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电厂循环水系统不停机在线化学清洗

2019-11-01 10:02:13浏览:22 来源:清洗联盟   

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电厂循环水系统不停机在线化学清洗

电厂循环水系统经过长时间运行,由于种种原因,易出现系统结垢,考虑到机组安全性及真空系统泄漏对机组的影响,一般采用机组停运对循环水系统进行处理。随着新技术的应用,某发电公司对4号机循环水系统进行不停机在线酸洗尝试。

某有限责任公司4号机组循环水系统经过长时间运行,循环水系统结垢问题造成了较为严重的后果,主要表现为:1)冷却塔填料结垢堵塞及破碎,冷却塔内喷嘴被污垢堵塞;2)凝汽器回水室管板结垢严重,机组端差最高达10℃;3)循环水回水管内水垢达1~2mm。为解决循环水回水管垢层脱落堵塞滤网及凝汽器造成系统压差大、真空低,影响机组安全的情况,为了使机组经济运行,需要尝试对冷却塔进行不停机在线化学清洗。

1、循环水系统概况

循环水系统为汽轮机凝汽器提供冷却水,以维持汽轮机真空。某发电有限责任公司的4号机组循环水系统配备2台混流泵,循环水经水泵升压后,通过循环水管(1820mm×10mm)进入凝汽器(冷却面积16700m2,铜管材质为HSn70-1B)冷却汽轮机排汽,工作后的循环水进入冷却塔进行自身冷却,再次进入循环系统重复利用。

2、清洗除垢方法

2.1清洗原理

发电厂循环水的温度特别适合各种菌类及藻类的滋生,尽管发电厂循环水中添加了氯气或次氯酸钠等杀菌物质,由于次氯酸的不稳定性,虽然它在凝汽器内部的密闭室器溶解度较为稳定,但随循环水进入冷却塔中,由于冷却水与大气开放式接触便很容易溢出,使得灭菌效果大为降低。大气中的微尘尤其是3~5μm的微尘在接触水以后,表面积增大。

使得微尘之间的亲合力增加,微尘与微尘之间粘合逐层堆积。从而在冷水塔的配水系统,喷溅设置,淋水填料中形成以碳酸盐为主以及少量生物粘泥的污垢,影响冷却塔的冷却效果。随着化学清洗技术的发展,各种新型多功能缓蚀剂得到广泛的应用,特别是近几年出现的高分子有机物缓蚀剂,对垢层的渗透、软化、剥离作用更为明显。有些高分子本身有湿润、发泡功能,可使气泡对垢面进行冲刷;渗透进垢层的高分子,垢层内的气泡在增长中,对垢层具有微型爆炸作用,使垢成为微粒及块状脱落下来,达到除垢的目的,并能提高除垢效率。

有机剥离除垢是采用现代高效有机剥离剂,渗透剂和缓蚀剂为主,少量加酸调整,依靠有机聚合物大分子产生的渗透剥离等作用,使垢层松动,变为细小碎片而剥离除掉,一般碎片直径为0.1~1mm,少量较大碎片直径可达3mm,这些碎片可随水流冲出,不会造成堵塞。有机剥离除垢对金属的腐蚀速率远远低于常规酸洗,具有安全性高的特点。

2.2清洗工艺

2.2.1化学清洗药剂

5mg/L(N-307)阻垢剂+20mg/L(N-304)铜缓释剂+100mg/L黑色金属缓蚀剂。铜缓蚀剂的有效成分含量不小于1mg/L,一般控制在2~3mg/L(N-116)清洗剥离剂,清洗中适量加酸,控制pH(3~5)的边界条件,加速垢的软化及剥离。

2.2.2清洗流程

溶药箱—加药泵—循环水系统—冷却塔—循环水泵—凝汽器—循环水系统。

2.2.3清洗方式

在凝汽器不停用的情况下,向冷却塔中加入化学清洗药剂,带有药剂的循环水通过循环水泵升压后,将药剂送入循环水系统中,与垢进行化学反应。清洗过程中,严密监视循环水、凝结水水质、油质及氢气湿度的变化情况,以判断循环水系统的铜管是否泄漏。

