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城市供热锅炉化学清洗

2019-10-29 09:58:12浏览:12 来源:清洗联盟   

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城市供热锅炉化学清洗

城市供热锅炉在我国工业锅炉中占有很大的比例。大多数城市供热锅炉采用的是与热网直连串通式,导致热网系统的杂物基本沉积在锅炉内,给锅炉的安全经济运行带来很大的影响。而热网锅炉的化学清洗频率较低,一般到了清洗时垢量已经非常大,且致密。

城市供热锅炉与电站锅炉相比有很大的区别,具有一些电站锅炉没有的特点:垢量大、水容积小、死角多、酸洗时排气困难等。北京某供热锅炉的化学清洗几乎具备了该类型锅炉的所有特点。因此本文将以此次化学清洗为例,总结此类锅炉化学清洗的经验。

1、化学清洗工艺

1.1系统概述

北京某供热站安装了四台由法国阿尔斯通工业锅炉公司提供技术,西安金牛锅炉股份有限责任公司生产的以天然气为燃料的强制循环热水锅炉。设置五台热网循环泵组成的泵站,总供热能力为464MW,系统最大供水流量为5500t/h,向热网供水温度为150℃,热网回水温度为(40~70)℃。锅炉与城市热网采用串通式,锅炉补水采用软化水。锅炉水汽流程为:热网回水(强制循环泵出口管)—外置省煤器—内置省煤器及旁路—水冷壁下联箱—四周水冷壁—水冷壁上联箱—热网供水(强制循环泵入口管道)。

锅炉第一个采暖季4台炉均发生爆管,经检查锅炉结垢严重,需要进行化学清洗。本次酸洗范围为2、3、4号锅炉。

1.2小试情况

三台锅炉管样。垢量分析如下:2号锅炉水冷壁:7513g/m2;3号锅炉水冷壁:2972g/m2;4号锅炉水冷壁:7000g/m2;垢厚度均在2mm以上,且垢质疏松。对3号锅炉垢成分分析如表2所示。从表2中可以看出,垢的主要成分为钙镁垢、硅垢及铁垢。在做小试时,考虑到现场无蒸汽源的问题,只能选择酸洗温度低的清洗剂。因此用盐酸与氨基磺酸作为小试用清洗剂,实验用水为供热站软化水。实验方法:5%的盐酸与氨基磺酸溶液各400mL,其中加入0.5%的缓蚀剂;溶液温度55℃,如果反应停止则继续添加清洗剂,每次按5%的量加入。

实验过程:

(1)氨基磺酸除垢非常缓慢,添加3次酸7h后垢尚未洗净。

(2)5%盐酸除垢非常快,反应剧烈,产生大量气泡;添加3次酸,4.5h后垢全部溶解。

实验结论:盐酸适合本次酸洗,但气泡产生非常快且大,因此加酸量需要进一步实验确定。进一步对盐酸工艺进行调整后,最终确定盐酸质量分数控制在2%左右为最佳,既能保证垢的溶解,又能将气泡产生量控制得较低。

1.3化学清洗工艺的确定

根据小试结果确定清洗工艺如下:采用盐酸酸洗,不断补入盐酸,保证系统盐酸质量分数在2%左右。钝化采用0.3%的磷酸三钠溶液,温度80℃。系统正循环为:清洗箱—酸洗泵—临时管(门)—强制循环泵出口管—外置省煤器—内置省煤器及旁路—水冷壁下联箱—四周水冷壁—水冷壁上联箱—强制循环泵入口管道—临时管(门)—清洗箱(排放)。

系统反循环为:清洗箱—酸洗泵—临时管(门)—强制循环泵入口管—水冷壁上联箱—四周水冷壁—水冷壁下联箱—内置省煤器及旁路—外置省煤器—强制循环泵出口管道—临时管(门)—清洗箱(排放)。

