CN104482526B

CN104482526B - 一种超临界机组锅炉清洗接口处理装置及其清洗工艺

Info

Publication number: CN104482526B
Application number: CN201410705410.6A
Authority: CN
Inventors: 徐春; 朱志贵; 赵学峰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2034-11-28
Also published as: CN104482526A

Abstract

本发明提供了一种超临界机组锅炉清洗接口处理装置及清洗工艺，属于酸洗技术领域。它解决了现有的锅炉酸洗效果差、成本高的问题。本超临界机组锅炉清洗接口处理装置包括省煤器、锅炉、汽水分离器、贮水箱、疏水扩容器、疏水箱及废水池，在省煤器和贮水箱之间还依次连接有逆止阀和炉水循环泵，逆止阀包括具有进口和出口的逆止阀阀体，在逆止阀阀体上安装有第一阀盖，在第一阀盖上开设有与逆止阀阀体的出口相通的通孔且通孔一端向外延伸并伸出逆止阀阀体形成有连接管，连接管通过临时管道连接有清洗水泵，其清洗工艺包括氨洗、冲洗、酸洗、冲洗、漂洗和钝化。本发明具有酸洗效果好、成本低的优点。

Description

一种超临界机组锅炉清洗接口处理装置及其清洗工艺

技术领域

本发明属于酸洗技术领域，特别涉及一种超临界机组锅炉清洗接口处理装置及其清洗工艺。

背景技术

随着我国电力行业的发展，超临界、超超临界机组成为未来发展的趋势，蒸汽参数不断提高，因此为了保证锅炉受热面的换热效率，需要对受热面的结垢情况进行监督，并且定期进行受热面酸洗除垢。因此，存在酸洗临时系统与锅炉原系统连接的问题。为了满足酸洗液的流量，提高了整个酸洗系统的流速，改善了效果，现场实际一般选择直径较粗的锅炉主给水管道、溢流管道与临时系统连接，其一般直径为320mm，厚度为50mm。如果进行切割和加装弯头后，对于管道的恢复较为复杂，需要焊接、热处理等工艺，不但用时较多，而且增加了费用。

其次，目前酸洗除垢率基本维持在95％左右，很难再有所突破；而且，目前的清洗工艺在酸洗过程中残留产物容易沉积，而这种沉积物在一定工况下很容易脱落堆积在弯头或管孔部位，导致管内部介质流通不畅，堵塞到一定程度会使管壁温度急剧升高引发短期过热爆管：另外垢层的存在对管子传热也极为不利，会使管壁温度明显升高，从而导致长期过热爆管，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种清洗效果好、成本低的超临界机组锅炉酸洗接口处理装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种超临界机组锅炉清洗接口处理装置，包括依次串联相连通的省煤器、锅炉、汽水分离器、贮水箱、疏水扩容器、疏水箱及废水池，其特征在于，在省煤器和贮水箱之间还依次连接有逆止阀和炉水循环泵，逆止阀包括具有进口和出口的逆止阀阀体，其中逆止阀阀体的进口通过管道与炉水循环泵连通，逆止阀阀体的出口通过管道与省煤器连通，在逆止阀阀体上安装有第一阀盖，在第一阀盖上开设有与逆止阀阀体的出口相通的通孔且通孔一端向外延伸并伸出逆止阀阀体形成有连接管，连接管通过临时管道连接有清洗水泵。

在上述的超临界机组锅炉清洗接口处理装置中，所述的疏水扩容器与贮水箱之间通过溢流管相连通，并在溢流管上连通有临时管道且该临时管道另一端与疏水扩容器连通，在该临时管道上安装有闸板阀，闸板阀包括具有进水口和出水口的闸板阀阀体，闸板阀阀体的进水口与临时管道相通，闸板阀阀体的出水口通过管路与疏水扩容器连通且在该管路上安装有电动门，在闸板阀阀体上安装有第二阀盖，在第二阀盖上开设有与闸板阀阀体的进水口相通的导孔且导孔一端向外延伸并伸出闸板阀阀体形成有通管，通管通过临时接管与废水池相通。

在上述的超临界机组锅炉清洗接口处理装置中，在逆止阀和炉水循环泵之间安装有电动调门。

本发明的另一个目的在于提供一种超临界机组锅炉清洗工艺，该工艺依次包括氨洗、冲洗、酸洗、冲洗、漂洗和钝化。

在上述的一种超临界机组锅炉清洗工艺中，所述氨洗采用的介质主要由2-3％的氨水、0.5-0.8％的过硫酸铵、0.3-0.4％的缓蚀剂和余量的水组成；氨洗温度为30-50℃，氨洗时间为2-4h。