3、清洗步骤

针对徐塘发电厂4号机循环水系统的特点及冷却塔填料的具体结垢情况,分阶段进行清洗。

3.1监督项目

3.1.1挂片

自流沟、塔池各挂一片铜腐蚀指示片,以便监督清洗时对铜管的腐蚀情况。

3.1.2测试项目

测试项目有pH、Ca2+硬度、Mg2+硬度及腐蚀速率。

3.1.3腐蚀速率标准

铜管HSn70-1的腐蚀率≤1.0g/(m2·h)。

3.2酸洗前系统准备

安装临时系统,调试各个加药泵,补水泵,卸酸泵,临时系统打压,做好清洗的安全技术措施,调整冷却塔塔池的液位到运行最低液位,运行投入胶球运行系统。

3.3第一清洗阶段

第一阶段清洗时,加完酸(67t)后,发现水的pH变化明显,水垢经过N-116剥离剂和酸同时作用后,将系统中的垢剥离、软化成的白色小颗粒,冷却塔底部的垢的脱落情况较好,可判定,经过了第一阶段的清洗后,大部分的垢层已经脱落,清洗效果较为明显。第一阶段清洗过程,铜、铁的腐蚀较小,第一次循环水加酸后铜、铁离子质量浓度分别为3066.9μg/L、2206.0μg/L,第一次酸洗结束后(换水前)铜、铁离子质量浓度分别为742μg/L、948μg/L,第一次换水结束后铜、铁离子质量浓度分别为792μg/L、643μg/L,具体记录。进入第二个清洗阶段。

在酸性洗的过程中,通过挂铜腐蚀指示片,来检测酸洗过程对铜的腐蚀(具体数据见表3),对铜腐蚀指示片腐蚀量的分析显示酸洗过程对铜管的腐蚀在可控范围之内。

3.4第二个清洗阶段

第二清洗阶段加完酸(61t)后,pH变化不明显,很长一段时间pH维持在2~3之间,循环水在刚开始时有少量的悬浮的小颗粒,随着时间的推移,水质越变越清亮,取样后目测发现与工业水的差别不大,悬浮颗粒很少。为防止酸对系统的腐蚀,(第二次酸洗中铜、铁离子质量浓度分别为5869μg/L、6802μg/L),决定将剩余的N-304,N-116,N-307等药品都加到循环水系统中,将第三个清洗阶段合并作为清洗的加强阶段。经过50h的清洗后水的pH变化在3~4之间(其间铜、铁离子质量浓度分别为441.8μg/L、1266μg/L),期间将两台循环水泵启动若干小时,加大水循环的流量,清除死区的垢。然后,在冷却塔底部扰动发现有大量的沉积物沉积在塔池底部,扰动的区域循环水变为白色的浑浊状态,证明大量的垢已经脱落。第二阶段换水后铜、铁离子质量浓度分别为334μg/L、224μg/L,鉴于第二阶段加酸后50h的清洗,水的pH变化不大,判定水垢已清理干净,结束酸洗工作。

4、酸洗安全经济性评价

本次循环水系统清洗铜管的平均腐蚀速率0.0105g/(m2·h),符合本次化学清洗腐蚀要求。从表4中可见,在负荷210MW时凝汽器酸洗前后端差由4.54℃下降至3.97℃,下降了0.57℃。低压缸排汽温度上升了1.83℃,排汽压力上升了0.66kPa,考虑到凝汽器酸洗前后环境温度发生了变化,凝汽器循环水进水温度上升了2.76℃,经测算影响排汽温度2℃,凝汽器酸洗效果带来的背压实际下降为0.054kPa,按1kPa影响煤耗3.6g/(kW·h)计算,每年可节约费用60万元,循环水系统检修费近20万元,累计每年可节约费用80万元。

5、结论

清洗结束后,填料在洗前洗后变化明显,冷却塔填料恢复本色;水室的管板、循环水管道内水垢全部清除干净,防腐层的基体颜色可见;凝汽器循环冷却水进口压力降低,达到了清洗的目的。徐塘发电有限公司循环水结垢不停机在线清洗的成功实施,避免了机组停运,提高了机组经济性,可作为国内同类型发电厂借鉴。

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