火电厂机组化学清洗方案设计.docx
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火电厂机组化学清洗方案设计
**煤泥矸石电厂二期工程#3机组
化学清洗技术方案
**科技有限公司
二〇一二年十一月
1.概况
2.化学清洗方案设计依据
3.化学清洗范围及水容积及工艺
4.化学清洗质量目标
5.化学清洗措施
6.化学清洗监督项目
7.化学清洗职责与分工
8.锅炉化学清洗主要设备
9.安全文明施工措施
附录1酸洗测试方法
附录2清洗用除盐水量估算：
附录3腐蚀指示片的制作方法
附录4炉前化学清洗系统图
附录5炉本体化学清洗系统图
1.概述
*煤泥矸石电厂二期工程2×300MW机组配备两台哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制造的1112t/hCFB锅炉，采用亚临界参数设计、自然循环、单锅筒、整体布置为单炉膛、双布风板、全钢构架、紧身封闭、平衡通风、一次中间再热、燃用脏杂煤、煤泥和中煤末矸的混合燃料、固态排渣。
受热面采用全悬吊方式，空气预热器采用支撑结构，锅炉启动采取床上和床下联合启动方式，6台滚筒冷渣器在锅炉侧墙对称布置。
机组设备在制造、运输、现场存放和安装过程中，其热力系统不可避免地产生一些腐蚀产物及受到污染，为保证机组安全运行，确保锅炉在投运过程中水汽品质尽快合格，根据《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T794-2012）的有关规定，机组在投产前，其相关系统及蒸发受热面必须进行化学清洗，我公司根据*煤泥矸石电厂#3机组的情况，特制订此技术方案。
2.化学清洗方案设计依据
本方案依据下列文件设计：
2.1《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T794-2012）
2.2《电力建设施工及验收技术规范》第四部分:
电厂化学（DL/T5190.4-2004）
2.3《电力建设施工及验收技术规范》管道篇（DL5031-94）
2.4《火力发电厂焊接技术规程》（DL/T869-2004）
2.5《电力基本建设热力设备化学监督导则》（DL/T889-2004）
2.6《电力建设安全工作规程》（火力发电厂部分）（DL5009.1-2002）
2.7*煤泥矸石电厂二期工程2×300MWCFB锅炉安装说明书
3.化学清洗范围、水容积及工艺
3.1化学清洗范围、水容积
其范围包括凝汽器、凝结水管道、轴封加热器、低中压给水管道、低压加热器、除氧器、高压加热器、高压给水管道。
名称
水容积（m3）
凝汽器
800
凝结水管道
18
轴封加热器
10
低中压给水管道
8
低压加热器
60
除氧器
100
高压加热器
70
高压给水管道
11
临时系统等
20
总水容积
约1100
其范围包括省煤器、水冷壁、水冷翼墙、水冷屏及集箱、汽包（2/3）、下降管、水冷壁下部环型联箱。
炉本体清洗水容积
项目
汽包（2/3）
省煤器及给水
水冷壁系统及下降管
临时系统
总计
容积（m3）
55
206
154
25
440
3.2化学清洗工艺
碱洗介质：
0.15～0.25%A5+0.15～0.25%Na3PO4+适量消泡剂N-202
温度：
50～60℃
时间：
8～10小时
酸洗介质：
2～4%柠檬酸+0.3～0.5%缓蚀剂N-106+适量还原剂N-209+适量消泡剂N-202
温度：
85±5℃
时间：
6～8小时（参考全铁以及酸度平衡时间）
