600 MW機組鍋爐大修酸洗及經(jīng)濟性評價

李 偉

(元寶山發(fā)電有限責任公司生產(chǎn)技術部，內(nèi)蒙古赤峰024070)

元寶山發(fā)電有限責任公司600MW機組鍋爐是20世紀80年代從西歐國家引進的大型火力發(fā)電機組。鍋爐是由德國斯坦繆勒公司制造的亞臨界參數(shù)燃煤本生式直流鍋爐，于1985年投入商業(yè)運行，至今已有28年之久。該鍋爐呈半塔型布置，鍋爐本體標高為125 m，蒸發(fā)受熱面由2部分組成。鍋爐標高55 m以下由螺旋管圍成四周氣密式水冷壁，螺旋管出口設有4個出口聯(lián)箱，用連通管構成環(huán)型聯(lián)箱，做為垂直管屏的下聯(lián)箱;從前后出口聯(lián)箱上各引出15根規(guī)格為φ 88.9×12.5 mm的管作為對流受熱面聯(lián)箱的吊管。鍋爐標高55 m以上為垂直管屏蒸發(fā)器，從螺旋管出口聯(lián)箱上共引出1 204根(規(guī)格為φ 33.7×4.5 mm，材質(zhì)為15Mo3)管子，節(jié)距為66.6 mm，中間焊有鰭片;到上部合并成804根φ 38×4.5 mm，節(jié)距為100 mm，中間亦焊有鰭片，這些圓管構成了氣密的對流煙井。螺旋管下部每面墻由97根螺旋管變成291根立管，并引至水冷壁下部折線型的入口聯(lián)箱。在對流煙井內(nèi)依次布置了四級過熱器，二級再熱器(順流)，三級過熱器(逆流)，一級過熱器(逆流)，二級過熱器懸吊管和省煤器系統(tǒng)等。

1 鍋爐主要技術規(guī)范

鍋爐主要設計參數(shù)如表1所示。

鍋爐參與化學清洗部位有關技術參量如表2所示。

表1 鍋爐主要設計參數(shù)

2 鍋爐化學清洗工藝的確定

對于鍋爐水冷壁、省煤器更換下的舊管樣，采用X光能譜儀分析方法對其內(nèi)壁中所沉積的腐蝕產(chǎn)物(水垢)進行了化學成份分析，如表3所示。分析結果表明，鍋爐水冷壁、省煤器內(nèi)腐蝕產(chǎn)物的主要成分為Fe2O3。

按《火力發(fā)電廠機組大修化學檢查導則》(DL/T 1115—2009)標準中規(guī)定的鍋爐水冷壁垢量檢測方法，對2#鍋爐水冷壁管樣內(nèi)的腐蝕產(chǎn)物的量進行了測試，其測試結果如表4所示。

獲取2#鍋爐更新后的水冷壁等管樣，按 DL/T794—2012中規(guī)定的化學清洗動態(tài)模擬清洗工藝試驗，鍋爐管樣動態(tài)模擬清洗試驗結果見表5。

鍋爐化學清洗技術工藝的確定，如表6所示。

鍋爐化學清洗監(jiān)控項目，如表7所示。

表2 鍋爐參與化學清洗部位特征參數(shù)

表3 鍋爐水冷壁、過熱器內(nèi)腐蝕產(chǎn)物化學成分分析結果

表4 2#鍋爐水冷壁、過熱器管樣內(nèi)的垢量測試結果 g/m2

3 鍋爐化學清洗廢液的處理

1)鍋爐化學清洗廢液的排放應符合《污水排放標準》(GB8978—1996)中所規(guī)定的排放指標，清洗廢液中污染物質(zhì)最高允許排放濃度，如表8所示。2#鍋爐清洗廢液的排放執(zhí)行表8中的二級排放標準。

表5 鍋爐管樣試驗室動態(tài)模擬清洗試驗結果

表6 鍋爐化學清洗技術工藝mg/L

表7 鍋爐化學清洗化學監(jiān)控項目

表8 污水綜合排放標準(第二類污染物最高允許排放濃度)

2)酸洗及漂洗廢液的處理。酸洗廢液統(tǒng)一排至電廠沖灰水前池中。在排放酸洗液的同時，往廢液中均勻加入定量的 NaClO(有效氯≥27%)及 NaOH(NaOH≥41%)，利用流動的排放水自然攪均。監(jiān)測中和、氧化處理后的廢水，若COD＜100 mg/L、pH值達到6～9，可以直接排放酸洗廢液。

3)鈍化步驟所產(chǎn)生廢液的處理。因采用過氧化氫鈍化，鈍化廢液溫度在65℃以上進行分解處理后，排入電廠廢水或灰水前池中，降解氨氮及調(diào)整廢液的pH值后，可直接排放。

