600 MW机组锅炉大修酸洗及经济性评价

2014-12-16李伟

沈阳工程学院学报（自然科学版） 2014年4期

李伟

(元宝山发电有限责任公司生产技术部，内蒙古赤峰024070)

元宝山发电有限责任公司600MW机组锅炉是20世纪80年代从西欧国家引进的大型火力发电机组。锅炉是由德国斯坦缪勒公司制造的亚临界参数燃煤本生式直流锅炉，于1985年投入商业运行，至今已有28年之久。该锅炉呈半塔型布置，锅炉本体标高为125 m，蒸发受热面由2部分组成。锅炉标高55 m以下由螺旋管围成四周气密式水冷壁，螺旋管出口设有4个出口联箱，用连通管构成环型联箱，做为垂直管屏的下联箱;从前后出口联箱上各引出15根规格为φ 88.9×12.5 mm的管作为对流受热面联箱的吊管。锅炉标高55 m以上为垂直管屏蒸发器，从螺旋管出口联箱上共引出1 204根(规格为φ 33.7×4.5 mm，材质为15Mo3)管子，节距为66.6 mm，中间焊有鳍片;到上部合并成804根φ 38×4.5 mm，节距为100 mm，中间亦焊有鳍片，这些圆管构成了气密的对流烟井。螺旋管下部每面墙由97根螺旋管变成291根立管，并引至水冷壁下部折线型的入口联箱。在对流烟井内依次布置了四级过热器，二级再热器(顺流)，三级过热器(逆流)，一级过热器(逆流)，二级过热器悬吊管和省煤器系统等。

1 锅炉主要技术规范

锅炉主要设计参数如表1所示。

锅炉参与化学清洗部位有关技术参量如表2所示。

表1 锅炉主要设计参数

2 锅炉化学清洗工艺的确定

对于锅炉水冷壁、省煤器更换下的旧管样，采用X光能谱仪分析方法对其内壁中所沉积的腐蚀产物(水垢)进行了化学成份分析，如表3所示。分析结果表明，锅炉水冷壁、省煤器内腐蚀产物的主要成分为Fe2O3。

按《火力发电厂机组大修化学检查导则》(DL/T 1115—2009)标准中规定的锅炉水冷壁垢量检测方法，对2#锅炉水冷壁管样内的腐蚀产物的量进行了测试，其测试结果如表4所示。

获取2#锅炉更新后的水冷壁等管样，按 DL/T794—2012中规定的化学清洗动态模拟清洗工艺试验，锅炉管样动态模拟清洗试验结果见表5。

锅炉化学清洗技术工艺的确定，如表6所示。

锅炉化学清洗监控项目，如表7所示。

表2 锅炉参与化学清洗部位特征参数

表3 锅炉水冷壁、过热器内腐蚀产物化学成分分析结果

表4 2#锅炉水冷壁、过热器管样内的垢量测试结果 g/m2

3 锅炉化学清洗废液的处理

1)锅炉化学清洗废液的排放应符合《污水排放标准》(GB8978—1996)中所规定的排放指标，清洗废液中污染物质最高允许排放浓度，如表8所示。2#锅炉清洗废液的排放执行表8中的二级排放标准。

表5 锅炉管样试验室动态模拟清洗试验结果

表6 锅炉化学清洗技术工艺mg/L

表7 锅炉化学清洗化学监控项目

表8 污水综合排放标准(第二类污染物最高允许排放浓度)

2)酸洗及漂洗废液的处理。酸洗废液统一排至电厂冲灰水前池中。在排放酸洗液的同时，往废液中均匀加入定量的 NaClO(有效氯≥27%)及 NaOH(NaOH≥41%)，利用流动的排放水自然搅均。监测中和、氧化处理后的废水，若COD＜100 mg/L、pH值达到6～9，可以直接排放酸洗废液。