在上述的一种超临界机组锅炉清洗工艺中，所述酸洗采用的介质主要由4-6％的复合有机酸、催化柠檬酸、乙二胺四乙酸中的一种，复配0.2-0.4％的缓蚀剂、0.5-1％的助剂和余量的水组成；酸洗温度为50-90℃，酸洗时间6-10h，pH为4.5-5.5。

在上述的一种超临界机组锅炉清洗工艺中，所述复合有机酸由羟基乙酸复配甲酸、氟化物、催化柠檬酸中的一种组成，其中甲酸、氟化物、催化柠檬酸中任一占羟基乙酸质量的20-50％。

在上述的一种超临界机组锅炉清洗工艺中，所述酸洗包括两次及以上的过程间酸洗，每次过程间酸洗后均需要进行冲洗，且每次过程间酸洗采用的介质不同，介质的浓度随过程间酸洗次数的增加逐渐降低。

在上述的一种超临界机组锅炉清洗工艺中，所述漂洗采用的介质主要由0.1-0.5％的催化柠檬酸或乙二胺四乙酸中的一种，复配0.2-0.4％的缓蚀剂、0.5-1％的助剂和余量的水组成；漂洗温度为55-70℃，漂洗时间为2-4h，pH为3.5-4.0。

在上述的一种超临界机组锅炉清洗工艺中，所述钝化采用的介质主要由漂洗介质复配1-2％的亚硝酸钠、双氧水中的一种组成，钝化温度为50-80℃，钝化时间为4-6h，pH为9-10。

在上述的一种超临界机组锅炉清洗工艺中，所述冲洗采用的介质为除盐水。

本发明所述的缓蚀剂、除盐水均为本领域通用试剂，所述助剂为由硫脲和氟化氢铵按质量比为(1.5-2):1组成。

本发明对清洗工艺进行了改进，首先，由于垢中氧化铜含量较高，在酸洗过程中铜离子容易析出与壁上残留的氧化垢物粘附在一起，易发生镀铜现象，导致酸洗除垢不彻底。为保证能够除垢完全，本发明在酸洗前先进行氨洗除铜，且进一步配伍了氨洗介质，使其能满足除去垢中不同氧化铜含量的需求，除铜后在酸洗过程中不再会发生镀铜现象，使除垢率达到95％以上。

其次，由于受酸洗介质溶解能力的影响，目前经过一次酸洗后除垢率虽然能勉强达到要求，但是残留氧化垢物仍然会给锅炉带来安全隐患，且受目前酸洗介质的限制，一次除垢率很难再有明显的提升。再者，酸洗剥离下来的物质并不能够一次性全部排出炉外，在后续漂洗、钝化过程中都会发生沉积，而这些也都会给锅炉带来安全隐患，目前，很多锅炉发生的爆管等现象均于上述问题存在一定的联系。因此，本发明对清洗工艺进行改进，进行两次及以上的酸洗和冲洗过程，且每次酸洗都采用不同的酸洗介质，由于自第二次酸洗开始，氧化垢物及其沉积物的含量的减少，进行酸洗时酸洗介质的浓度也依次降低，以达到既能有效清除垢物，除垢率能达到99％，也不会腐蚀锅炉内壁及管道，效果提升非常明显。

附图说明

图1是本发明的酸洗流程图。

图2是本发明的闸板阀的结构示意图。

图3是本发明中逆止阀的结构示意图。

图中：1、省煤器；2、锅炉；3、汽水分离器；4、贮水箱；5、疏水扩容器；6、疏水箱；7、废水池；8、逆止阀；8a、第一阀盖；8b、通孔；8c、连接管；9、闸板阀；9a、第二阀盖；9b、导孔；9c、通管；10、电动调门；11、电动门；12、溢流管。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图3所示，本超临界机组锅炉清洗接口处理装置包括依次串联相连通的省煤器1、锅炉2、汽水分离器3、贮水箱4、疏水扩容器5、疏水箱6及废水池7，在省煤器1和贮水箱4之间还依次连接有逆止阀8和炉水循环泵，逆止阀8包括具有进口和出口的逆止阀阀体，其中逆止阀阀体的进口通过管道与炉水循环泵连通，逆止阀阀体的出口通过管道与省煤器1连通，在逆止阀阀体上安装有第一阀盖8a，在第一阀盖8a上开设有与逆止阀阀体的出口相通的通孔8b且通孔8b一端向外延伸并伸出逆止阀阀体形成有连接管8c，连接管8c通过临时管道连接有清洗水泵。