钝化介质：
二甲基酮肟复合钝化剂0.15～0.25%
温度：
70～80℃
时间：
4～5小时
4.化学清洗质量目标
4.1清洗后的金属表面应清洁，基本上无残留氧化物和焊渣，无明显金属粗晶析出的过洗现象，不应有镀铜现象。
4.2腐蚀指示片测量的金属平均腐蚀速率小于8g/（m2·h），腐蚀总量要小于80g/m2，除垢率大于90%为合格，大于95%为优良。
4.3清洗后的表面应形成良好的钝化保护膜，不应出现二次锈和点蚀。
4.4固定设备上的阀门、仪表等不应受到损伤。
5.化学清洗措施
5.1炉前系统清洗措施
凝汽器→凝结水泵→凝结水管道→凝结水除盐系统旁路→轴封加热器及其旁路→#8、#7、#6、#5低加及其旁路→除氧器→前置泵→临时管道→给水泵出口母管→
→滤网处临时排放管
#3、#2、#1高加及其旁路→给水操作台预留接口→临时管道→凝汽器
炉前化学清洗临时回液接口选在主给水管流量孔板的预留接口处，与锅炉侧彻底断开，汽机侧断口做一个DN200的接口接Ф219×7的临时管道至凝汽器人孔，作为炉前碱洗回液管。
用Ф219×7的临时管道连接其中2台汽动给水泵的进出口，隔离汽动给水泵。
在炉前碱洗回液临时管上选择一合适位置开一个三通，作为加药接口。
炉前系统化学清洗利用除氧器再沸腾进行加热。
在清洗前,除氧器的喷嘴应暂不安装。
在炉前碱洗回液临时管上选择一适宜的接点开一个三通，由此处接Φ219×7排污管至机组排水漕；另将两台汽泵前置泵的其中一台前置泵入口滤网法兰拆开，由此处接Φ219×7排污管至机组排水漕作为低压冲洗的排放管。
在清洗期间，在正式水位计的底部放水口用塑料软管引至凝汽器的喉部高度。
防止在清洗期间清洗液从凝汽器人孔门流出。
，除氧器具备加热条件。
，并能连续供水5～6小时。
，表计应经校验准确无误。
，施工场地平整，照明完善、通讯畅通。
按炉前系统清洗流程进行水冲洗，先冲洗旁路，然后冲洗主路。
由凝补水泵向凝汽器补水，控制凝汽器水位浸没不锈钢管，除氧器水位应≥1/2。
凝结水泵、前置泵启停注意同步。
冲洗终点：
出水基本澄清，无杂物。
碱洗工艺参数：
Na3PO4·12H2O：
0.15～0.25%A5：
0.15～0.25%消泡剂N-202：
适量
温度：
50～60℃时间：
8～10小时
按炉前系统化学清洗流程建立循环，投加热蒸汽升温到50℃，通过临时加药装置向凝汽器按比例加入碱洗药液，控制凝汽器、除氧器水位，并注意调节凝结水泵和前置泵的同步性（将除氧器溢流门保持常开）。
温度达到50℃开始计时，循环8～10小时后结束碱洗。
要求冲洗水流量≥200t/h。
冲洗终点：
出水基本澄清，无杂物，PH≤9。
碱洗废液先排到机组排水槽，再打到废水池。
5.2锅炉本体清洗措施
→水冷翼墙→
回路：
清洗平台→清洗泵→省煤器→汽包→四周水冷壁→清洗泵→清洗平台
→水冷屏→
5.2.2炉本体化学清洗临时系统的接口：
在主给水管流量孔板的预留接口处，锅炉侧做一个DN200的接口接Ф219×7的临时管道至清洗平台，作为进液接口。
临时系统与水冷屏的连接：
水冷屏入口集箱8根底部放水管割断，用Φ57临时管道接到进液管道上。
临时系统与水冷翼墙的连接：
割开两个水冷翼墙入口集箱的手孔，用Φ108临时管道接到进液管道上。
割开水冷壁环形联箱的四个手孔，用四根Φ108的焊接管道连接到Φ219×7的临时清洗主管道上，该清洗主管道与清洗平台相连作为回液接口。
从辅助蒸汽联箱引一路Ф108×5管道至清洗箱加热器，作为清洗箱加热器的加热汽源，蒸汽压力0.8～1.0MPa，蒸汽流量10～35t/h，蒸汽温度大于300℃。
