CN206736364U - 一种电站过热器或再热器氧化皮化学清洗系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电站过热器或再热器氧化皮化学清洗系统，该系统包括清洗动力平台，清洗动力平台通过进液管道连接电站过热器或再热器的系统入口，通过回液管道连接电站过热器或再热器的系统出口，对电站过热器或再热器进行循环清洗；所述进液管道上设置实现化学清洗期间过热器或再热器管腐蚀速率实时监测，防止过热器或再热器腐蚀超标的腐蚀在线监测设备以及用于加热清洗液的加热器；所述电站过热器或再热器的管内安装实时监测过热器或再热器管流通状态的不通管在线监测设备；本实用新型还公开了清洗方法；使用本实用新型系统和方法可以实现电站过热器和再热器氧化皮的完全去除，降低了电站过热器和再热器运行期间的爆管风险，同时提高了过热器和再热器传热效率，为电站安全、经济运行提供了保证。
Description
技术领域
本实用新型涉及电站过热器和再热器氧化皮去除领域，具体涉及一种电站过热器或再热器氧化皮化学清洗系统。
背景技术
我国火力发电技术水平不断攀升，机组参数越来越高，更高的蒸汽温度对电站过热器和再热器材质要求也越发苛刻，目前过热器和再热器主要以12CrMoV、T22、T91、TP347H和Super304材质为主。随着电站过热器和再热器运行时间的延长，过热器和再热器管在高温氧化作用下，氧化皮的生长不可避免。氧化皮会造成电站过热器和再热器运行过程中换热效率降低；同时氧化皮生长到一定厚度，会发生脱落，引起汽轮机冲蚀、过热器和再热器超温爆管，严重影响电站的安全性、经济性，因此必须对氧化皮厚度达到或超过剥离条件的过热器和再热器进行氧化皮治理。目前常采用的过热器和再热器氧化皮治理方法有割管清理法和换管法。其中，割管清理法只能清除已经剥落的氧化皮，无法避免启机过程中氧化皮的剥离，该方法的可靠性偏低；换管法的突出问题是费用高，是化学清洗的6倍以上，经济性较差。
与省煤器、水冷壁化学清洗相比，过热器和再热器氧化皮化学清洗存在以下难点：1)过热器和再热器氧化皮十分致密，常规化学清洗技术无法完全去除；2)过热器和再热器管材质种类多，需保证所有材质腐蚀可控，奥氏体不锈钢需严格控制点腐蚀和晶间腐蚀；3)过热器和再热器多为W型结构，气塞和堵管的问题难以解决；4)对不同材质同时清洗时，既保证完全去除低铬合金钢氧化皮，又对奥氏体不锈钢富铬层进行保留，达到延缓奥氏体不锈钢氧化皮生长速度的目的。
发明内容
本实用新型目的在于提供一种电站过热器或再热器氧化皮化学清洗系统，能够完全去除过热器和再热器氧化皮；保证所有材质腐蚀速率不超标，奥氏体不锈钢不发生点腐蚀、晶间腐蚀；防止化学清洗过程中发生气塞、堵管问题；减缓过热器和再热器管氧化皮的生长速度。
为了达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种电站过热器或再热器氧化皮化学清洗系统，包括清洗动力平台1，清洗动力平台1将加药管道12补入的清洗介质通过进液管道5连接电站过热器或再热器7的系统入口6，通过回液管道9连接电站过热器或再热器7的系统出口8，对电站过热器或再热器7进行循环清洗；所述进液管道5上设置实现化学清洗期间过热器或再热器管腐蚀速率的实时监测，防止过热器或再热器腐蚀超标的腐蚀在线监测设备2以及加热器3；所述电站过热器或再热器7的管内安装实时监测过热器或再热器管的流通状态的不通管在线监测设备10。
所述清洗动力平台1、进液管道5和回液管道9设计参数满足循环清洗期间过热器或再热器管内清洗液产生的流动阻力大于过热器或再热器管气塞时产生的静压阻力，达到防止化学清洗期间发生气塞和堵管事故的目的。
所述进液管道5上设置有过滤精度大于3mm的滤装器4，防止化学清洗期间异物进入过热器或再热器，影响清洗效果。
所述的电站过热器或再热器氧化皮化学清洗系统的清洗方法，通过化学清洗的方法去除过电站热器或再热器氧化皮，包括如下步骤：
步骤1：水冲洗，通过加药管道12和清洗动力平台1向电站过热器或再热器7中补入除盐水，通过排放管道11对电站过热器或再热器7进行直排式冲洗，并消除化学清洗系统内异物、气塞和堵管；
监测排放管道11处冲洗水，若澄清，无颗粒物，则水冲洗完成；
