燃气—蒸汽联合循环机组余热锅炉化学清洗

燃气—蒸汽联合循环机组余热锅炉化学清洗

1、工程概况

某电厂1套700MW级二拖一燃气—蒸汽联合循环机组，配置型式为2台PG9351燃气轮机+l台供热蒸汽轮机+2台燃气轮发电机+2台余热锅炉+1台蒸汽轮发电机。燃气轮发电机组和蒸汽轮发电机组为不同轴布置，型号STAG209FAMS。燃气轮机型式为重型，型号为PG9351，蒸汽轮机型式为三压、再热、双缸、向下排汽、抽汽凝汽式，机组额定转速3000r/min。余热锅炉为卧式、自然循环、三压、无补燃、全封闭布置，由杭州锅炉集团有限公司制造。

1.1锅炉设备概况

联合循环机组改造余热锅炉是杭州锅炉集团有限公司设计制造的。锅炉型式为三压、再热、无补燃、卧式、自身除氧、带紧身封闭、自然循环余热锅炉，型号为NG-S209FA-R。锅炉高压、中压、低压汽包中心线标高分别为30.28m、30.44m、30.67m。

1.2锅炉水汽循环系统

从凝汽器来的凝结水经轴封冷却器、低压省煤器加热后进入带除氧器的低压汽包。来自低压汽包(与除氧器一体)的给水进入高压给水泵入口，经2×100%容量的高压给水泵升压后，高压给水进入高压省煤器、高压汽包、高压蒸发段和高压过热器;同样，来自低压汽包(与除氧器一体)的给水进入中压给水泵入口，经2×100%容量的中压给水泵升压后，中压给水进入中压省煤器、中压汽包、中压蒸发段和中压过热器。高压给水泵提供余热炉高中压过热蒸汽的减温水，中压给水泵提供高压旁路所需的减温水。在低负荷时，从高、中压给水泵出来的给水有一部分再循环进入低压汽包。

1.3锅炉清洗系统水容积

高、中、低压系统的清洗水容积分别为138.8m3、48.7m3、121.9m3。

2、清洗工艺

2.1清洗工艺的确定

在制定余热锅炉化学清洗工艺时，主要依据国家有关标准、锅炉结构特点及厂家提供的技术资料。北京太阳宫燃气热电有限公司余热锅炉蒸发器的通流面积很大，酸洗流量需要1000m3/h，而蒸发器底部没有能达到这一要求的酸洗排放接头。为保证酸洗排放的环保及余热锅炉以后的运行安全，最后确定的工艺为常规盐酸酸洗液氮推动循环工艺;钝化采用环保无毒的碱性双氧水钝化工艺[6-9]。该工艺具有操作简便、经济节约、系统简单的优点，而且所使用的药品环保无毒。具体实施时，两台余热锅炉分别进行。

2.2清洗范围

低压系统:低压省煤器、低压蒸发器、下降管、连接管、汽包水侧。中压系统:中压省煤器、中压蒸发器、下降管、连接管、汽包水侧。高压系统:高压省煤器、高压蒸发器、下降管、连接管、汽包水侧。过热器系统和主蒸汽管道不进行化学清洗。过热器为直上直下管道，且锅炉补给水系统制水和储水能力有限，因此此次酸洗也不进行水冲洗。在进行酸洗前，过热器注联氨及氨水保护液。

2.3清洗工艺参数

酸洗工艺参数:盐酸(HCl)质量分数4.0%～6.0%、缓蚀剂(IS-129)0.2%～0.3%、还原剂(N2H4)0.1%、温度(50～60)℃、时间(4～6)h。漂洗工艺参数:柠檬酸质量分数0.1%～0.3%、氨水调洗液pH(3.5～4.0)、温度(40～45)℃、时间2h。钝化工艺参数:用氨水调pH(9.5～10)、双氧水质量分数:0.1%、温度(30～35)℃、钝化时间<2h。

3、学清洗步骤和程序

3.1化学清洗准备及系统安装

2个汽包顶部安全阀的阀心取掉，作为临时排氢管路。汽包内部的旋风分离器在酸洗前拆除或不装，并进行清洗处理，待酸洗后再回装。拆掉布水装置接临时管。3个汽包上所有的仪表、疏水、排污、取样管、加药管、事故放水管等均将一次阀和二次阀关死，与不参加清洗设备相连的管道在阀后断开，严防酸液进入其他系统。高压炉下降管(没装酸洗临时接头)的入口安装缩孔直径为20mm的封头。准备好6台轴流风机，酸洗完后抽吸汽包的氨气。割开下降管下面的邻炉加热管及定排管，汇总到1根直径100mm的母管上。在低压、中压系统进入汽包的调整阀心取出，酸洗完后再回装。2个汽包上各做一临时玻璃管液位计，上端通大气，下部接连排管。临时液位计范围为(-500～+600)mm，最小刻度为20mm。临时系统进入锅炉的接口分别为给水加热器入口侧的循环泵系统管道(三通阀后)、中压省煤器的入口管道(给水主电动阀后)、高压省煤器入口的管道(给水主电动阀后)，分别用DN100mm的临时管道汇接到临时系统进口母管。在进入低压、中压系统、高压系统的临时管道上安装阀门作为3个系统清洗时的隔离阀。机组排泄坑排放系统及酸洗废水处理系统能满足清洗要求。从除盐水箱接临时管接入临时系统，通过清洗泵从吹管临时系统向过热器反顶充保护液，从启动炉接临时蒸气管至清洗箱加热。整个冲洗工作开始前，应完成清洗箱的内部清。