在距清洗箱较近的除盐水母管上做一个DN200，长度200mm的临时接口，连接Φ219×7管道作为清洗水源管。
本清洗平台的两台清洗泵配套的电机功率均为160KW，电压为380V，供给临时电源的输出总功率应不小于320KW。
泵冷却水系统：
清洗泵的轴封冷却水是决定清洗泵能否安全、稳定运行的重要条件，务必接一路干净、无颗粒杂质的水（除盐水或生活水）做为冷却水，冷却水压力应≥0.3MPa。
取一根长约400mm垢量较大的水冷壁备用管，两侧各加一个阀门，并加装流量计，安装在清洗平台进出口管道上作为监视管。
腐蚀指示片悬挂在汽包和监视管内，为了避免酸洗前在空气中暴露时间太长导致测量数据偏差，指示片要在酸洗开始前悬挂，且一定要绑扎牢固。
⑴将汽包上任一根饱和蒸汽管割断，过热器侧加堵板，汽包侧用Φ133×5的临时管加高2米，作为汽包临时排氢的接口。
⑵将汽包正式液位计彻底解列加装临时玻璃管液位计，下端与汽包水侧相通，上端与汽包汽侧相通，安装时临时液位计的中心线要和汽包中心线对应。
⑶汽包内部装置（如旋风子等）在化学清洗前先拆除，待清洗完毕后再行组装，安装前汽包内部装置必须进行人工处理，清理干净以后方可安装。
⑷汽包底部下降管口加装中心孔径为Φ25mm孔的截流孔板，要求平整规则，毛刺清理干净，安装牢固、严密，不留缝隙，如下降管内分布有给水管必须取出，清洗后恢复。
过热器内充满含联氨200～250mg/L，用氨水调pH为9.0～10.0的保护液。
，除盐水的供水能力不小于300t/h。
，并且保证炉膛的严密封闭，尽量减少散热损失。
所有压力、温度测点装好，表计应经校验准确无误。
清洗临时值班室和化验间的通讯与照明装配好，并能满足清洗工作的要求，化验台、仪器、仪表、药品及记录报表齐全，有关电源座安装好。
，有关清洗的设备阀门能灵活操作，并可以严密关闭。
，操作无误、化验准确、系统熟悉，各负其责。
，相关各单位分工明确，酸洗期间留人值班。
水冲洗结束后，配置含联氨200～250mg/L，pH为9.0～10.0的保护液，通过省煤器向过热器内充保护液，当各级过热器排空气门出水时则认为保护液已充满。
⑴水冲洗
按照清洗回路，建立循环回路，边补水边进行大流量水冲洗，冲洗流量250～300t/h，冲洗终点：
出水澄清基本无杂物。
⑵升温试验
维持循环回路，投清洗箱加热器进行升温试验，回液出现温升后开始计时，如1.5小时内净升温45℃或2小时净升温60℃，则认为加热系统和炉膛封闭合格，否则应采取补救措施，如：
检查炉膛封闭是否合格；正式、临时系统保温是否完好；提高蒸汽压力、温度等。
酸洗工艺：
2～4%柠檬酸+0.3～0.5%缓蚀剂N-106+适量还原剂N-209+适量消泡剂N-202+适量助剂
酸洗温度：
85±5℃时间：
6～8小时（参考全铁以及酸度平衡时间）
水冲洗合格后建立循环回路开始升温，当回液温度达60℃时开始加药，向清洗箱中均匀加入柠檬酸缓蚀剂N-106，浓度0.3～0.5%，加药完毕，循环30分钟，然后开始加入柠檬酸，并根据测定的Fe3+含量大小加入还原剂N-209，控制Fe3+≤300mg/L，根据泡沫大小加入消泡剂N-202适量，继续升温维持温度：
85±5℃。
清洗过程中省煤器、水冷屏、水冷翼墙可以通过临时阀门调节三路的流量，为了清洗效果可以对每一路单独清洗。
由于清洗表面沉积物主要是氧化铁，为防止出现柠檬酸铁沉淀，在酸洗过程始终控制总铁≯6000mg/L，否则用除盐水进行顶排，将部分的高价铁溶液进行排放，再补加缓蚀剂、补加柠檬酸继续进行酸洗，当总铁基本平衡、监视管已干净可以考虑结束酸洗。
