CN112128730A - 一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统及操作方法 - Google Patents

Abstract

一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统及操作方法，包括高位膨胀水箱、闭式水泵、换热器和若干闭式水用户；高位膨胀水箱通过管路连接换热器入口，高位膨胀水箱和换热器之间的管路上设置有闭式水泵；换热器出口连接出水管路，高位膨胀水箱和闭式水泵之间连接回水管路；出水管路和回水管路之间设置有若干闭式水用户，每个闭式水用户的回水口连接回水管路，每个闭式水用户的进水口连接出水管路。本发明的系统采用有机膦酸作为清洗剂，并采用IS‑129缓蚀剂作为防止清洗药剂对金属材质的腐蚀，极大的提高了清洗工艺的安全性，避免酸性药液对设备进行腐蚀造成泄漏等事件的事故。

Description

一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统及操作方法

技术领域

本发明属于火电厂闭式水系统清洗技术领域，特别涉及一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统及操作方法。

背景技术

火电厂闭式冷却水系统是以除盐水为介质的闭式循环回路，作为电厂生产中的冷却介质得到广泛应用。其主要作用是为机组汽机侧、锅炉侧辅助设备提供冷却水，使得工艺设备具备正常工作的温度条件。如：汽轮机润滑油冷却器、汽动给水泵冷油器、抗燃油冷却器、发电机氢气冷却器、发电机励磁机冷却器、发电机定子冷却器、取样冷却器、风机油站冷却水、空压机冷却水等。

闭式冷却水在循环使用过程中会在换热设备上发生腐蚀、结垢、污垢沉积等危害，严重时会直接影响火电厂的正常运行。发生上述情况后，通常仅对板式换热器进行拆卸离线高压水枪冲洗，而对闭式水系统的其它换热用户及管道则未进行任何方式的修复。拆卸离线高压水枪冲洗的方式不仅影响机组的安全运行，同时仅采用物理清洁方式很难达到根除的效果。采用本专利方式不仅能够有效解决拆卸离线清洗的安全隐患，而且化学清洗成膜技术能够清除系统中的结垢物、腐蚀产物、生物粘泥，提高换热器的换热效率，保证闭式水系统的安全、稳定、长期运行。通过对电厂闭式冷却水系统停机检修期间发现的腐蚀情况进行详细诊断，一种采取有机膦酸化学清洗、复合钝化剂成膜的化学清洗成膜方法对系统进行修复，应用效果良好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统及操作方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统，包括高位膨胀水箱、闭式水泵、换热器和若干闭式水用户；高位膨胀水箱通过管路连接换热器入口，高位膨胀水箱和换热器之间的管路上设置有闭式水泵；换热器出口连接出水管路，高位膨胀水箱和闭式水泵之间连接回水管路；出水管路和回水管路之间设置有若干闭式水用户，每个闭式水用户的回水口连接回水管路，每个闭式水用户的进水口连接出水管路。

进一步的，换热器的个数为两个，均为板式换热器；高位膨胀水箱出口的管路分为两支，分别连接两个换热器，闭式水泵设置在每个换热器入口处的管路上；每个换热器上还设置有循环冷却水升压泵。