在清洗过程中，通过用临时管道将清洗水泵和第一阀盖8a上的连接管8c相连通，使得清洗液通过逆止阀8流入至省煤器1处，这样使得无需对管道上进行切割工作，保证了其他管路的完整性，仅需要在逆止阀8上原有的阀盖取出并安装上第一阀盖8a，再利用第一阀盖8a和石墨涨圈对该逆止阀8进行密封，从而减少了对管道的切割，减少了工作量。

疏水扩容器5与贮水箱4之间通过溢流管12相连通，并在溢流管12上连通有临时管道且该临时管道另一端与疏水扩容器5连通，在该临时管道上安装有闸板阀9，闸板阀9包括具有进水口和出水口的闸板阀阀体，闸板阀阀体的进水口与临时管道相通，闸板阀阀体的出水口通过管路与疏水扩容器5连通且在该管路上安装有电动门11，在闸板阀阀体上安装有第二阀盖9a，在第二阀盖9a上开设有与闸板阀阀体的进水口相通的导孔9b且导孔9b一端向外延伸并伸出闸板阀阀体形成有通管9c，通管9c通过临时接管与废水池7相通。

当需要酸洗时，关闭电动门11，阻断了闸板阀9与疏水扩容器5之间的管路连通，从而可以防止酸洗液进入疏水扩容器5，减少了酸洗液的损失，此时酸洗液通过导孔9b直接进入至废水池7内，这样使得无需对管道上进行切割工作，保证了其他管路的完整性，仅需要在闸板阀9上原有的阀盖取出并安装上第二阀盖9a，再利用第二阀盖9a和密封圈对该闸板阀9进行密封，从而减少了对管道的切割，减少了工作量。

进一步的，在逆止阀8和炉水循环泵之间连通有电动调门10，由于在逆止阀8的前面安装有一道电动调门10，通过关闭电动调门10使得连通炉水循环泵和省煤器1的管路处于关闭状态，这样即可防止酸洗液向炉水循环泵流动，从而不影响第一次效果。同时，在进行第二遍的清洗过程中启动了炉水循环泵，可以利用逆止阀8前的电动调门10进行流量的调节，而且逆止阀8的作用是只允许介质向一个方向流动，而且阻止反方向流动。逆止阀8是自动工作的，在一个方向流动的流体压力作用下，阀瓣打开；流体反方向流动时，由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座，从而切断流动，所以选择炉水循环泵后的逆止阀8较为合理，这也是在清洗过程中选择炉水循环泵出口处的逆止阀8作为酸洗临时接口的原因。

在本发明中，清洗过程共有两次，其流程分别为

第一次酸洗：酸洗液通过清洗水泵从逆止阀8打入至省煤器1中，再从省煤器1流出并途径锅炉2流入至汽水分离器3，经过汽水分离器3的酸洗液在进入至贮水箱4中后，利用溢流管12并通过闸板阀9流入至废水池7内，在此酸洗过程中，炉水循环泵处于关闭状态，此时连通贮水箱4和省煤器1的管路也处于关闭状态。

第二次酸洗：在清洗水泵不再提供酸洗液的情况下，炉水循环泵开始工作，此时进入至贮水箱4内的酸洗液在炉水循环泵的作用下流入至省煤器1，并再次通过锅炉2、汽水分离器3和贮水箱4后，由溢流管12并通过闸板阀9流入至废水池7内。

采用炉水循环泵并联运行的方式，使得本酸洗装置具备二次效果，提高了清洗效果，节省了酸洗液的用量。

而将酸洗过程中选择炉水循环泵出口处的逆止阀8、手动闸板阀9为临时接口的原因是：

1、由于逆止阀8的前面都有一道电动调门10，通过关闭电动调门10使得连通炉水循环泵和省煤器1的管路处于关闭状态，这样即可防止酸洗液向炉水循环泵流动，从而不影响第一次效果。同时，在进行第二遍的酸洗过程中启动了炉水循环泵，可以利用逆止阀8前的电动调门10进行流量的调节，所以选择炉水循环泵后的逆止阀8较为合理。

2、选择在溢流管12路上接入临时管路，主要是由于溢流管12的管径较粗，可以满足酸洗液的流量。同时，提高了整个酸洗系统的流速，改善了效果。并且，在闸板阀9后安装有电动阀，可以防止酸洗液进入疏水扩容器5，减少了酸洗液的损失。