酸洗结束前1小时，向系统内加入适量助剂。
一般酸洗时间控制在6～8小时，必要时可将酸洗时间可延长至8～10小时。
酸洗结束后，用除盐水对系统进行大流量水冲洗，冲洗过程中继续加热，冲洗过程中注意对死区的冲洗，把各联箱疏水门逐次打开进行冲洗，冲洗至出水澄清，出口全铁≤100mg/L。
冲洗结束后，建立系统循环，继续加热，当回液温度65℃时开始加二甲基酮肟复合钝化剂，控制浓度0.15～0.25%，控制温度70～80℃。
回液70℃开始计时，循环4～5小时后排放。
酸洗废液先排到一期机组排水槽，通过机组排水泵排入非经常性废水池。
柠檬酸废液先排入非经常性废水池B，中和至pH值为6～9后，通过其排水泵出口接Ф57的临时管排往一期的煤泥泵房，经过煤泥泵出口已有的回两个煤泥仓的Ф89管加入到煤泥仓，随煤泥粉一起焚烧处理。
酸洗后的前期冲洗水（pH小于6时）和钝化液先排入一个预留好的非经常性废水池（A或C），在废水池中加入少量碱曝气中和至pH值为6～9即可排放。
，挂两台轴流风机，由汽包内向外抽汽，同时也应尽快打开与下联箱及省煤器相连的阀门或接口，使锅炉处于自然通风状态，利用炉膛余热将炉内烘干。
，如已经加装监视管可不割管，割管管样长度为500mm左右，割管时应用手工锯割取，禁用火焊和砂轮锯。
，应进行防腐保护。
具体方法有：
a）氨—联氨溶液保护法。
将浓度为氨50mg/L、联氨浓度为200mg/L～250mg/L、PH值为9.5～10的保护液充满锅炉，进行保护。
b）乙醛肟溶液保护法。
用纯水配置乙醛肟浓度为500mg/L～800mg/L，并用氨水将此溶液PH值调到10.5以上，然后注入热力设备中，可保护半年以上。
c）二甲基酮肟液保护法。
用纯水配置二甲基酮肟浓度为500mg/L～800mg/L，并用氨水将此溶液PH值调到10.5以上，然后注入热力设备中进行保护。
d）气体保护法。
在严冬季节，可采用充氮法保护，使用的氮气纯度应大于99.9%，锅炉充氮压力应维持在0.020MPa～0.049MPa。
6.化学清洗监督项目：
6.1炉前系统碱洗监督项目
序号
步骤
项目
监督时间
控制范围
取样点
备注
1
水冲洗
混浊程度
30分钟
澄清
排污管
2
炉前碱洗
温度
60分钟
55±5℃
进、出口
3
水冲洗
pH值
30分钟
＜10.0
排污管
6.2炉本体化学清洗监督项目
序号
步骤
项目
监督时间
控制范围
取样点
备注
1
酸洗
酸度
温度
Fe3+
全铁
30分钟
2～4%
85±5℃
≤300mg/L
﹤6000mg/L
进、出口
2
水冲洗
全铁
30分钟
≤100mg/L
出口
3
钝化
温度
60分钟
70～80℃
出口
7.化学清洗职责与分工
7.1建设单位
负责提供化学清洗所需加热蒸汽、除盐水，及废液排放场地，负责督促化学清洗过程中所需资源的准备、正式系统的操作、参与化学清洗条件检查、清洗系统检查、清洗质量的检验和验收以及后勤工作。
7.2监理单位
负责化学清洗过程中各单位间的协调、督促检查安全措施、消防措施的落实；组织各相关单位进行化学清洗药品质量验收、清洗条件检查、清洗系统检查、清洗质量检查和验收；组织化学清洗专题会、化学清洗工作总结会。
7.3施工单位
负责临时系统的安装、试运和操作；化学清洗药液的配制；清洗时的化学分析。
负责化学清洗涉及系统的完善，化学清洗过程中的安全、消防措施的落实；清洗系统消缺；参与检查和完善清洗条件、清洗系统，以及参与清洗质量检查和验收。
8.锅炉化学清洗主要设备：
No
项目
组件
规格
材料
数量
1
清洗
平台
耐蚀专用泵