系统加热采用锅炉点火加热方式,即建立模拟循环后点火加热,连续监控进回水的温度,达到(55~60)℃范围内便灭火停加热。酸洗过程中控制温度不低于50℃。

2、清洗过程及结果

2.1清洗过程

按照工期安排,首先清洗4号炉,再清洗3号炉;2号炉因部分水冷壁管更换推迟一个月清洗。3台锅炉清洗过程与4号锅炉基本一致:系统满水后,在模拟循环状态下点火加热至60℃左右,循环1h待水温均匀后开始加缓蚀剂,加完缓蚀剂1h后开始加酸,控制泵入口酸质量分数2%左右,待清洗箱气泡量变小时可加大泵出口酸质量分数,直至加入到要求的酸量。到达酸洗终点后,水顶排冲洗至合格后,点火加热至80℃,调节pH至9.5开始钝化。酸洗过程中,每隔1h进行一次正反循环切换。

2.2清洗结果

(1)三台锅炉清洗后金属表面清洁,基本无残留垢,无明显金属粗晶析出的过洗现象,无镀铜现象;

(2)三台锅炉腐蚀速率及总量均小于国标(TSGG5003-2008)优良标准要求。

3、清洗过程中出现的问题及改进结果

3.1清洗过程中出现的问题

(1)酸洗过程中因系统最高点无排气口,尽管控制泵出口酸质量分数2%左右且加入了大量消泡剂,但是回酸液中气泡仍大量涌出清洗箱,造成加药困难及现场环境污染无法控制。

(2)酸洗后水冲洗时间长达4h。

(3)酸洗完成后打开3、4号水冷壁下联箱手孔进行检查,发现手孔处为死角,存积了大量的渣滓、泥土未冲出,且下联箱亦有泥渣未冲出。此现象正好与冲洗时间长相吻合。

(4)下联箱金属表面无明显的钝化膜,且外观不佳。由于4号炉先清洗,发现效果不佳后,3号炉加长了冲洗时间与正反冲洗,效果比4号炉稍好。

3.2改进结果

因工期原因,3、4号炉是连续化学清洗,且洗完后才检查。所以在2号炉清洗时针对上述问题进行了改进。

(1)酸洗过程中采用少加、多次的方式加入盐酸,且控制酸洗箱液位在低液位,使产生的气泡尽量留在清洗箱内,通过消泡剂消除和溢流孔溢流至排污点后,气泡基本得到控制。

(2)系统内残留泥渣原因为系统最低点无排液口,故将进酸口改为水冷壁底部排污口及后墙底部联箱左右侧手孔处(均为最低点),回酸口为自循环泵出入口,同时进回酸口能互相切换,基本消除了系统死角。2号炉清洗完检查,发现联箱及死角内泥渣基本冲干净。

(3)由于改进了冲洗系统,水冲洗时间缩短到2.5h。

(4)2号炉增加柠檬酸漂洗工艺。柠檬酸质量分数0.1%~0.3%;钝化时在原来磷酸三钠和氢氧化钠的基础上加入0.5%EVc-Na,以便更好地形成膜及防止钝化不好后的进一步腐蚀。2号钝化结束后系统内无残留物,钝化膜完整,颜色正常,达到优良标准。

4、结论

通过前期的全面准备工作及3、4号炉的经验总结,2号锅炉的化学清洗达到了优良的水平。从这个例子可以看出,城市供热锅炉的酸洗相比电站锅炉具有很大的差异性,具体如下:

(1)锅炉结垢量大,管道可能存在局部腐蚀穿孔的情况(停炉检查发现是否有鼓包现象);

(2)锅炉标高低;过流截面大,达到0.89m2;酸洗时需要低扬程大流量的清洗泵;

(3)水容积小,需要采用合适的清洗剂,防止清洗过程中垢盐的过饱和沉淀;

(4)无加热蒸汽源,清洗液温度保障困难;

(5)无除盐水,锅炉补给水为软化水;

(6)锅炉死角多,酸洗残渣不易冲干净,影响钝化效果;

(7)锅炉最高点无排气,酸洗产生的气体只能通过回酸管回到清洗箱。

只要针对以上特点采取好措施,城市供热锅炉的化学清洗也可以做得非常好。

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