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锅炉在线清洗的现场应用研究 |
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| 锅炉在线清洗的现场应用研究 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 17:02:54  |
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詹约章1 喻亚非1 彭道元2 邱嘉翔2 范杰2
(1.湖北省电力试验研究院，武汉 430077；2. 湖北青山热电厂， 武汉 430082）
[摘 要] 通过现场试验数据分析，在线清洗可以去除锅炉设备内表面的沉积物，达到清洁锅炉的目的。
[关键词] 锅炉； 沉积物；腐蚀；在线清洗；
Study of Online Boiler Chemical Cleaning
ZHAN Yuezhang1 YU Yafei1 PENG Daoyuan2 QIU Jiaqiang2 FAN Jie2
(1. HuBei Electric Power Test and Research Institute; Wuhan 430077; 2. Hubei Qing-Shan Thermal Power Plant, Wuhan 430082)
Abstract: In site test data show the deposition on the inter-surface of boiler equipment can be removed and can get a clean inter-surface of boiler by online cleaning way.
Key Words: BOILER; DIPOSITION ; CORROSION; ONLINE CLEANING
1 国内外研究进展
锅炉设备经过长期运行，由于系统内不可避免的杂质和腐蚀的存在，在其内表面会产生各种结垢沉积物，这种沉积物因其导热性差和引起腐蚀破坏对锅炉的安全运行和节能降耗产生不利影响。因此当锅炉设备在积累了一定的垢量后，为了提高热效率和防止锅炉管过热造成破坏，通常安排停炉进行化学清洗。这种清洗因为：
（1）需要停炉，影响了发电量；
（2）需要建立一套清洗系统，增加了清洗费用；
（3）设备上要割管开口，增加了设备的不安全因素。
锅炉在线清洗可在锅炉正常运行中进行，当锅炉需要清洗时，只需在原有锅炉运行工况下作一些改变。即停止原来的化学水工况，从给水系统加入清洗用络合剂，根据锅炉垢量大小运行络合剂工况一至三个月清除锅炉表面沉积垢物后再直接恢复原来运行工况，使锅炉在低垢量下运行。这样可节省直接的停炉清洗费用，提高了锅炉的热效率和使用安全性。
2 锅炉在线清洗研究动态
五、六十年代络合剂被用于炉内水处理，此后对络合剂处理炉水的各种研究和使用经验有大量的报道。人们在进行络合处理中发现络合剂不仅有防止结垢的功能，而且具有在运行中清洗锅炉表面沉积垢物的作用。前苏联的莫斯科动力学院及美国的Dow公司、Betz公司和海军研究所等在七十年代开始了对锅炉运行清洗工作进行了系统研究，取得了大量的科研成果，尤其在核电站、海军舰艇和火力发电厂锅炉中得到了广泛的应用。
2.1 络合剂的络合性能和热稳定性
在线清洗用药最常用的是以乙二胺四乙酸（EDTA）和氨基三醋酸（NTA）为主复配缓蚀剂、促进剂而成的复合络合剂。它们在络合性能及其分解产物的络合性能和热稳定性有区别。复合络合剂的稳定性能取决于温度、炉水PH值、络合的盐及氧化剂。试验表明复合络合剂中的EDTA与铁、铜、钙、镁、锌、铝等形成的络合物比EDTA酸稳定，易于通过排污除去。机械因素、锅炉内的热点和在炉内的停留时间，对络合剂的稳定性也有影响，锅炉压力（或温度）不能单独用来预测络合剂的稳定性。
2.2 复合络合剂在各种条件下的腐蚀特性
这方面的主要研究工作是用复合络合剂处理时在钢表面形成的钝化膜的防腐特性。复合络合剂处理炉水在钢表面形成的钝化膜致密，防腐性能良好，膜质优于磷酸盐工况。
2.3 复合络合剂加入位置
复合络合剂的加入位置将影响运行清洗的质量和对锅炉产生的腐蚀。影响复合络合剂加入位置的因素是水中溶解氧问题。
2.4 微量复合络合剂的分析方法
由于加入的复合络合剂浓度较低，常规分析不能有效监测复合络合剂的浓度，研究了测量微量复合络合剂的各种方法。
2.5 在线清洗的数学模型
根据大量的试验结果，建立运行清洗的数学模型，通过数学模型可判断运行清洗的质量和运行清洗终点。此工作在前苏联研究较多。
3 在某电厂1＃炉的应用试验
根据我们在实验室试验所取得的结果，在某电厂1＃炉进行了现场试验.