3)钝化步骤所产生废液的处理。因采用过氧化氢钝化，钝化废液温度在65℃以上进行分解处理后，排入电厂废水或灰水前池中，降解氨氮及调整废液的pH值后，可直接排放。

全部化学清洗废液需经严格处理，必须严格进行化验监控合格后，才可对外排放。

锅炉化学清洗所需的化学药剂，如表9所示。

表9 锅炉化学清洗所需化学药品

4 锅炉化学清洗流程

锅炉化学清洗流程如图1所示。

4.1 省煤器、水冷壁系统冲洗过程

开启临时循环清洗罐化学补给水系统，当循环清洗罐水位升至规定水位后，启动化学清洗泵，以150 t/h的流量给锅炉上水。当分离器遇水后，关闭分离器、省煤器和水冷壁的空气门。当集水器处于高水位时，开启临时系统排放门，并将流量调整到500 t/h，进行开路水冲洗。待省煤器、水冷壁被冲洗干净后，在临时清洗罐中配置含联氨300 mg/L、pH值为10.5的保护液，然后启动清洗泵，开启除盐水补水系统，调整再循环门，使上水流量达到200 t/h，通过锅炉省煤器、水冷壁系统向过热器系统给水。待过热器各空气门遇水并检测水中保护介质合格后，将其全部关闭。

图1 锅炉化学清洗流程

4.2 锅炉化学清洗

开启临时化学清洗平台化学补给水系统，当临时化学清洗平台循环清洗箱(罐)水位升高至一定程度后，启动1台化学清洗泵。通过临时管道经给水主管路为锅炉上水，控制上水流量≯150 t/h。监控锅炉汽水分离器，当临时液位达到2/3处时，调整化学清洗泵流量，使其达到450～500 t/h。调整临时管路门开度，循环1 h后，开启临时系统蒸汽管路门，加热锅炉内介质，使温度达到到80℃。若锅炉汽水分离器水位过高，则开启临时系统门调整水位。

4.3 锅炉省煤器、水冷壁酸洗

启动注药泵，向循环水箱内缓慢加入金属缓蚀剂(柠缓—1)1 600 kg，维持系统循环1 h，同时向循环水箱内缓缓注入氨水，调整柠檬酸介质pH值。在监视系统入、出口取样点取样，进行分析化验，监督酸洗介质的化学变化。维持化学清洗泵流量为450～500 t/h，稳定汽水分离器及循环水箱的液位，控制酸洗介质温度为85～90℃，对锅炉系统进行循环酸洗。如酸洗介质中酸浓度下降，按计量随时补加柠檬酸并调整酸洗介质pH值为3.4～3.8。待经分析化验后，确认酸洗介质中酸浓度基本不变、亚铁离子浓度(Fe2+)基本平衡时，解列监视管段及腐蚀指示片系统，确定管段清洗合格，再循环酸洗1 h，则锅炉酸洗过程结束。

4.4 排放废水液及开路水冲洗

在排放废酸液时，启动注药泵，向冲灰水前池中连续加入NaOH和NaClO，注药流量保持为30 t/h，对酸洗废液进行中和、氧化处理。当废酸液处理后的pH值达到6～9，COD＜150 mg/L时，启动灰水泵，将酸洗废液排往灰厂。

待酸洗废液排空后，启动1台化学清洗泵，给向锅炉上水。当锅炉汽水分离器临时液位达到2/3处时，开启蒸汽加热系统，对锅炉进行开路水冲洗，并排入电厂冲灰水前池，再由灰水泵将排水注入灰厂。按规定水冲阶段化学监控项目及频率的要求，确认冲洗排水中铁离子浓度＜50 mg/L，排水的pH值≯4.5，开路水冲洗结束。

4.5 锅炉系统漂洗

维持1台化学清洗泵运行，开启蒸汽加热系统，使锅炉内的水温达到75℃。对锅炉进行循环漂洗2～3 h后，确保漂洗液中亚铁离子浓度(Fe2+)基本平衡，锅炉漂洗过程结束。

4.6 锅炉钝化处理机排放

维持锅炉汽水分离器液位及循环清洗箱液位稳定，启动注药泵，向循环水箱内缓慢加入氨水约1 200 kg，将锅炉内介质的pH值迅速提高到10.5～10.8，然后向循环水箱内缓慢加入H2O2。在临时系统入、出口取样点取样进行分析化验，监督钝化介质化学工况。维持钝化介质温度为45～50℃，控制钝化液pH值≮10.5，随时补加H2O2及氨水。锅炉被清洗系统循环中和钝化处理7小时后，钝化处理工程结束。