由于管壁较厚，若将阀门前后切开后，必然会增加工作量。采用加装临时阀盖的方法，只需对阀门进行解体，不需要割管。同时酸洗完成后临时管道的恢复较为方便，将临时阀盖拆除，回装原阀门即可，增加了现场的可操作性。若将逆止阀8和手动闸板阀9前后切开，必然会增加四道焊口。而且管道的直径为320mm，壁厚为40mm，坡口加工处理过程比较困难，管道的恢复焊接后要经过严格的热处理。对于具有大口径管道焊接资质的单位，其中一道口从切割、打坡口、焊接到热处理按5万元计算，那么整个过程至少需要40万元。采用临时阀盖的方法，则减少了上述焊接的工艺，节省了费用。

实施例1：

本发明清洗工艺为：先采用主要由2％的氨水、0.5％的过硫酸铵、0.3％的缓蚀剂和余量的水组成的氨洗介质在温度为30℃氨洗4h。然后用除盐水进行冲洗，冲洗后采用主要由6％的由质量比为1：0.2的羟基乙酸复配甲酸组成复合有机酸、0.2％的缓蚀剂单乙醇胺、0.5％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为1.5:1组成助剂和余量的水组成的酸洗介质在温度为50℃下进行第一次酸洗，酸洗时间控制在10h，pH为4.5。酸洗后再次用除盐水进行冲洗，冲洗后再次采用由5％的催化柠檬酸、0.3％的缓蚀剂、0.5％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为1.8:1组成助剂和余量的水组成的酸洗介质在温度为50℃下进行第二次酸洗，酸洗时间控制在10h，pH为5。酸洗后仍然用除盐水进行冲洗，冲洗后采用主要由0.1％的催化柠檬酸、0.2％的缓蚀剂、0.5％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为2:1组成助剂和余量的水组成的漂洗介质在温度为55℃下进行漂洗4h，pH控制在3.5。漂洗后采用主要由漂洗介质复配1％的亚硝酸钠组成的钝化介质在温度为50℃下钝化6h，pH控制在9。清洗工艺全部结束后，对清洗的锅炉2内壁及管道进行结果测试，除垢率为99.2％，腐蚀速率为0.82g/(m²·h)，腐蚀总量为13.5g/m²，各项指标均达到了《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DIMT 794—2001)中规定的优良标准，且金属表面形成完整、均匀的钝化膜。

实施例2：

本发明清洗工艺为：先采用主要由2.5％的氨水、0.7％的过硫酸铵、0.35％的缓蚀剂和余量的水组成的氨洗介质在温度为40℃氨洗3h。然后用除盐水进行冲洗，冲洗后采用主要由5％的催化柠檬酸、0.3％的缓蚀剂单乙醇胺、0.8％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为1.6:1组成助剂和余量的水组成的酸洗介质在温度为75℃下进行第一次酸洗，酸洗时间控制在8h，pH为5。酸洗后再次用除盐水进行冲洗，冲洗后再次采用由4％的由乙二胺四乙酸、0.3％的缓蚀剂、0.8％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为1.8:1组成助剂和余量的水组成的酸洗介质在温度为80℃下进行第二次酸洗，酸洗时间控制在8h，pH为5。酸洗后仍然用除盐水进行冲洗，冲洗后采用主要由0.3％的乙二胺四乙酸中、0.3％的缓蚀剂、0.8％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为1.5:1组成助剂和余量的水组成的漂洗介质在温度为60℃下进行漂洗3h，pH控制在3.8。漂洗后采用主要由漂洗介质复配1.5％的双氧水组成的钝化介质在温度为65℃下钝化5h，pH控制在9.5。清洗工艺全部结束后，对清洗的锅炉2内壁及管道进行结果测试，除垢率为99.4％，腐蚀速率为0.80g/(m²·h)，腐蚀总量为13.3g/m²，各项指标均达到了《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DIMT 794—2001)中规定的优良标准，且金属表面形成完整、均匀的钝化膜。

实施例3：

本发明清洗工艺为：先采用主要由3％的氨水、0.8％的过硫酸铵、0.4％的缓蚀剂和余量的水组成的氨洗介质在温度为50℃氨洗2h。然后用除盐水进行冲洗，冲洗后采用主要由5％的乙二胺四乙酸、0.4％的缓蚀剂单乙醇胺、1％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为2:1组成助剂和余量的水组成的酸洗介质在温度为90℃下进行第一次酸洗，酸洗时间控制在6h，pH为5.5。酸洗后再次用除盐水进行冲洗，冲洗后再次采用由4％的由质量比为1：0.5的羟基乙酸复配氟化物组成复合有机酸、0.4％的缓蚀剂、1％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为1.8:1组成助剂和余量的水组成的酸洗介质在温度为90℃下进行第二次酸洗，酸洗时间控制在6h，pH为5.5。酸洗后仍然用除盐水进行冲洗，冲洗后采用主要由0.5％的催化柠檬酸、0.4％的缓蚀剂、1％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为1.6:1组成助剂和余量的水组成的漂洗介质在温度为70℃下进行漂洗2h，pH控制在4.0。漂洗后采用主要由漂洗介质复配2％的双氧水组成的钝化介质在温度为80℃下钝化4h，pH控制在10。清洗工艺全部结束后，对清洗的锅炉2内壁及管道进行结果测试，除垢率为99.3％，腐蚀速率为0.83g/(m²·h)，腐蚀总量为13.6g/m²，各项指标均达到了《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DIMT 794—2001)中规定的优良标准，且金属表面形成完整、均匀的钝化膜。

