火力发电厂锅炉化学清洗导则.doc
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1、.中华人民共和国电力行业标准 SD 13586 火力发电厂锅炉化学清洗导则 中华人民共和国水利电力部1986-04-07批准 1986-09-01实施 1总则 1.1锅炉的化学清洗,是保持受热面内表面清洁,防止受热面因结垢、腐蚀引起事 故,提高电厂水汽品质的必要措施之一。 1.2锅炉的化学清洗,要求能除去新建锅炉在轧制、加工过程中形成的高温氧化轧 皮以及在存放、运输、安装过程中所产生的腐蚀产物、焊渣和泥沙污染物等;除去 运行锅炉在金属受热面上积聚的氧化铁垢、钙镁水垢、铜垢、硅酸盐垢和油垢等。 1.3化学清洗的步骤一般是:系统水冲洗,碱洗,碱洗后的水冲洗,酸洗,酸洗后 的水冲洗,漂洗和钝化。 1
2、.4新建锅炉的清洗范围如下: 1.4.1直流炉和过热蒸汽出口压力为9.8MPa及以上的汽包炉,在投产前必须进行 化学清洗;压力在9.8MPa以下的汽包炉,除锈蚀严重者外,一般可不进行酸洗, 但必须进行碱煮。 1.4.2再热器一般不进行化学清洗,但出口压力为17.4MPa机组的锅炉再热器可根 据情况进行化学清洗。清洗时,必须保证管内流速达0.15m/s以上。过热器进行化 学清洗时,必须有防止立式管产生气塞和腐蚀产物在管内沉积的措施。 1.4.3容量为200MW及以上的机组,凝结水及高压给水系统必须进行化学清洗(不 包括高压加热器);容量为200MW以下的机组,凝结水及高压给水管道的化学清 洗,应
3、根据管道内壁的腐蚀产物情况决定。 1.5运行炉化学清洗的确定。当水冷壁管内的沉积物量或锅炉化学清洗的间隔时间 超过表1中的极限值时,就应安排化学清洗。锅炉化学清洗的间隔时间,还可根据 运行水质的异常情况和大修时锅内的检查情况,作适当变更。 以重油和天然气为燃料的锅炉和液态排渣炉,应按表1中规定的提高一级参数 锅炉的沉积物极限量确定化学清洗。一般只需清洗锅炉本体。蒸汽通流部分是否进 行化学清洗,应按实际情况决定。 表1中的沉积物量,是指在水冷壁管热负荷最高处向火侧180部位割管取 样,用洗垢法测得的 沉积物量。洗垢法测定垢量的方法见附录B。 1.6化学清洗方式可分为:循环清洗、开式清洗及浸泡清洗
4、三种。一般情况下,采 用循环清洗或开式清洗。 1.7酸洗液中应添加合适的缓蚀剂,酸洗时的金属腐蚀速度应小于10g/(m2h)。 化学清洗后的金属表面应形成完整的保护膜,不应产生二次锈蚀和点蚀。 1.8锅炉的化学清洗一般应采用软化水、除盐水或凝结水,应备足水量。 表1 确定需要化学清洗的条件 1.9锅炉化学清洗完毕后,若不能立即投入运行,应采取防腐措施。 1.10化学清洗排出的各种废液应进行处理,使排放废液符合GBJ473工业“三 废”排放试行标准 的规定。 1.11工作人员在化学清洗过程中应严格遵守安全规程,确保人身安全。 1.12化学清洗方案应呈报上级批准,并成立化学清洗小组,负责锅炉的化学
5、 清洗。 1.13参加化学清洗人员应根据国家劳动保护有关规定,享有劳动保健的待遇。 2化学清洗条件的确定 2.1化学清洗介质的选择,一般根据垢的成分,锅炉设备的构造、材质,清洗效 果,缓蚀效果,经济性的要求,药物对人体的危害以及废液排放和处理要求等因 素进行综合考虑。一般应通过试验选用清洗介质,以及确定清洗参数。可选用的 清洗介质有盐酸、氢氟酸、柠檬酸、EDTA铵盐等。对于不同成分的垢,适用的 药剂和清洗条件可参见表2。 应根据清洗介质和炉型来选择清洗方式。盐酸、柠檬酸、EDTA铵盐一般可采 用循环清洗,氢氟酸可采用开式清洗。 2.2为了减少清洗液对金属的腐蚀,盐酸的最大浓度一般不超过10%,