3.2清洗步骤

3.2.1系统水冲洗

理冲洗工作和清洗泵的试运转。冲洗范围包括自给水管至汽包的整个系统。冲洗合格标准为所有排放口排水澄清透明。

3.2.2锅炉本体冲洗

启动清洗泵给锅炉上水，锅炉满水(汽包中心线)后停止上水，通过阀门将炉水放空。如此“上水—整炉放水”冲洗，至排水取样颜色透明且无较大的机械杂质。启动清洗泵向锅炉缓慢上水至汽包正常水位，通过调整阀门使3个汽包水位稳定，并连续排放至分析指标合格。

3.2.3过热器、主蒸汽管道系统冲洗及临时系统水压试验

通过吹管临时管路向过热器充水，满水后关闭阀门完成水压试验。水压试验合格后放空过热器，并调整汽包液位到中心线水位以下。启动清洗泵，利用清洗箱配好NH3液以及N2H4

3.2.4过热器充保护液

液[联氨100mg/L，pH(9.5～10)]，分别通过吹管临时管路注入3个过热器，直到汽包水位上涨，过热器注满保护液。

3.2.5模拟循环

分别打开3个汽包的安全阀，启动清洗泵经省煤器至汽包，调整到正常水位，然后通过调整阀门使3个汽包水位稳定，并建立循环。由于蒸发器底部没有足够的酸洗预留接头，因此，在建立循环时要在蒸发器下降管上通入一定量氮气，以推动管内液体的流动，使流速达到酸洗要求。氮气到汽包后通过安全阀排出系统。投入清洗箱加热，将水加热至55℃。循环期间，检查系统的隔离情况。

3.2.6酸洗

待水温在(50～60)℃，减小蒸汽量。清洗系统运行稳定后，在清洗箱中加入需要量的缓蚀剂(IS-129)和还原剂(N2H4·H2O)，循环1h左右。启动HCl泵向清洗箱中加入浓HCl，控制加酸速度不要太快，维持清洗泵出口HCl质量分数<5%，至回酸管HCl质量分数为4%～5%时停止加HCl。循环清洗约(4～6)h，在酸洗工艺件条件下进行酸洗，到终点。清洗期间，若酸度降低过多，应补加HCl。循环清洗直到终点，停运清洗泵。

3.2.7酸洗后水冲洗

排空清洗箱，注入除盐水反复冲洗干净。冲洗临时系统。通过清洗泵上水，用氮气顶排方式进行放水，直至合格。冲洗过程中，严格控制汽包水位在中心线以上(200～300)mm(高于酸洗时汽包液位)。

3.2.8漂洗速率

清洗系统冲洗合格后，将系统建立循环。加入需要量的柠檬酸，而后用氨水调pH至3.5左右后，在漂洗工艺条件下循环漂洗约2h。

3.2.9钝化

漂洗结束后，加氨水调pH至9.5～10，然后加入需要量的双氧水，钝化期间汽包水位控制在+400mm左右。在钝化工艺条件下循环钝化约(1～2)h后结束钝化，将钝化液通过氮气顶排的方式排放至钝化液存放池。

3.2.10收尾工作

清洗完成后，通过放空整个系统，清洗箱内钝化液由清洗箱排放口放掉，钝化液排放完毕后尽快割开低压系统上的酸洗管接头及省煤器入口处的临时管，使水冷壁、汽包及省煤器充分通风干燥。当钝化液排放完毕后，用轴流风扇对汽包进行强制通风，抽吸氨气。酸洗操作结束，放掉临时管内残存的钝化液，准备恢复系统并对汽包内部进行清理。

4、清洗效果检查及评定

钝化液排尽后，取出清洗效果指示片及腐蚀指示片，称重后得到腐蚀量为2.84g/m2，腐蚀速率0.36g/(m2·h)，符合DL/T794—2012《火力发电厂锅炉化学清洗导则》中关于腐蚀<8g/(m2·h)，腐蚀总量<80g/m2标准规定。监视管清洗干净，钝化膜形成完整、均匀。经酸洗鉴定会的共同评定，评定化学清洗质量为优良。