该电厂1#炉是由前苏联红色锅炉制造厂，于1957年8月1日投入运行，其基本参数如下：
型号 ΤΠ-230-2
出力 230T/H
工作压力 10.78Mpa
过热器压力 9.8MPa
过热器出口温度 510℃
给水温度 200℃
汽包内饱和温度 317℃
3.1 加药系统和加药位置的确定
在线清洗的加药点在给水管道上。考虑1#炉的实际情况，经多方讨论最后选定从给水管道的疏水口接入加药点。通过高压计量柱塞泵向给水连续加药。
3.2 运行清洗时水工况
运行清洗期间炉水停止磷酸盐处理，改络合水处理工况，试验控制水质标准：复合络合剂浓度为0.8～2.5mg/l，炉水pH值在9.0～10.0，给水加氨和联胺， pH值控制在8.5～9.3。清洗期间加大排污量。清洗期间加强各部位的化学监督。
3.3 工业试验数据分析
工业试验于2001年9月19日开始，11月6日结束第一阶段试验。以下是这一阶段的实验结果。
3.3.1在线清洗期间给水、炉水和蒸汽中铁的变化
清洗期间给水、炉水和蒸汽中铁的变化曲线如图1～图4
图3 清洗期间炉乙水中铁的含量变化曲线 图4 清洗期间蒸汽中铁的含量变化曲线
从图1、图2、图3结合系统查定数据分析，清洗前给水、炉水的铁含量是很低的，在加入络合清洗剂后，铁的含量增加了很多，说明垢物被溶解清除。我们在加清洗药的第二天，因加药泵问题，停止了加药约11个小时，在这期间，给水炉水中的铁急剧下降，恢复加药后，铁含量又上升，说明络合剂具有清洗作用。试验还证明加大药量后，水中铁含量增大，即清洗作用增大。从第一阶段结束，铁含量仍然较高来看，清洗的终点还未到。
图4告诉我们，在清洗期间，蒸汽铁含量的变化无规律，也即络合清洗时对蒸汽铁基本无影响。
3.3.2 在线清洗期间给水、炉水中铜的变化
清洗期间给水、炉水中铜的变化曲线如图5
图5清洗期间给水、炉水中铜的变化曲线 图6清洗期间给水、炉水中硬度的变化曲线
图5说明在清洗的前部分时间内铜含量较大，在第一阶段的后期，给水和炉水中铜含量下降到较低水平，说明清洗的络合除铜效果较明显。
3.3.3清洗期间给水、炉水中硬度的变化
清洗期间给水、炉水中硬度的变化曲线如图6。
在整个清洗期间给水的硬度为零，加药的前期，炉水硬度急剧增大，在中后期炉水硬度下降并维持在较低水平，这种情况说明络合清洗的除硬度作用。
3.4 效果检查
利用2002年3月1#炉大修时机，对锅炉系统进行割管检查分析，把分析的数据与清洗前列表比较如表4和表5：
表4 清洗前有关垢量数据
 从表5、表6可以看出水冷壁有清洗效果，省煤器效果明显。检查汽包内安装的指示片，未发现在清洗洗期间对锅炉的腐蚀。
4 问题讨论
虽然现场应用试验取得了有益的结论，但是由于一些客观上的原因，使试验工作存在一些困难，主要问题有：
4.1 加药点
按设计方案，加药位置是在高压给水管的直管段上，通过在该管段上开孔，将特殊加工的加药装置伸进给水管中间并调整方向安装好。但由于现场诸多条件限制，加药点无法满足方案要求。
4.2 加药剂量
实际清洗试验中，由于在疏水管向锅炉加药，受诸多因素影响，络合剂的浓度小于0.5mg/l，未能达到预定浓度0.8～2.3 mg/l，使清洗时间延长。
5 结论
通过对工业试验的数据分析和清洗前后检查结果可以得出结论，在线清洗可以去除锅炉设备内表面的沉积物，达到清洁锅炉的目的。
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