6、氢氟酸的最 大浓度不超过3%,有机酸的浓度不超过10%,清洗液浓度可由试验确定。 表2 清洗介质的选择 续表 2 续表2 注:1)盐酸清洗,微酸性除铜钝化溶液中含有Cl-时,应事先用盐酸将水的 pH 值调到5,当水温升至56时,按照H3C6H5O7、NaNO2和 CuSO4的 先后顺序依次加入,并搅拌均匀。 2.3为确保酸洗效果,必须选择合适的酸洗缓蚀剂,可供选用的国产商品酸洗缓蚀 剂的性能参见表3。 表3 续表3 2.4循环酸洗应维持炉管中酸液的流速为0.20.5m/s,不得大于1m/s。开式酸 洗应维持炉管中酸液的流速为0.150.5m/s,不得大于1m/s。 2.5酸液温度越高,清洗效果
7、越好,但金属的腐蚀速度也随之增加,缓蚀剂的效果 随温度升高而降低。在酸洗时,酸液温度不可过高,无机酸的清洗温度一般采用 4070,柠檬酸的清洗温度为9098,EDTA铵盐的清洗温度为120140 。 清洗时盐酸液与金属接触的时间一般不超过12 h。 2.6三价铁离子会加速钢铁的腐蚀。即使酸洗废液中酸的浓度较高,一般也不能 再用来清洗第二台锅炉。为抑制Fe3+的影响,可加入还原剂如Na2SO3、N2H4 H2O、SnCl2、NH4CNS等。 2.7若氧化铁垢中含铜量较高时,应采取防止金属表面产生镀铜的措施。详见4.6。 使用TSX-04酸性除油缓蚀剂(太仓制药厂产品)可一次完成碱洗和酸洗,能简
8、化清洗工艺,节省时间和用水,其除油能力大于或等于5kg牛油/kg产品,金属腐 蚀速度小于10g/(m2h),金属缓蚀率大于或等于95%。 3化学清洗系统的设计、安装 3.1化学清洗系统的设计,应根据设备结构、热力系统和清洗介质、清洗方式来确 定。一般汽包炉循环清洗的系统示意图可参考图1。直流炉若采用循环清洗,清洗 范围为高、低压给水系统、炉本体及高温过热器时,清洗系统可参考图3(a);清洗 范围为高、低压给水系统及炉本体时,清洗系统可参考图3(c);清洗范围为高、低 压给水系统、炉本体、高温过热器及再热器时,清洗系统可参考图3(b)。直流炉若 采用氢氟酸开路清洗,清洗范围为高、低压给水系统、炉
9、本体、高温过热器及再热 器时,清洗系统可参考图3(a);清洗范围为高、低压给水系统、炉本体及高温过热 器时,清洗系统可参考图3(b)。 图1 汽包炉循环清洗系统示意图 1省煤器;2汽包;3水冷壁下联箱;4清洗箱;5清洗泵; 6浓药泵;7浓碱箱;8浓酸箱G流量表;P压力表; T温度计;U取样点;Y腐蚀指示片安装处;F转子流量计 清洗系统的设计,应符合以下几点要求: 1)水、热源应充足,电源应安全可靠。 2)各回路的流速,应力求均匀。清洗系统应尽量简化,便于操作,并能合理、 有效地处理清洗废液。 图2 直流炉循环清洗系统示意图 1汽轮机;2低压加热器;3除氧器;4清洗泵; 5监视管;6转子流量计;
10、7高压加热器;8省煤器; 9水冷壁;10低温过热器;11启动分离器;12高温过热器; 13再热器;14过滤网;15地沟;16流量表 3)为保证清洗泵连续可靠运行,清洗泵应耐腐蚀并需设置备用泵。用普通清水 泵作清洗泵时,泵壳及叶轮可涂防腐涂料,或耐酸漆。要外加压力密封水,以确保 轴封严密,盘根处应加装浸油石墨盘根、柔性石墨盘根,或聚四氟乙烯盘根等。 4)酸洗过程中不允许采用炉膛点火方式加热,以防爆炸和产生局部过热。一般 采用表面式或混合式加热器加热清洗液。混合式加热器构造图可参考附录A。 图3 直流炉氢氟酸开路清洗系统示意图 1汽轮机;2低压加热器;3除氧器;4给水泵; 5高压加热器;6省煤器;