进一步的，靠近高位膨胀水箱的回水管路上设置有清洗排放管和冲洗排放管；高位膨胀水箱和闭式水泵之间设置有闭式水泵进水阀。

进一步的，清洗排放管和冲洗排放管上均设置有阀门。

进一步的，高位膨胀水箱和闭式水泵之间还设置有清洗加药口，清洗加药口上设置有阀门。

进一步的，出水管路上设置有清洗取样口，清洗取样口上设置有阀门；高位膨胀水箱入口设置有高位膨胀水箱补水阀。

进一步的，若干闭式水用户与回水管路之间，以及与出水管路之间均设置有阀门。

进一步的，一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统的操作方法，包括以下步骤：

1)检修完毕，恢复连接闭式水系统内所有的管道、支管道、板式换热器和高位膨胀水箱，使闭式水系统形成具备化学清洗成膜条件；

2)打开高位膨胀水箱补水阀开始向高位膨胀水箱补水，打开闭式水泵进水阀，以及若干闭式水用户与回水管路和出水管路之间的阀门，闭式水系统开始注除盐水；

3)注水完成后，启动闭式水泵、打开冲洗排放管、高位膨胀水箱补水阀，闭式水系统开始化学清洗前水冲洗，冲洗水利用排放管排放至雨水井，冲洗至出水澄清、透明、无杂质；

4)冲洗合格后，关闭冲洗排放管、关闭高位膨胀水箱补水阀，将闭式水系统切换至循环清洗回路；打开清洗加药口，开始加入0.3％的IS-129缓蚀剂，适量消泡剂，循环均匀后，加入化学清洗剂QX-308有机膦酸，浓度为4.0％，药品添加完成后关闭清洗加药口，开始循环清洗，温度20～30℃；

5)循环清洗过程中打开清洗取样口，定期监测系统中的铁离子浓度、有机膦酸浓度、温度指标；循环清洗至连续三次化验铁离子浓度平衡、有机膦酸浓度稳定不在下降为止；

6)化学清洗完毕后，打开清洗排放管、打开高位膨胀水箱补水阀，开始冲洗排放酸洗废液，酸洗废液排放至工业废水系统，经处理合格后方可排放，冲洗至出水澄清、透明、无杂质、pH＝6.5～7.0；

7)冲洗合格后，关闭清洗排放管、关闭高位膨胀水箱补水阀，打开清洗加药口，开始加入氨水，将系统pH值快速调整至9.3～9.5，然后向系统中加入FHD钝化剂，浓度为2.0％，循环钝化成膜8h，温度20～30℃；

8)钝化完成后，停闭式水泵，打开清洗排放管，排尽系统内的所有钝化液，单独对高位膨胀水箱进行修复处理，同时拆除临时系统，恢复系统至正常工作状态，并对清洗死端进行人工清理，清洗及成膜完成。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明的闭式冷却水从设备吸收热量后，通过两台板式换热器，将热量传给来自江河的循环冷却水。闭式冷却水系统主要包括两台闭冷水泵、两台板式换热器、一个大气式高位膨胀水箱、两台升压泵及其冷却水用户。板式换热器内闭式水侧压力大于循环水水侧压力，避免循环水漏入，对闭式水水质进行污染，造成闭式水系统结垢、污堵、换热效率降低等。

本发明采取有机膦酸化学清洗、复合钝化剂成膜的化学清洗成膜技术对火电厂闭式冷却水系统进行修复，应用结果表明本方法提供的有效的清洗药剂和科学的清洗方案，使得清洗效果良好，经济效益显著，为今后类似系统化学清洗成膜提供重要的参数借鉴。

本发明以闭式水系统现有设备、管道为重要支撑，仅需较小的临时管道和工艺的施工，极大的减少了临时系统的安装工作量，可行性、安全性高。

本发明的系统采用有机膦酸作为清洗剂，并采用IS-129缓蚀剂作为防止清洗药剂对金属材质的腐蚀，极大的提高了清洗工艺的安全性，避免酸性药液对设备进行腐蚀造成泄漏等事件或事故。

本发明采用高效复合钝化剂，钝化效果好，成膜质量佳，可有效长时间减小设备腐蚀量，极大的改善了闭式水水质，为机组的安全运行提供了重要保障。

附图说明

图1为本发明系统结构图。

图2为本发明流程图。

1-高位膨胀水箱；2-闭式水泵进水阀；3-闭式水泵；4-升压泵；5-换热器；6-清洗排放管；7-冲洗排放管；8-汽机侧闭式水用户；9-锅炉侧闭式水用户；10-化学侧闭式水用户；11-脱硫侧闭式水用户；12-汽机侧闭式水用户回水阀；13-汽机侧闭式水用户进水阀；14-锅炉侧闭式水用户回水阀；15-锅炉侧闭式水用户进水阀；16-化学侧闭式水用户回水阀；17-化学侧闭式水用户进水阀；18-脱硫侧闭式水用户回水阀；19-脱硫侧闭式水用户进水阀；20-清洗加药口；21-清洗取样口；22-高位膨胀水箱补水阀(除盐水)。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明：

