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膠球清洗裝置系統(tǒng)凝汽器結(jié)垢原因分析及清洗工藝選擇?

2023/4/17 10:45:39 字體:  瀏覽 120

膠球清洗裝置系統(tǒng)凝汽器結(jié)垢原因分析及清洗工藝選擇?


介紹600MW超臨界發(fā)電機(jī)組膠球清洗裝置凝汽器結(jié)垢的清洗應(yīng)用,結(jié)合某公司膠球清洗裝置凝汽器不銹鋼管內(nèi)壁存在結(jié)垢現(xiàn)象,造成凝汽器真空下降,增加機(jī)組能耗,甚至可能造成管壁的垢下腐蝕的情況,提出適合該公司凝汽器結(jié)垢的清洗工藝設(shè)計(jì)和過程,并說明該工藝在實(shí)際應(yīng)用方面的效果及有關(guān)問題探討。

1膠球清洗裝置設(shè)備概況

某公司6號機(jī)組為600MW超臨界直流機(jī)組,于2006年投運(yùn)。6號機(jī)組凝汽器為雙殼體、雙背壓、雙進(jìn)雙出、單流程、橫向布置結(jié)構(gòu)。其型號為N-38000-2,凝結(jié)汽量為1136t/h,冷卻水量為63364t/h,冷卻面積38000m2;冷卻水溫20V,高設(shè)計(jì)水溫33龍;水室設(shè)計(jì)壓力為0.35MPa,凝汽器水阻5-5mmH2O水柱(53.9Pa)。該凝汽器冷卻管總數(shù)共為37232根,規(guī)格為<|>25mmx0.5mm,主凝結(jié)區(qū)4>25mmxO.7mm,頂部三排及通道外側(cè)、空冷區(qū)材質(zhì)為TP317LO凝汽器冷卻水工作壓力為0.25MPa,凝汽器設(shè)計(jì)背壓為4.4kPa/5.4kPa0凝汽器防腐襯膠材料為氯丁橡膠。

2膠球清洗裝置機(jī)組結(jié)垢原因分析

循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水采用城市中水作為水源,濃縮倍率一般控制在5.0倍左右。由于排污系統(tǒng)故障等原因,投運(yùn)以來的循環(huán)水一直在高倍率運(yùn)行,濃縮倍率高達(dá)8倍,使凝汽器結(jié)垢成為可能。

2012年2月小修中進(jìn)行割管檢査,發(fā)現(xiàn)凝汽器不銹鋼管內(nèi)壁存在結(jié)垢。垢表層呈灰褐色,里層為白色;垢厚度約0.2mm。凝汽器管內(nèi)結(jié)垢不僅影響凝汽器換熱,使凝汽器運(yùn)行真空下降,增加機(jī)組能耗,還可能造成管壁的垢下腐蝕,將嚴(yán)重影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此,根據(jù)DL7T957-2005《火力發(fā)電廠凝汽器化學(xué)清洗及成膜導(dǎo)則》要求該凝汽器進(jìn)行化學(xué)清洗。

3膠球清洗裝置清洗工藝

確定要進(jìn)行凝汽器化學(xué)清洗后,劃分了清洗的范圍,并對結(jié)垢部位進(jìn)行了取樣分析,確定了清洗工藝。

3.1膠球清洗裝置清洗范圍

本次清洗范圍為凝汽器水側(cè),包括凝汽器換熱管、水室以及清洗臨時(shí)系統(tǒng)等部分,清洗容積約600n?。清洗范圍不包括汽側(cè)、水塔和輸水管道等部位。

3.2膠球清洗裝置清洗工藝的選擇

經(jīng)取樣化驗(yàn)確定,垢質(zhì)成分以碳酸鹽為主要成分,并有磷酸鹽垢,其垢質(zhì)堅(jiān)硬。根據(jù)凝汽器管樣材質(zhì)、垢樣分析,及小型試驗(yàn),并考慮該凝汽器冷卻管材質(zhì)為TP317L,不能采用含氯離子的鹽酸等清洗劑作為清洗介質(zhì),決定采用CK-1清洗劑為該凝汽器進(jìn)行清洗;瘜W(xué)清洗工藝指標(biāo)如下:CK-1復(fù)合酸3%-5%;緩蝕劑0.3%~0.5%;助劑0.1%~0.2%;消泡劑適量。清洗液溫度控制在(35~45)勾,采用循環(huán)方式清洗。清洗后采用高壓水進(jìn)行物理沖洗除去冷卻管束的泥。

4膠球清洗裝置清洗設(shè)備及系統(tǒng)

本次清洗工程的主要設(shè)備是1臺清洗箱和2臺清洗水泵,通過安裝臨時(shí)管路完成對凝汽器系統(tǒng)的清洗。

4.1膠球清洗裝置清洗設(shè)備

本次清洗的主要設(shè)備見表1所示。

1膠球清洗裝置清洗設(shè)備

設(shè)備 相關(guān)參數(shù)