步骤2：酸洗，通过加热器3对化学清洗系统内除盐水按10～20℃每小时的温升速度进行循环升温至80～100℃，确认系统无泄漏后，通过加药管道12和清洗动力平台1按质量百分比，向系统中添加占除盐水总量5％～15％的化学清洗剂和0.3％～1.5％的缓蚀剂，配制成酸洗液；
清洗动力平台1通过进液管道5将酸洗液输送至电站过热器或再热器7的系统入口6，酸洗液与电站过热器或再热器7氧化皮反应后从系统出口8通过回液管道9返回至清洗动力平台1，进行过热器或再热器氧化皮循环化学清洗；
通过腐蚀在线监测设备2，实时监测清洗过程中的腐蚀速率，并调整缓蚀剂浓度，确保腐蚀速率控制在8g/(m2·h)以内；
通过不通管在线监测设备10进行每根过热器或再热器管流通状态的实时监测，确保能够及时发现化学清洗期间的气塞和堵管问题；
当分析化验结果显示酸洗液中酸浓度和总铁离子浓度维持稳定不发生变化，目测监视管内壁氧化皮已经去除干净，酸洗结束；
步骤3：漂洗，以顶排的方式通过加药管道12和清洗动力平台1向清洗系统加入漂洗液，漂洗液的配制方法为为向除盐水中加入占除盐水质量为0.3％～1.0％的柠檬酸，并用氨水调节pH值为3.5～4.5，形成漂洗液；顶排过程中监测排放口溶液总铁离子浓度，小于300mg/L时，停止加入漂洗液，漂洗过程结束；
步骤4：钝化，以顶排的方式通过加药管道12和清洗动力平台1向清洗系统中加入钝化液，钝化液的配制方法为向除盐水中加入占除盐水质量为0.3％～1.0％的钝化剂，并用氨水调节pH值为9.5～11.0，形成钝化液；当系统充满钝化液后，升温至40～60℃，循环2～6h，钝化结束；
步骤5：钝化后水冲洗，将除盐水用氨水调节pH值至9.5～11.0，制成钝化后冲洗液，以顶排的方式通过加药管道12和清洗动力平台1向清洗系统加入钝化后冲洗液，同时对排放管道11处水样进行化验，当总铁离子浓度小于10mg/L，且pH值为9.5～11.0，钝化后水冲洗结束；
步骤6：停止运行清洗动力平台1，过热器或再热器氧化皮化学清洗结束。
采用的化学清洗剂确保能够达到氧化皮去除效率90％以上；氧化皮溶解率80％以上，减缓化学清洗期间氧化皮大量剥落造成的堵管问题，同时不会对奥氏体钢造成晶间腐蚀；能对富铬层进行完整保留，达到延长氧化皮生长速度的效果。
采用的缓蚀剂，以保证化学清洗期间腐蚀速率小于8g/(m2·h)，不对清洗管材的使用性能产生影响。
腐蚀在线监测设备2能够实时监测化学清洗期间的腐蚀速率，提高过热器和再热器氧化皮清洗期间腐蚀速率的可控性，为成功完成化学清洗提供保证；通过腐蚀监测设备上的监视管，判断清洗终点，当低铬合金钢表面的氧化皮完全去除，且奥氏体不锈钢表面的富铬层保留时，结束清洗。
不通管在线监测设备10为及时、有效解决化学清洗期间发生的堵管、气塞问题提供保证。
和现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1)清洗范围广，能够同时解决各级过热器和再热器氧化皮问题，步骤2所述采用专利产品一种电站锅炉过热器换热管化学清洗剂(201210180797.9)，确保能够达到氧化皮去除效率90％以上；氧化皮溶解率80％以上，减缓化学清洗期间氧化皮大量剥落造成的堵管问题，同时不会对奥氏体钢造成晶间腐蚀；能对富铬层进行完整保留，达到延长氧化皮生长速度的效果。
2)步骤2所述采用专利产品一种过热器氧化皮化学清洗缓蚀剂(201410023615.6)，以保证化学清洗期间腐蚀速率小于8g/(m2·h)，不对清洗管材的使用性能产生影响。
3)腐蚀在线监测设备2为专利技术电站锅炉化学清洗在线测量腐蚀和清洗效果的装置及方法(201210180539.0)，可以实时监测化学清洗期间的腐蚀速率，提高了过热器和再热器氧化皮清洗期间腐蚀速率的可控性，为成功完成化学清洗提供保证；通过腐蚀监测设备上的监视管，判断清洗终点，当低铬合金钢表面的氧化皮完全去除，且奥氏体不锈钢表面的富铬层保留时，结束清洗。
4)不通管在线监测设备(10)为专利技术电站过热器化学清洗管路流通状态在线监测装置(201620721153.X)，为及时、有效解决化学清洗期间发生的堵管、气塞问题提供保证。