请参阅图1至图2，一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统，包括高位膨胀水箱1、闭式水泵3、换热器5和若干闭式水用户；高位膨胀水箱1通过管路连接换热器5入口，高位膨胀水箱1和换热器5之间的管路上设置有闭式水泵3；换热器5出口连接出水管路，高位膨胀水箱1和闭式水泵3之间连接回水管路；出水管路和回水管路之间设置有若干闭式水用户，每个闭式水用户的回水口连接回水管路，每个闭式水用户的进水口连接出水管路。

换热器5的个数为两个，均为板式换热器；高位膨胀水箱1出口的管路分为两支，分别连接两个换热器，闭式水泵3设置在每个换热器入口处的管路上；每个换热器上还设置有循环冷却水升压泵4。

靠近高位膨胀水箱1的回水管路上设置有清洗排放管6和冲洗排放管7；高位膨胀水箱1和闭式水泵3之间设置有闭式水泵进水阀2。

清洗排放管6和冲洗排放管7上均设置有阀门。

高位膨胀水箱1和闭式水泵3之间还设置有清洗加药口20，清洗加药口20上设置有阀门。

出水管路上设置有清洗取样口21，清洗取样口21上设置有阀门；高位膨胀水箱1入口设置有高位膨胀水箱补水阀22。

若干闭式水用户与回水管路之间，以及与出水管路之间均设置有阀门。

一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统的操作方法，包括以下步骤：

1)检修完毕，恢复连接闭式水系统内所有的管道、支管道、板式换热器和高位膨胀水箱，使闭式水系统形成具备化学清洗成膜条件；

2)打开高位膨胀水箱补水阀22开始向高位膨胀水箱1补水，打开闭式水泵进水阀2，以及若干闭式水用户与回水管路和出水管路之间的阀门，闭式水系统开始注除盐水；

3)注水完成后，启动闭式水泵3、打开冲洗排放管7、高位膨胀水箱补水阀22，闭式水系统开始化学清洗前水冲洗，冲洗水利用排放管排放至雨水井，冲洗至出水澄清、透明、无杂质；

4)冲洗合格后，关闭冲洗排放管7、关闭高位膨胀水箱补水阀22，将闭式水系统切换至循环清洗回路；打开清洗加药口20，开始加入0.3％的IS-129缓蚀剂，适量消泡剂，循环均匀后，加入化学清洗剂QX-308有机膦酸，浓度为4.0％，药品添加完成后关闭清洗加药口20，开始循环清洗，温度20～30℃；

5)循环清洗过程中打开清洗取样口21，定期监测系统中的铁离子浓度、有机膦酸浓度、温度指标；循环清洗至连续三次化验铁离子浓度平衡、有机膦酸浓度稳定不在下降为止；

6)化学清洗完毕后，打开清洗排放管6、打开高位膨胀水箱补水阀22，开始冲洗排放酸洗废液，酸洗废液排放至工业废水系统，经处理合格后方可排放，冲洗至出水澄清、透明、无杂质、pH＝6.5～7.0；

7)冲洗合格后，关闭清洗排放管6、关闭高位膨胀水箱补水阀22，打开清洗加药口20，开始加入氨水，将系统pH值快速调整至9.3～9.5，然后向系统中加入FHD钝化剂，浓度为2.0％，循环钝化成膜8h，温度20～30℃；

8)钝化完成后，停闭式水泵3，打开清洗排放管6，排尽系统内的所有钝化液，单独对高位膨胀水箱1进行修复处理，同时拆除临时系统，恢复系统至正常工作状态，并对清洗死端进行人工清理，清洗及成膜完成。

图1是本发明系统结构图，闭式冷却水系统的主要作用是为机组汽机侧、锅炉侧辅助设备提供冷却水，使得工艺设备具备正常工作的温度条件。如：汽轮机润滑油冷却器、汽动给水泵冷油器、抗燃油冷却器、发电机氢气冷却器、发电机励磁机冷却器、发电机定子冷却器、取样冷却器、风机油站冷却水、空压机冷却水等。闭式冷却水从上述设备吸收热量后，通过两台板式换热器，将热量传给来自江河的循环冷却水。闭式冷却水系统主要包括两台闭冷水泵、两台板式换热器、一个大气式高位膨胀水箱、两台升压泵及其冷却水用户，具体如图1所示。板式换热器内闭式水侧压力大于循环水水侧压力，避免循环水漏入，对闭式水水质进行污染，造成闭式水系统结垢、污堵、换热效率降低等。