清洗箱1臺,容積30m,清洗泵2臺;型號SX-V;流量1400t/h;揚(yáng)程30m溫度計(jì)2支酒精溫度計(jì),量程100T無縫鋼管。325mmx250m;219mmx200m;(|)159mmx150m;<|>133mmx100m;(f)108mmx100m

4.2膠球清洗裝置清洗系統(tǒng)

將凝汽器水室各高低壓側(cè)進(jìn)、出管口加堵板,在人孔處以串聯(lián)形式連接臨時(shí)管,與清洗設(shè)備形成正、逆兩個(gè)循環(huán)回路。清洗系統(tǒng)的進(jìn)出管路上均設(shè)壓力表、溫度計(jì)和取樣管。各凝汽器水室上部的排氣管在清洗過程中作為排氣管。

5膠球清洗裝置清洗過程

5.1凝汽器上水沖洗

凝汽器上滿水,排放口取水樣,待水質(zhì)澄清透明無雜物,建立循環(huán)。

5.2酸洗

從正回路進(jìn)行加熱清洗,保持系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn),投加熱,溫度控制在(35~45)勾。開始加CK-1清洗劑,緩蝕劑。正回路循環(huán)3h后結(jié)束,切換系統(tǒng)為逆回路循環(huán),酸洗4h后結(jié)束。整個(gè)酸洗過程持續(xù)7h。

1是清洗過程酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化曲線。從圖1中可以看出,酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)成規(guī)律變化。由于酸洗剛開始時(shí)除垢反應(yīng)迅速,而配酸、加酸過程需一定時(shí)間,因此系統(tǒng)中酸液質(zhì)量分?jǐn)?shù)在較長一段時(shí)間內(nèi)一直在3%以下。隨著除垢反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行,垢被逐漸去除,酸洗后期反應(yīng)速度降低,系統(tǒng)中的酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸上升并穩(wěn)定在3%左右。表明此時(shí)垢已除盡,酸洗終點(diǎn)到達(dá)。


a)凝汽器膠球清洗裝置清洗前圖片

1凝汽器酸洗酸濃度變化曲線

5.3鈍化

酸洗結(jié)束后,排放酸洗液,啟動(dòng)清洗泵進(jìn)行水沖洗。加堿調(diào)pH并繼續(xù)循環(huán),pH調(diào)至10.05-11.40加入鈍化劑、助鈍化劑,鈍化4.5h,鈍化過程結(jié)束。

5.4沖洗和清淤

水沖洗合格,按照pH大于7進(jìn)行控制和排放。隨后,用高壓水沖洗水室及冷凝管、清除凝汽器及循環(huán)水管道底部清淤。

6膠球清洗裝置清洗過程分析和效果評價(jià)

6.1清洗過程分析

2012年2月6日13:30開始至2月7日14:30,排放清洗共耗時(shí)25h,共耗水3600n?,其中酸洗600m',鈍化600n/,水沖洗2400m3o清洗工程共使用CK-1復(fù)合酸16.6t、緩蝕劑2t、鈍化劑2t、鈍化促進(jìn)劑5t和碳酸鈉6to所有藥品消耗均在計(jì)劃和預(yù)算范圍內(nèi)。

6.2膠球清洗裝置清洗效果

清洗后的金屬表面清潔,基本上無殘留硬垢,除垢率大于95%,屬優(yōu)良(見圖b

b)凝汽器清洗后

1 凝汽器膠球清洗裝置清洗前后效果對比

用凝汽器管試環(huán)測定酸洗的平均腐蝕速度為0.1194g/(m2•h),小于1g/(m2•h);總腐蝕量為0.8356g/m2,小于10g/m2o

固定設(shè)備上的閥門、儀表未受到損傷。清洗廢液排放符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

凝汽器膠球清洗裝置清洗工作具有清洗系統(tǒng)龐大、清洗工藝復(fù)雜、清洗操作步驟多,清洗介質(zhì)對設(shè)備的腐蝕性大、涉及業(yè)多等特點(diǎn),稍有不慎均可對熱力設(shè)備造成災(zāi)難性的危害。膠球清洗裝置清洗前明確了組織機(jī)構(gòu),理順調(diào)度關(guān)系,在清洗中加強(qiáng)過程控制,嚴(yán)格監(jiān)督,保證了優(yōu)質(zhì)、高效地完成了清洗工作。凝汽器效率顯著提高。凝汽器在運(yùn)行中,凝汽器銅管內(nèi)壁發(fā)生結(jié)垢時(shí),傳熱熱阻就增大,蒸汽的凝結(jié)水量相應(yīng)減少,使蒸汽分壓力升高,對應(yīng)的飽和蒸汽溫度相應(yīng)升高,凝汽器運(yùn)行真空明顯下降。

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