除油除锈一步法清洗电站锅炉

除油除锈一步法清洗电站锅炉

电站锅炉清洗开车前化学清洗的主要程序一般是:碱洗、酸洗、漂洗、钝化。碱洗的作用是除去油污,为后面的酸洗除锈创造条件。1993年大连北海头热电厂新建的220t/h电站锅炉因开车期限紧迫,厂方要求以最短的时间通过化学清洗的方法清除干净锅炉本体内在制造、运输、安装过程中产生的污垢。为此,通过实验,采用了除油除锈一步法清洗的新工艺,取得了良好的效果。

1、化学清洗的范围和垢物状况

经与厂方商定,清洗范围为:汽包、联箱、下降管、水冷壁管、省煤器及相关管线。总清洗液容积85m3(含泵站和临时管线)。垢物类型主要有:铁锈、油污、轧制鳞片、灰尘、泥沙、焊渣、金属碎屑等,平均垢厚0。5～1mm。

2、锅炉概况及清洗部件的主要参数

待清洗锅炉的概况为:型号WG220/98-13;型式高压单锅筒、自然循环“ㄇ”形锅炉。

3、化学清洗流程和泵站主要的设备

3.1化学清洗流程

根据上述清洗范围,设计了相应的化学清洗流程。全系统分两路进清洗液:(1)由临时管线经锅炉工艺管线进省煤器,然后进入汽包;(2)由临时管线经一侧联箱和水冷壁、下降管进入汽包。回液只有一路,即由汽包经另一侧水冷壁、下降管通过联箱返回泵站或处理池。两侧水冷壁进、回液可定时切换。

3.2清洗泵站主要设备及仪表规格

配液槽用5mm碳钢板焊制,20m3,1个;清洗泵离心式清水泵扬程100m,流量160m3/h,3台;三相异步电动机规格与清洗泵配套,3台;阀门主管线用铁芯闸阀或球阀,忌用铜芯阀,取样管可用截止阀;流量计流量范围0。5～5m3/h及250～350m3/h的流量计各1个;压力表普通弹簧管式压力表或耐酸压力表,测量范围0～10MPa;温度计棒式玻璃液体温度计,0～100℃。

4、化学清洗流速的确定

由于两台清洗泵同时启动,最大流量为320m3/h,即0。089m3/s。清洗系统临时进液、回液母管均为219mm×6mm无缝钢管,其流通面积0。0314m2。母管最大流速V母管=0。089m3/s=2。834m/s0。089m3/s水冷壁最大流速V水冷壁=0。68m2×1/2=0。262m/s以上流速与国家规定的标准相吻合。

5、清洗实验和讨论

5.1清洗实验

试样选用结垢情况基本相同的水冷壁截管,实验方案采用三水平三因子正交设计法。即以清洗速度(除垢率为100%所需的时间)为指标,酸类型(A)、表面活性剂类型(B)、温度(C)为因子,盐酸(A1)、硝酸(A2)、硫酸(A3)、OP-10(B1)、JFC(B2)、LAS(B3)、18℃(C1)、30℃(C2)、50℃(C3)为水平。

5.2讨论

1)从数据可看出,温度是影响清洗速度的主要因素。常温清洗,各种酸反应速度普遍较慢,且差距较大;50℃时,清洗速度都大大提高,并且差距已很小。表面活性剂类型影响不大,比较起来OP-10效果较好。

2)《多用酸洗缓蚀剂LAN-826的研究》资料表明,清洗液中加入LAN-826后,50℃时碳钢在盐酸、硫酸中的腐蚀率都很低(<10g·m-2·h-1),而在硝酸中稍高。根据以上讨论结果,同时综合考虑原料采购、运输条件等因素,确定酸洗的配方及主要工艺条件为:OP-100。5g/LLAN-826缓蚀剂2。5g/L还原剂适量温度50℃

6、锅炉的化学清洗

6.1清洗前的准备工作

1)将不参与化学清洗的仪表部件如压力表液位计等拆除,采取加盲板和临时液位计的方法进行处理;下降管采取限流措施;关闭所有与清洗无关的阀门,隔离不清洗的部位以防止清洗液外漏;汽包旁安装紧急停泵装置;汽包内悬挂好腐蚀试片;有关工作完成后,封闭汽包人孔和联箱手孔等,准备清洗。

2)将泵站与锅炉用临时管线联接起来,形成完整的循环清洗系统。

3)清洗所需的原材料、分析试剂仪器、劳保用品及其他工具按时运抵施工现场并确保照明和联络设施完好、废液处理和排放管线畅通。

4)公用工程条件水脱盐水,供水量100～150m3/h;电380V、150kW,220V、200W;蒸汽1。0MPa,DN100蒸汽管。

6.2化学清洗程序

本次清洗程序如下:水冲洗※酸洗※水冲洗※漂洗※钝化※人工清理,其中主要程序的工艺条件为:

1)酸洗

药剂硫酸,OP-10,LAN-826,还原剂;温度50℃;时间7。5h。

2)漂洗

药剂柠檬酸,氨水,LAN-826;pH值3。5～4;温度80～85℃;时间3。5h。

3)钝化

药剂亚硝酸钠,磷酸三钠,氨水;pH值9～10;温度40～50℃;时间4h。具体操作同一般化学清洗[2],但酸洗后的水冲洗直接使用电厂热水,效果更好。

6.3化学清洗检测分析

该锅炉清洗检测项目主要有:酸洗过程中,硫酸浓度和总铁离子浓度分析;漂洗过程中,柠檬酸浓度和总铁离子浓度分析。其浓度随时间变化曲线分别。从图1和图2可以看出,酸洗过程中,酸浓度随时间的延长而逐渐降低,并且起初降幅较大,然后逐渐减小,最后酸浓度趋于平衡,显示酸洗终点已到。铁离子浓度的变化恰恰相反,它随时间的延长而逐渐升高,起初升幅较大,然后逐渐减小,最后也趋于平衡。酸洗时特别注意了控制铁离子浓度在500mg/L以内,以降低金属的腐蚀。从图3、图4同样看出,漂洗过程中酸浓度和铁离子浓度随时间的变化趋势与酸洗过程相似。酸浓度随时间的延长逐渐下降,直至平衡;铁离子浓度随时间的延长逐渐上升,最后也达到平衡,并且低于500mg/L,从而保证了钝化效果。

7、清洗效果及评价

清洗结束后,由大连北海头热电厂和蓝星公司共同组成的验收组进行验收。通过割管检查和查看汽包、联箱,金属壁面的污垢全部去除干净,无浮锈和点蚀,钝化膜完整,平均腐蚀率1。06g/(m2·h),清洗质量完全达到国家及合同规定的标准,厂方非常满意。尤其对于这次采用的先进清洗工艺,热电厂给予了高度评价,认为它缩短了清洗时间,为锅炉按期一次开车成功创造了良好条件。

8、结束语

实践证明,对于油污不是太多的新建锅炉或清洗范围不是很大的新建化工装置开车前化学清洗,采用除油除锈一步进行的方式与常规清洗方法相比,具有省工、省时、降低成本、优质高效的诸多优点,在清洗工程中切实可行。