧的集中下降管分配头，再通过下水连接管进入螺旋水冷壁入口集箱。工质经螺旋水冷壁管、螺旋水冷壁出口集箱、混合集箱、垂直水冷壁入口集箱、垂直水冷壁管、垂直水冷壁出口集箱后进入水冷壁出口混合集箱汇集，并经引入管引入汽水分离器进行汽水分离。循环运行时从汽水分离器分离出来的水从下部排入储水罐，蒸汽则依次经过顶棚管、后竖井/水平烟道包墙、低温过热器、屏式过热器和高温过热器。

2 化学清洗范围

根据机组的实际情况，化学清洗分碱洗和酸洗2部分。碱洗采用当前最为环保的除油清洗工艺——双氧水清洗除油；酸洗采用EDTA(乙二胺四乙酸)铵盐清洗工艺，该工艺清洗具有除垢率高、钝化膜质量优良、清洗时间短、用水量少等优点。

采用双氧水+EDTA的清洗范围为锅炉本体和炉前热力系统，包括省煤器系统、水冷壁系统、启动分离器、储水罐及附属管道、除氧给水系统、凝结水系统。双氧水清洗范围为：凝汽器汽侧、高加、低加汽侧及疏水管道。

3 化学清洗过程

3.1 碱洗前水冲洗

(1)凝汽器汽侧水冲洗：用除盐水将凝汽器内污物冲洗干净，凝汽器补水，启动凝结水泵自循环20 min后打开排水门排水，如此反复，冲洗至出口水质澄清、透明，基本没有固体颗粒沉淀物为止。冲洗流程为：除盐水→凝汽器→凝结水泵→临时管道→雨水井。

(2)凝结水系统及EDTA清洗系统水冲洗：采用分段水冲洗方法，将临时管道、凝结水系统、除氧器、高低加汽侧、省煤器、水冷器、锅炉启动系统进行分段冲洗，冲洗流量为800～1 000 t/h,冲洗至出口水质澄清、透明，基本没有固体颗粒沉淀物为止。冲洗流程如下：

流程1：除盐水泵→凝汽器→凝结水泵→轴封加热器→低加(先旁路后主路)→除氧器→临时管道→雨水井；

流程2：除盐水泵→凝汽器→凝结水泵→临时管道→高加旁路→高压给水管路→临时管道→雨水井；

流程3：除盐水泵→凝汽器→凝结水泵→临时管道→高加旁路→高压给水管路→省煤器→水冷壁下联箱→临时管道→雨水井；

流程4：除盐水泵→凝汽器→凝结水泵→临时管道→给水泵出口→高压给水系统→省煤器→水冷壁→启动分离器→储水罐→临时管道→雨水井；

流程5：除盐水泵→除氧器→汽泵前置泵→临时管道→高加旁路→给水操作台→省煤器→螺旋水冷壁→垂直水冷壁→启动分离器→储水罐→临时管道→雨水井；

流程6：凝汽器→临时碱洗泵→临时管道→5号低加汽侧→6号低加汽侧→疏水扩容器→凝汽器；

流程7：凝汽器→临时碱洗泵→临时管道→1号高加汽侧→2号高加汽侧→3号高加汽侧→3号高加紧急疏放水管→凝汽器。

3.2 碱洗

3.2.1 过热器充保护液

系统水冲洗合格后，省煤器系统、水冷壁系统充满水，启动临时清洗泵将pH值调至9.5～10.5(25 ℃)、将含联氨浓度为200～300 mg/L的保护液通过临时管道、储水罐、汽水分离器加入过热器，直至过热器出口集箱向空排气门逐个冒水，逐级关闭所有空气门，过热器充联氨保护液结束，以防止碱液、酸液进入过热器系统。

3.2.2 碱洗过程

计算凝汽器水容积，用临时泵将浓度为0.05 %～0.1 %的双氧水加至凝汽器及除氧器，向凝汽器及除氧器补除盐水至高水位，按碱洗回路在常温下循环清洗3 h搅匀药液，循环流量为600～800 t/h，循环清洗后停止临时碱洗泵及汽泵前置泵，系统静泡10～12 h后结束碱洗，碱洗结束后，启动碱洗泵将清洗液排至废水系统进行收集。碱洗回路流程如下：

流程1(炉本体及炉前系统)：除氧器水箱→汽泵前置泵→临时管道→给水泵出口→高压给水系统→省煤器→水冷壁→启动分离器→储水罐→临时管道→轴封加热器→低加旁路→除氧器水箱；