Q=400t/hH=90mH2O
哈氏合金
2
电动机
160KW、380V、1450r/min
2
电源控制柜
300KW、380V
钢制
2
管道、阀门
Φ273、Φ219、Φ159等
OCr18Ni9
若干
真空喷射泵
40m3/h
钢衬胶或
不锈钢
1
腐蚀监视管系统
1
2
清洗箱
容积
20m3
1
混合加热器及表面加热器
OCr18Ni9
1
液位指示器
OCr18Ni9
1
3
操作室
长×宽×高
3450×2200×2350
钢制
1
4
控制台
清洗泵电压数显
1
清洗泵电流数显
1
清洗液温度数显
1
汽包液位电视图像显示
1
9.安全文明施工措施
9.1安全生产措施
9.1.1化学药品运到现场应分类堆放，悬挂危险标志，以防误用。
9.1.3化学清洗现场设置围栏，悬挂醒目标志，严禁无关人员进入。
9.1.4化学清洗现场应备有冲洗水源及消防器材。
9.1.5化学清洗系统的临时门用塑料布包好。
9.1.6化学清洗现场备有胶皮、铅丝、夹子等堵漏材料及工具。
9.1.7化学清洗时，禁止在清洗系统上进行其它工作，尤其不准进行明火作业。
在加药场地及锅炉顶部严禁吸烟。
9.1.8化学清洗过程中维护人员要经常巡视，发现泄漏及时汇报，采取有效措施进行处理。
9.1.9酸液漏到地面上应用石灰粉中和。
溅于衣服上，应先用大量清水冲洗，然后用2～3%浓度的Na2CO3溶液中和，最后再用水冲洗。
若酸液溅到皮肤上，应立即用清水冲洗，再用2～3%浓度的NaHCO3溶液清洗。
若酸液溅入眼睛里，应立即用大量清水冲洗，再用0.5%的NaHCO3溶液冲洗并立即找医生治疗。
若碱液溅到皮肤上、眼睛里，应立即用清水冲洗，应立即用大量清水冲洗，再用0.2%的硼酸溶液冲洗并立即找医生治疗。
化学清洗期间应有医生在现场值班，指导和紧急处理一些人身伤害事故。
清洗现场应备有下列急救药品：
2～3%的Na2CO3溶液、0.5%的NaHCO3溶液、0.2%的硼酸溶液各500ml。
参加清洗的人员都应了解酸洗措施，没有现场指挥人员允许，不得擅自进行操作。
进入汽包、炉膛、箱罐内人员必须遵守相关规定并有专人负责监护。
9.2文明生产措施
，确保施工设备的完好。
工具、设备、管材按指定位置整齐放好。
，防止水浸和曝晒。
，衣帽整洁。
厂区内不吸烟、不随地吐痰、不乱扔东西、工完场净、及时打扫。
，在厂房内不允许触动电厂正在运行的设备和与本设备无关的设备。
，要加隔离垫或枕木保护地坪。
，要有措施，不允许损伤地坪。
倒链或卷扬机的固定端必须经过厂方的同意。
，经甲方同意部分拆移的永久设施（如沟盖板、扶梯的移动或墙体打孔等），在施工完毕后，应及时恢复原貌。
，听从命令，服从指挥，不迟到早退，不大声喧哗，坚决保证工程质量。
附录1.酸洗测试方法
1柠檬酸浓度的测定
1.1试剂
（a）0.1mol/LNaOH标准溶液
（b）1%酚酞乙醇溶液
（c）5%Mg（ClO4）2溶液
（d）溴百里酚兰
1.2测定步骤
取酸洗液2mL，加入高氯酸镁溶液5mL，用除盐水稀释至100mL，加2滴溴百里酚兰指示剂（pH6～7.6）用0.1mol/LNaOH滴定至溶液呈微红色为止，记下消耗NaOHmL。
同时用pHs-1型酸度计精确测定试样的pH值，在pH-Fa表中查得修正系数Fa值。
（计算时取刚调好pH值的第一个值）。
柠檬酸浓度按公式C9计算：
式中Fa—从pH-Fa表中查得；
V—消耗NaOH标准溶液的体积，mL；
pH—Fa表的制作（从实测求得）。