闭式水系统清洗涉及材质多：碳钢、不锈钢、铜、钛管及橡胶垫圈等，选用清洗介质应对系统内材质不应造成危害；根据设计资料，系统水温不应超过50℃，同时由于工期和现场条件限制，只能进行常温清洗；系统高位事故膨胀水箱有效容积小、位置高，且整个清洗成膜工期短，固体清洗介质在高位事故膨胀水箱溶解是不现实的，清洗和钝化所用药品以用液体为宜。本专利采用有机膦酸化学清洗、复合钝化剂成膜的化学清洗成膜工艺。机组闭式冷却水清洗成膜工艺系统如图1所示。

该种清洗成膜工艺的实施借助闭式水的正式系统，仅在闭式水的回水管道处加外排管道(图1中的6和7)，用于设备清洗前后水冲洗以及清洗废液的排放用。闭式水泵入口安装临时加药口20，闭式水泵出口增加取样口21。整个清洗采用闭式冷却水泵作为清洗泵。具体的清洗工艺参数见下表：

表1闭式水冷却水系统化学清洗成膜工艺参数

清洗及成膜过程

1)检修完毕，恢复闭式水系统内所有的主管道、支管道、板式换热器、水箱等设备；完成图1中临时管道的安装，包括清洗排放管6、冲洗排放管7、清洗加药口20、清洗取样口21；使闭式水系统形成具备化学清洗成膜条件。

2)打开高位膨胀水箱补水阀22开始向高位膨胀水箱1补水，打开闭式水泵进水阀2、汽机侧闭式水用户回水阀12、汽机侧闭式水用户进水阀13、锅炉侧闭式水用户回水阀14、锅炉侧闭式水用户进水阀15、化学侧闭式水用户回水阀16、化学侧闭式水用户进水阀17、脱硫侧闭式水用户回水阀18、脱硫侧闭式水用户进水阀19，闭式水系统开始注除盐水。

3)注水完成后，启动闭式水泵3、打开冲洗排放管7、高位膨胀水箱补水阀22，闭式水系统开始化学清洗前水冲洗，冲洗水利用排放管排放至雨水井，冲洗至出水澄清、透明、无杂质，历时约4h。

4)冲洗合格后，关闭冲洗排放管7、关闭高位膨胀水箱补水阀22，将闭式水系统切换至循环清洗回路；打开清洗加药口20，开始加入0.3％的IS-129缓蚀剂，适量消泡剂，循环均匀后，加入化学清洗剂QX-308有机膦酸，浓度为4.0％，药品添加完成后关闭清洗加药口20，开始循环清洗，温度20～30℃即可。

5)循环清洗过程中打开清洗取样口21，定期监测系统中的铁离子浓度、有机膦酸浓度、温度等指标。循环清洗至连续三次化验铁离子浓度平衡、有机膦酸浓度稳定不在下降为止，历时约14h。

6)化学清洗完毕后，打开清洗排放管6、打开高位膨胀水箱补水阀22，开始冲洗排放酸洗废液，酸洗废液排放至工业废水系统，经处理合格后方可排放，冲洗至出水澄清、透明、无杂质、pH＝6.5～7.0即可，历时约2h。

7)冲洗合格后，关闭清洗排放管6、关闭高位膨胀水箱补水阀22，打开清洗加药口20，开始加入氨水，将系统pH值快速调整至9.3～9.5，然后向系统中加入FHD钝化剂，浓度为2.0％，循环钝化成膜8h，温度20～30℃即可。

8)钝化完成后，停闭式水泵3，打开清洗排放管6，排尽系统内的所有钝化液，单独对高位膨胀水箱1进行修复处理，同时拆除临时系统，恢复系统至正常工作状态，并对清洗死端进行人工清理。

9)清洗及成膜完成。系统可按照正常运行工况进行运行操作。

10)为更好的监督清洗成膜工艺对闭式冷却水系统的影响以及检验清洗成膜工艺的质量，可采取悬挂相同材质(碳钢、不锈钢、铜)试片的方法进行表征。清洗及成膜效果完全可以达到HG/T2387—2007《工业设备化学清洗质量标准》的要求。

Claims (8)