流程2(低加汽侧管道系统)：凝汽器→临时碱洗泵→临时管道→5号低加汽侧→6号低加汽侧→疏水扩容器→凝汽器；

流程3(高加汽侧管道系统)：凝汽器汽侧→临时碱洗泵→临时管道→1号高加汽侧→2号高加汽侧→3号高加汽侧→3号高加紧急疏放水管→凝汽器。

3.3 酸洗

碱洗结束后，按化学水冲洗流程对系统进行开式水冲洗，冲洗至出水双氧水浓度为0为止。按清洗系统的体积计算所需的EDTA及还原剂、缓蚀剂等的用量，在溶药箱中配制18 %～28 %的EDTA清洗母液，加入联氨调节pH值为9.0～9.5。启动清洗泵，向清洗系统加入EDTA清洗母液(EDTA清洗浓度为4 %～6 %)，补水至除氧水箱1/3水位、储水箱零水位，建立清洗回路，2回路同时进行，投入辅汽至除氧器加热，锅炉点火升温。当系统温度为70 ℃时，调整锅炉燃烧，维持该温度，加入0.3 %的清洗缓蚀剂；然后系统加热升温至120 ℃，维持温度在110～120 ℃并循环清洗4～8 h，循环流量约为1 000 t/h。清洗过程中维持除氧水箱水位在1/2处、储水箱水位在2/3处。当EDTA的残余浓度、铁离子浓度趋于稳定后(EDTA残余浓度为1.1 %，铁离子浓度为3 980 mg/L)，拆开监视管，观察铁锈是否已被彻底清洗干净。当监视管清洗干净后，进入钝化阶段，再循环清洗6～8 h，EDTA清洗结束。清洗结束后，继续循环，待系统温度低于90 ℃后，将EDTA清洗液排放干净。清洗流程如下：

流程1：除氧器水箱→汽泵前置泵→临时管道→给水泵出口→高压给水系统(高加旁路)→省煤器→水冷壁→启动分离器→储水箱→临时管道→轴封加热器→低加旁路→除氧器水箱；

流程2：临时清洗泵→省煤器→水冷壁→分离器→储水罐→临时清洗泵。

3.4 清洗后水冲洗

当清洗钝化液排尽后，在溶药箱配制含联氨浓度为200～300 mg/L，pH值为9.5～10.5的清洗液，并将其加入到系统中进行循环冲洗，加热到90 ℃并维持2 h。打开空气门，将废液排放后利用锅炉余热干燥清洗表面。

3.5 清洗效果

清洗结束后，对清洗结果进行检查：腐蚀指示片的平均腐蚀速度仅为0.97 g/(m2·h），优于8 g/(m2·h)的验评标准；且腐蚀总量为15.04 g/m2，优于80 g/m2的验评标准。进行割管检验发现，管道清洗干净，无残留物，保护膜完整，无点蚀和二次锈。检验项目的优良率为100 %。

4 化学清洗注意事项

(1)清洗前对所有参加人员进行技术交底，组织学习操作规程、技术措施及安全措施，熟悉系统设备的运行和操作。

(2)加药工作人员要穿专门的防酸碱工作服，带口罩、手套、眼镜等；冲洗泵附近应有水源，以备阀门或管道泄漏时冲洗使用。

(3)锅炉清洗开始前过热器系统应充满氨-联氨保护液，清洗过程中应控制好储水罐水位，防止酸、碱清洗液进入过热器系统。

(4)化学清洗前后，要对凝汽器、除氧器底部进行认真的人工清扫和冲洗，以保证化学清洗和整个机组的调试进度。

(5)清洗过程中现场应有医务人员值班，并备有酸、碱灼伤和高温清洗液烫伤及漏酸应急药品，以防止意外情况发生。

(6)清洗过程中要按要求配制清洗液，精准控制系统温度，及时投退油枪及加热蒸汽，保证清洗温度在正常范围内。

(7)清洗废液应排至废水处理系统进行处理达标后排放，严禁直接进行排放而造成环境污染。

5 结束语

化学清洗是新建机组调试过程中的一个重要节点，清洗效果的好坏直接影响机组整个调试进程和投产后机组的正常运行，双氧水+EDTA化学清洗技术采用双氧水清洗除油，以EDTA铵盐为主清洗杂质，适当扩大清洗范围，取得了较好的清洗效果，可供同类型机组参考。