在烧杯内配制一系列3%H3C6H5O7溶液，并取未调好pH值的3%H3C6H5O7溶液各2mL，用除盐水稀释至100mL，依次加入不同量的氨水，调节成不同pH值的NH4H2C6H5O7溶液，再实测其游离H3C6H5O7溶液浓度比值为Fa，即得到3%H3C6H5O7的pH-Fa表。
在未调pH时，柠檬酸浓度按公式C10计算：
式中CH3C6H5O7—柠檬酸浓度，%；
210.4—H3C6H5O7的摩尔质量；
V—所取H3C6H5O7溶液的体积，mL；
a—消耗NaOH标准溶液体积，mL；
Fa—未调pH时H3C6H5O7溶液浓度，%。
用氨水调pH值后的H3C6H5O7浓度见表C1。
表C1用氨水调pH值后的柠檬酸浓度
未调pH
消耗0.1mol/LNaOHmL
Fa
柠檬酸酸洗液浓度%
1.9
11.1
0.28
3.1
2.53
10.3
0.30
3.0
9.2
0.34
3.71
7.5
0.41
不同pH值（不同NH4OH浓度）的Fa值见表C2。
表C2pH-Fa表不同pH值（不同NH4OH浓度）的Fa值
pH
Fa
pH
Fa
2.0
0.28
3.3
0.37
2.1
0.29
3.4
0.38
2.2
0.29
3.5
0.39
2.3
0.29
3.6
0.40
2.4
0.30
3.7
0.41
2.5
0.30
3.8
0.42
2.6
0.31
3.9
0.43
2.7
0.32
4.0
0.45
2.8
0.32
4.1
0.46
2.9
0.33
4.2
0.47
3.0
0.34
4.3
0.48
3.1
0.35
4.4
0.49
3.2
0.36
4.5
0.50
2柠檬酸（H3C6H5O7）清洗液中全铁浓度的测定
2.1试剂
（a）0.5mol/L（1/2H2SO4）标准溶液
（b）0.05mol/lEDTA标准溶液
（c）40%KCNS溶液
（d）10%（NH4）2S2O8溶液
2.2测定方法
取5mL试液，加入4mL0.5mol/L（1/2H2SO4）用蒸馏水稀释至100mL，加入5mL40%KCNS溶液，用0.05mol/LEDTA标准溶液滴定至红色消失，记下EDTA消耗量V1再加入3mL10%（NH4）2S2O8溶液，加热至60℃～70℃用0.05mol/LEDTA标准溶液滴至红色消失，记下EDTA消耗量为V2（H3C6H5O7）不干扰铁的测定，当溶液中铁的浓度较大接近终点时溶液呈橙色，终点不明显可酌情用蒸馏水稀释。
Fe3＋浓度按公式C16计算，Fe2＋浓度按公式C17计算：
上二式中CFe3＋—酸洗液中Fe3＋含量，%；
CFe2＋—酸洗液中Fe2＋含量，%；
分别为0.05mol/LEDTA标准溶液消耗数v1、v2，mL；
5—取样体积，mL；
56—铁的摩尔质量。
附录2：
清洗用除盐水量估算：
整个炉前清洗系统水容积按1100m3计算，炉本体按440m3计算，完成整个清洗过程除盐水用量见下表：
1、炉前清洗
清洗过程
用水量（m3）
备注
碱洗前水冲洗
2400
碱洗
1200
碱洗后水冲洗
2400
总计
6000
2、炉本体清洗
清洗过程
用水量（m3）
水冲洗
600
过热器充保护液
400
酸洗
2400
水冲洗
800
钝化
500
总计
4700
附录3：
腐蚀指示片的制作方法
1材料：
水冷壁管SA-210C、省煤器20G
2试片尺寸：
45×12×3，内孔两侧居中φ5。
式样见下图
3加工方法：
先将钢管用铣床铣成条,再用刨床刨平,切成尺寸如上图的试片，然后按材料种类作上标记，注意试片不能有缺损。
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