11、7水冷壁;8低温过热器; 9启动分离器;10高温过热器;11再热器 5)冲洗时,水流速应达到清洗流速的1倍以上。一般可采用清洗泵进行冲洗。 直流炉可用清洗泵、给水泵或凝升泵进行冲洗。 3.2加酸方式主要有以下几种: 3.2.1清洗回路充满水后,先进行循环,然后用浓酸泵或酸喷射器向清洗回路内加 入浓酸,边循环,边配酸。 3.2.2在溶液箱内配成一定浓度的稀酸,再用清洗泵送入清洗系统。 3.2.3采用开路酸洗时,将浓酸按一定比例用计量泵打入正在运转的给水泵出口或 清洗泵出口。 3.3清洗系统的划分按下列要求进行: 3.3.1应避免将炉前系统的脏物带入锅炉本体和过热器。一般应将锅炉分为炉前系 统、炉
12、本体和汽系统三个系统进行清洗。 3.3.2应使每个回路具有相差不多的通流截面或流速。 3.4清洗系统的安装应满足下列要求: 3.4.1安装临时系统时,管道内不得有砂石和其他杂物。水平敷设的临时管道,朝 排水方向的倾斜度不得小于1/200。按永久管道的质量要求,检查临时管道的焊接质 量。焊接部位位于易观察之处,焊口不宜靠近重要设备。 3.4.2所有阀门在安装前,必须研磨,更换格兰填料,并进行水压试验。所有的 阀门压力等级必须高于清洗时相应的压力等级。阀门本身不得带有铜部件。阀门 及法兰填料,采用耐酸、碱的防蚀材料。 3.4.3清洗泵入口侧(或酸箱出口)应装滤网,滤网孔径应小于5mm,有效通流截面
13、 应大于入口管截面积的3倍。安装泵进、出口管道时,应考虑热膨胀补偿措施, 不使水泵受到过大的推力。 3.4.4清洗箱的标高及液位应能满足清洗泵的吸入高度(清洗箱出口至泵的吸入口 的位差至少应有2m),以防泵抽空。清洗泵轴瓦应加强冷却。 3.4.5化学清洗时,可在汽包上设临时液位计及液位报警信号。根据循环流速的要 求,在汽包下降管口,点焊节流孔板,并将汽包放水管加高。 3.4.6锅炉顶部及清洗箱顶部,应设有排氢管,并应有足够的通流截面。 3.4.7临时系统中安装的温度、压力、流量表计及分析仪表,应经校验合格后方能 使用。不耐腐蚀的表计,应采取隔绝清洗液的措施。 3.4.8临时设置的药箱,不宜布置
14、在电缆沟附近。通道上的临时管道要设有临时便 桥。清洗现场的道路应平整、畅通,并有良好的照明设施。 4化学清洗工艺过程 表4 化学清洗用水量表 4.1化学清洗前,应完成下列准备工作: 4.1.1机组热力系统安装或检修完毕,并经水压试验合格。 4.1.2临时系统安装完毕,并通过1.5倍工作压力的热水水压试验。清洗泵,各 种剂量泵及其他转动机械试运转无异常。 4.1.3贮、供水量能满足化学清洗和冲洗的用水需要。用水量参照表4。 4.1.4排放系统畅通。废液处理的临时或正规设施安装完毕,并能有效地处理废 液。 4.1.5化学清洗的药品经检验确证无误,并按技术、安全措施的要求备足各种药品 及化验仪器。
15、4.1.6参加化学清洗的人员培训完毕。 4.1.7腐蚀指示片,监视管及测试仪器准备齐全。 4.1.8不参加化学清洗的设备、系统与化学清洗系统可靠地隔离,并要求: 4.1.8.1拆除汽包内不宜清洗的装置。 4.1.8.2水位计及所有仪表、取样、加药等管道均与清洗液隔离。 4.1.8.3过热器若不参加清洗,则采取保护措施。 4.1.9为维持锅炉清洗液的温度,严密封闭炉膛及尾部烟道出口。 4.1.10将清洗系统图挂于清洗现场。系统中阀门按图纸编号,并挂编号牌。在管道 设备上标明清洗液流动方向,并经专人核对无误。 4.1.11在汽包水位监视点、加药点及清洗泵等处,装设通信设备。 4.1.12按8.18
16、.11规定对参加化学清洗的人员进行培训,使其熟悉系统,掌握操 作程序。 4.2根据确定的清洗方案,计算材料药品用量(详见附录A),并对药品纯度进行检 验。 4.3新建机组在化学清洗前必须进行水冲洗。可用过滤后的澄清水或工业水进 行分段冲洗,冲洗流速一般取0.51.5m/s。冲洗终点以出水达到透明无杂物 为准。 4.4对新建锅炉,为清除汽包内的保护涂层,可进行碱煮。碱液可用浓度为0.2% 0.5%的Na3PO4,浓度为0.1%0.2%的Na2HPO4和浓度为0.05%的湿润剂混合 配制而成。碱煮时间根据锅炉内部的污脏程度决定,一般在压力为0.98 1.96Mpa时持续碱煮1214h。煮炉过程中,