全部化學清洗廢液需經(jīng)嚴格處理，必須嚴格進行化驗監(jiān)控合格后，才可對外排放。

鍋爐化學清洗所需的化學藥劑，如表9所示。

表9 鍋爐化學清洗所需化學藥品

4 鍋爐化學清洗流程

鍋爐化學清洗流程如圖1所示。

4.1 省煤器、水冷壁系統(tǒng)沖洗過程

開啟臨時循環(huán)清洗罐化學補給水系統(tǒng)，當循環(huán)清洗罐水位升至規(guī)定水位后，啟動化學清洗泵，以150 t/h的流量給鍋爐上水。當分離器遇水后，關閉分離器、省煤器和水冷壁的空氣門。當集水器處于高水位時，開啟臨時系統(tǒng)排放門，并將流量調(diào)整到500 t/h，進行開路水沖洗。待省煤器、水冷壁被沖洗干凈后，在臨時清洗罐中配置含聯(lián)氨300 mg/L、pH值為10.5的保護液，然后啟動清洗泵，開啟除鹽水補水系統(tǒng)，調(diào)整再循環(huán)門，使上水流量達到200 t/h，通過鍋爐省煤器、水冷壁系統(tǒng)向過熱器系統(tǒng)給水。待過熱器各空氣門遇水并檢測水中保護介質(zhì)合格后，將其全部關閉。

圖1 鍋爐化學清洗流程

4.2 鍋爐化學清洗

開啟臨時化學清洗平臺化學補給水系統(tǒng)，當臨時化學清洗平臺循環(huán)清洗箱(罐)水位升高至一定程度后，啟動1臺化學清洗泵。通過臨時管道經(jīng)給水主管路為鍋爐上水，控制上水流量≯150 t/h。監(jiān)控鍋爐汽水分離器，當臨時液位達到2/3處時，調(diào)整化學清洗泵流量，使其達到450～500 t/h。調(diào)整臨時管路門開度，循環(huán)1 h后，開啟臨時系統(tǒng)蒸汽管路門，加熱鍋爐內(nèi)介質(zhì)，使溫度達到到80℃。若鍋爐汽水分離器水位過高，則開啟臨時系統(tǒng)門調(diào)整水位。

4.3 鍋爐省煤器、水冷壁酸洗

啟動注藥泵，向循環(huán)水箱內(nèi)緩慢加入金屬緩蝕劑(檸緩—1)1 600 kg，維持系統(tǒng)循環(huán)1 h，同時向循環(huán)水箱內(nèi)緩緩注入氨水，調(diào)整檸檬酸介質(zhì)pH值。在監(jiān)視系統(tǒng)入、出口取樣點取樣，進行分析化驗，監(jiān)督酸洗介質(zhì)的化學變化。維持化學清洗泵流量為450～500 t/h，穩(wěn)定汽水分離器及循環(huán)水箱的液位，控制酸洗介質(zhì)溫度為85～90℃，對鍋爐系統(tǒng)進行循環(huán)酸洗。如酸洗介質(zhì)中酸濃度下降，按計量隨時補加檸檬酸并調(diào)整酸洗介質(zhì)pH值為3.4～3.8。待經(jīng)分析化驗后，確認酸洗介質(zhì)中酸濃度基本不變、亞鐵離子濃度(Fe2+)基本平衡時，解列監(jiān)視管段及腐蝕指示片系統(tǒng)，確定管段清洗合格，再循環(huán)酸洗1 h，則鍋爐酸洗過程結束。

4.4 排放廢水液及開路水沖洗

在排放廢酸液時，啟動注藥泵，向沖灰水前池中連續(xù)加入NaOH和NaClO，注藥流量保持為30 t/h，對酸洗廢液進行中和、氧化處理。當廢酸液處理后的pH值達到6～9，COD＜150 mg/L時，啟動灰水泵，將酸洗廢液排往灰廠。

待酸洗廢液排空后，啟動1臺化學清洗泵，給向鍋爐上水。當鍋爐汽水分離器臨時液位達到2/3處時，開啟蒸汽加熱系統(tǒng)，對鍋爐進行開路水沖洗，并排入電廠沖灰水前池，再由灰水泵將排水注入灰廠。按規(guī)定水沖階段化學監(jiān)控項目及頻率的要求，確認沖洗排水中鐵離子濃度＜50 mg/L，排水的pH值≯4.5，開路水沖洗結束。

4.5 鍋爐系統(tǒng)漂洗

維持1臺化學清洗泵運行，開啟蒸汽加熱系統(tǒng)，使鍋爐內(nèi)的水溫達到75℃。對鍋爐進行循環(huán)漂洗2～3 h后，確保漂洗液中亞鐵離子濃度(Fe2+)基本平衡，鍋爐漂洗過程結束。

4.6 鍋爐鈍化處理機排放

維持鍋爐汽水分離器液位及循環(huán)清洗箱液位穩(wěn)定，啟動注藥泵，向循環(huán)水箱內(nèi)緩慢加入氨水約1 200 kg，將鍋爐內(nèi)介質(zhì)的pH值迅速提高到10.5～10.8，然后向循環(huán)水箱內(nèi)緩慢加入H2O2。在臨時系統(tǒng)入、出口取樣點取樣進行分析化驗，監(jiān)督鈍化介質(zhì)化學工況。維持鈍化介質(zhì)溫度為45～50℃，控制鈍化液pH值≮10.5，隨時補加H2O2及氨水。鍋爐被清洗系統(tǒng)循環(huán)中和鈍化處理7小時后，鈍化處理工程結束。

5 結語

在綜合研究了國內(nèi)外鍋爐酸洗的基礎上，從鍋爐材料特性出發(fā)，針對酸洗中易出現(xiàn)的問題，總結了清洗液選配的原則，指出了鍋爐酸洗過程中應注意的關鍵問題，為同類型鍋爐酸洗提供了技術指導，提出了切實可行的關鍵性建議，提高了水汽品質(zhì)和機組運行的安全性能，縮短了啟動周期，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益.

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