实施例4：

本发明清洗工艺为：先采用主要由2.6％的氨水、0.7％的过硫酸铵、0.4％的缓蚀剂和余量的水组成的氨洗介质在温度为45℃氨洗3h。然后用除盐水进行冲洗，冲洗后采用主要由6％的由质量比为1：0.3的羟基乙酸复配甲酸组成的复合有机酸、0.3％的缓蚀剂单乙醇胺、0.8％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为1.8:1组成助剂和余量的水组成的酸洗介质在温度为80℃下进行第一次酸洗，酸洗时间控制在8h，pH为5.2。酸洗后再次用除盐水进行冲洗，冲洗后再次采用由5％的催化柠檬酸、0.25％的缓蚀剂、0.6％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为1.8:1组成助剂和余量的水组成的酸洗介质在温度为70℃下进行第二次酸洗，酸洗时间控制在7h，pH为5。酸洗后仍然用除盐水进行冲洗，冲洗后再次采用主要由4％的乙二胺四乙酸、0.2％的缓蚀剂、0.6％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为2:1组成助剂和余量的水组成的酸洗介质在温度为60℃下进行第三次酸洗，酸洗时间为6h，pH为4.5。酸洗后采用除盐水进行冲洗，冲洗后采用主要由0.3％的催化柠檬酸、0.3％的缓蚀剂、0.8％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为2:1组成助剂和余量的水组成的漂洗介质在温度为60℃下进行漂洗3h，pH控制在3.6。漂洗后采用主要由漂洗介质复配1.5％的双氧水组成的钝化介质在温度为60℃下钝化5h，pH控制在9.6。清洗工艺全部结束后，对清洗的锅炉2内壁及管道进行结果测试，除垢率为99.5％，腐蚀速率为0.85g/(m²·h)，腐蚀总量为13.8g/m²，各项指标均达到了《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DIMT 794—2001)中规定的优良标准，且金属表面形成完整、均匀的钝化膜。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种超临界机组锅炉清洗工艺，其特征在于，该工艺依次包括氨洗、冲洗、酸洗、冲洗、漂洗和钝化；

其中，所述酸洗包括两次及以上的过程间酸洗，每次过程间酸洗后均需要进行冲洗，且每次过程间酸洗采用的介质不同，介质的浓度随过程间酸洗次数的增加逐渐降低；

所述酸洗采用的介质主要由4-6％的复合有机酸、催化柠檬酸、乙二胺四乙酸中的一种，复配0.2-0.4％的缓蚀剂、0.5-1％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为(1.5-2)：1组成的助剂和余量的水组成；酸洗温度为50-90℃，酸洗时间6-10h，pH为4.5-5.5；

所述漂洗采用的介质主要由0.1-0.5％的催化柠檬酸或乙二胺四乙酸中的一种，复配0.2-0.4％的缓蚀剂、0.5-1％的由硫脲和氟化氢铵按质量比为(1.5-2)：1组成的助剂和余量的水组成；漂洗温度为55-70℃，漂洗时间为2-4h，pH为3.5-4.0；

所述钝化采用的介质主要由漂洗介质复配1-2％的亚硝酸钠、双氧水中的一种组成，钝化温度为50-80℃，钝化时间为4-6h，pH为9-10。

2.根据权利要求1所述的一种超临界机组锅炉清洗工艺，其特征在于，所述氨洗采用的介质主要由2-3％的氨水、0.5-0.8％的过硫酸铵、0.3-0.4％的缓蚀剂和余量的水组成；氨洗温度为30-50℃，氨洗时间为2-4h。

3.根据权利要求1所述的一种超临界机组锅炉清洗工艺，其特征在于，所述复合有机酸由羟基乙酸复配甲酸、氟化物、催化柠檬酸中的一种组成，其中甲酸、氟化物、催化柠檬酸中任一占羟基乙酸质量的20-50％。

4.根据权利要求1所述的一种超临界机组锅炉清洗工艺，其特征在于，所述冲洗采用的介质为除盐水。