17、需底部排污23次。最后进行大 量换水,至排出水和正常炉水的浓度接近时为止。当排水的pH值降至9左右, 水温降至7080时,即可将水全部排出。 煮炉后应进行内部检查,并清除堆积于联箱等处的污物,然后才可与清洗系统 连接。 为清除高压锅炉内壁的油污,可采用上述混合碱液对锅炉进行碱洗。碱洗温度 为9095,时间为824 h。 中压锅炉的碱洗可采用浓度为0.5%0.8%NaOH和0.2%0.5%Na2HPO4的 混合液作碱洗液。碱洗温度为9095,时间为824 h。 4.5碱洗后用过滤澄清水、软化水或除盐水冲洗,洗至出水pH值不大于8.4,水 质透明。 4.6缓蚀剂可在浓酸液注入前加入清洗系统的水中,
18、也可与酸液同时加入清洗系 统。酸洗工艺的控制条件,见表5。酸液中含铜离子会在金属表面产生镀铜现象, 可在酸洗后用2530的1.3%1.5%氨水和0.5%0.75%过硫酸铵溶液清洗 11.5h。随后排掉溶液,再用0.8%NaOH和0.3%Na3PO4溶液进行清洗;或 采用加硫脲一步除铜钝化;或采用微酸性除铜钝化的工艺(见表5)。在酸洗过程 中酸液要保持一定的温度和浓度。 表5 续表5 4.7当每一回路循环清洗到预定时间时,应加强酸液浓度和铁离子浓度的分析,检 查其是否达到平衡,并取下监视管检查清洗效果。若酸洗液中铁离子浓度趋于稳 定,监视管段内基本清洁,则再循环1 h左右,便可停止酸洗。 4.8
19、酸洗后,水冲洗方法如下: 4.8.1为防止活化的金属表面产生二次锈蚀,一般用纯度大于97%的氮气连续顶出 废酸液;也可用除盐水顶出废酸液,锅内酸液应排至废液处理装置槽内。酸液排出 后采用变流量水冲洗,冲洗到排出液的pH值为44.5,含铁量小于50 mg/L为止。 4.8.2当冲洗水量不足时,可采用反复排空和上水的方法进行冲洗,直至出水pH 值为44.5为止。但在采用此方法冲洗后,应接着对锅炉进行漂洗。 4.8.3对垢量较多的运行锅炉,酸洗后如有较多未溶解的沉渣堆积在清洗系统及设 备的死角,则排尽酸液,用水冲洗至出水的pH值为44.5后,再排水,用人工 清理掉汽包和酸箱内的沉渣。用此法冲洗后须经
20、漂洗才能进行钝化。 4.9漂洗:一般采用浓度为0.1%0.3%的柠檬酸溶液,加氨水调整pH值至3.5 4后进行漂洗。溶液温度维持在7590,循环2 h左右。 4.10钝化:漂洗结束时,若溶液中含铁量小于500mg/L,可直接用氨水调整溶液 pH值至910后再加入钝化用药品(见表6)进行钝化。若溶液含铁量大于500mg/L, 应更换漂洗液至溶液中含铁量小于500mg/L后,再进行钝化。若冲洗后不采用漂 洗,一般可直接用除盐水冲洗至出水的pH值为4.55.5,含铁量小于50mg/L 时,按表6的控制条件进行钝化。钝化后应立即将系统中溶液排空。 4.11循环清洗中的注意事项如下: 4.11.1酸洗时
21、,应维持酸液液位在汽包中心线上,水冲洗时,应维持液位在比酸洗 时的液位略高一些。钝化时的液位应比水冲洗时的液位更高。 4.11.2清洗液的循环方式与锅炉的结构和受热面结垢的程度等因素有关。对结垢严 重的回路应先进行循环清洗,其余回路静置浸泡。待该回路循环一定时间后,再依 次倒换。必要时对结垢严重的回路可重复进行循环清洗。 4.11.3为了提高清洗效果,每一回路最好能正反向各循环一次(取决于炉管和汽包 连接的情况)。如通向汽包的某些导汽管位置很高,只能进行单向循环时,酸液应 由高位管进入,由低位管排出。 表6 钝化工艺的控制条件 注:1)在0.2%0.3%H3C6H5O7溶液中直接加入1%2%的
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