1.一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统，其特征在于，包括高位膨胀水箱(1)、闭式水泵(3)、换热器(5)和若干闭式水用户；高位膨胀水箱(1)通过管路连接换热器(5)入口，高位膨胀水箱(1)和换热器(5)之间的管路上设置有闭式水泵(3)；换热器(5)出口连接出水管路，高位膨胀水箱(1)和闭式水泵(3)之间连接回水管路；出水管路和回水管路之间设置有若干闭式水用户，每个闭式水用户的回水口连接回水管路，每个闭式水用户的进水口连接出水管路。

2.根据权利要求1所述的一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统，其特征在于，换热器(5)的个数为两个，均为板式换热器；高位膨胀水箱(1)出口的管路分为两支，分别连接两个换热器，闭式水泵(3)设置在每个换热器入口处的管路上；每个换热器上还设置有循环冷却水升压泵(4)。

3.根据权利要求1所述的一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统，其特征在于，靠近高位膨胀水箱(1)的回水管路上设置有清洗排放管(6)和冲洗排放管(7)；高位膨胀水箱(1)和闭式水泵(3)之间设置有闭式水泵进水阀(2)。

4.根据权利要求3所述的一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统，其特征在于，清洗排放管(6)和冲洗排放管(7)上均设置有阀门。

5.根据权利要求1所述的一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统，其特征在于，高位膨胀水箱(1)和闭式水泵(3)之间还设置有清洗加药口(20)，清洗加药口(20)上设置有阀门。

6.根据权利要求1所述的一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统，其特征在于，出水管路上设置有清洗取样口(21)，清洗取样口(21)上设置有阀门；高位膨胀水箱(1)入口设置有高位膨胀水箱补水阀(22)。

7.根据权利要求1所述的一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统，其特征在于，若干闭式水用户与回水管路之间，以及与出水管路之间均设置有阀门。

8.一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统的操作方法，其特征在于，基于权利要求1至7任意一项所述的一种火电厂闭式水系统清洗成膜系统，包括以下步骤：

1)检修完毕，恢复连接闭式水系统内所有的管道、支管道、板式换热器和高位膨胀水箱，使闭式水系统形成具备化学清洗成膜条件；

2)打开高位膨胀水箱补水阀(22)开始向高位膨胀水箱(1)补水，打开闭式水泵进水阀(2)，以及若干闭式水用户与回水管路和出水管路之间的阀门，闭式水系统开始注除盐水；

3)注水完成后，启动闭式水泵(3)、打开冲洗排放管(7)、高位膨胀水箱补水阀(22)，闭式水系统开始化学清洗前水冲洗，冲洗水利用排放管排放至雨水井，冲洗至出水澄清、透明、无杂质；

4)冲洗合格后，关闭冲洗排放管(7)、关闭高位膨胀水箱补水阀(22)，将闭式水系统切换至循环清洗回路；打开清洗加药口(20)，开始加入0.3％的IS-129缓蚀剂，适量消泡剂，循环均匀后，加入化学清洗剂QX-308有机膦酸，浓度为4.0％，药品添加完成后关闭清洗加药口(20)，开始循环清洗，温度20～30℃；

5)循环清洗过程中打开清洗取样口(21)，定期监测系统中的铁离子浓度、有机膦酸浓度、温度指标；循环清洗至连续三次化验铁离子浓度平衡、有机膦酸浓度稳定不在下降为止；

6)化学清洗完毕后，打开清洗排放管(6)、打开高位膨胀水箱补水阀(22)，开始冲洗排放酸洗废液，酸洗废液排放至工业废水系统，经处理合格后方可排放，冲洗至出水澄清、透明、无杂质、pH＝6.5～7.0；

7)冲洗合格后，关闭清洗排放管(6)、关闭高位膨胀水箱补水阀(22)，打开清洗加药口(20)，开始加入氨水，将系统pH值快速调整至9.3～9.5，然后向系统中加入FHD钝化剂，浓度为2.0％，循环钝化成膜8h，温度20～30℃；

8)钝化完成后，停闭式水泵(3)，打开清洗排放管(6)，排尽系统内的所有钝化液，单独对高位膨胀水箱(1)进行修复处理，同时拆除临时系统，恢复系统至正常工作状态，并对清洗死端进行人工清理，清洗及成膜完成。

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