5)以600MW电站为例，过热器或再热器化学清洗每年可获得经济效益约1237万元。过热器或再热器清洗费用按400万元计算，1年投资回报率超过300％，3年投资回报率超过900％，并且3年以上可避免过热器或再热器爆管事故。
| 项目 | 每年损失(万元) | 备注 |
| 爆管损失 | 352 | 按每年1次计算 |
| 氧化皮脱落冲蚀汽轮机 | 500 | 参考EPRI资料 |
| 氧化皮造成寿命的损失 | 60 | 按10年平均计算 |
| 锅炉效率的损失 | 225 | 理论计算值 |
| 检修成本增加 | 100 | 多次检修平均值 |
| 合计 | 1237 |
本实用新型彻底解决了电站过热器和再热器氧化皮问题，通过一一解决过热器和再热器化学清洗方法中存在的问题，实现了过热器和再热器氧化皮的化学清洗，为电站经济、安全运行提供可保证。
附图说明
图1为本实用新型系统示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，本实用新型一种电站过热器和再热器氧化皮化学清洗系统及方法，通过化学清洗的方法去除过热器氧化皮。通过加药管道12、清洗动力平台1和进液管道5将清洗液输送至电站过热器的系统入口6，清洗液与电站过热器氧化皮反应后从系统出口8通过回液管道9返回至清洗动力平台1，进行循环清洗，废液通过排放管道11排出。为保证清洗效果，在清洗系统中安装了腐蚀在线监测设备2、加热器3、过滤器4和不通管在线监测设备10。
实施步骤如下
步骤1：水冲洗，通过加药管道12和清洗动力平台1向过热器补入除盐水，通过排放管道11进行直排式冲洗，冲洗过程中使用专利技术一种W型和U型管道气塞消除方法(201410578195.8)，并通过专利产品电站过热器化学清洗管路流通状态在线监测装置(201620721153.X)确认气塞和氧化皮堵管的问题已经完全解决。对排放管道11处的冲洗水进行监测，出水澄清，无颗粒物，水冲洗合格；
步骤2：酸洗，通过加热器3对化学清洗系统内除盐水按12℃/h的速度进行循环升温至85℃。检查系统无泄漏后，通过加药管道12和清洗动力平台1按质量百分比，向系统中添加占除盐水总量8％的化学清洗剂(专利号201210180797.9)和0.5％的缓蚀剂(专利号201410023615.6)；
清洗动力平台1通过进液管道5将清洗液输送至电站过热器7的系统入口6，过热器清洗液与电站过热器7氧化皮反应后从系统出口8通过回液管道9返回至清洗动力平台1，进行过热器氧化皮循环化学清洗；
腐蚀在线监测设备2测得蚀速率控制为4g/(m2·h)；
不通管在线监测设备10测得化学清洗期间未发生气塞和堵管问题；
循环清洗28h后，清洗剂浓度和总铁离子浓度维持稳定不发生变化，目测监视管内壁氧化皮已经去除干净，酸洗结束；
步骤3：漂洗，以顶排的方式通过加药管道12和清洗动力平台1向清洗系统加入漂洗液，漂洗液的配制方法为向除盐水中加入质量浓度为0.5％的柠檬酸，并用氨水调节pH值为3.8，形成漂洗液。10h后监测排放口溶液总铁离子浓度为216mg/L，停止加入漂洗液，漂洗过程结束；
步骤4：钝化，以顶排的方式通过加药管道12和清洗动力平台1向清洗系统中加入钝化液，钝化液的配制方法为向除盐水中加入占除盐水质量为0.4％的钝化剂，氨水调节pH值至9.8，形成钝化液。钝化液配制完成后，系统升温至45℃，循环3h，钝化结束；
步骤5：钝化后水冲洗，通过加药管道12和清洗动力平台1向清洗系统加入氨水调节pH值9.8的除盐水，顶排钝化液，同时对排放管道11处水样进行化验，5h后总铁离子浓度为5mg/L，且pH值为9.8，钝化后水冲洗结束。
步骤6：停止运行清洗动力平台1，过热器氧化皮化学清洗结束，检查清洗效果，氧化皮去除率达到98％。
实施例2：
如图1所示，本实用新型一种电站过热器和再热器氧化皮化学清洗系统及方法，通过化学清洗的方法去除再热器氧化皮。通过加药管道12、清洗动力平台1和进液管道5将清洗液输送至电站再热器的系统入口6，清洗液与电站再热器氧化皮反应后从系统出口8通过回液管道9返回至清洗动力平台1，进行循环清洗，废液通过排放管道11排出。为保证清洗效果，在清洗系统中安装了腐蚀在线监测设备2、加热器3、过滤器4和不通管在线监测设备10。
实施步骤如下
步骤1：水冲洗，通过加药管道12和清洗动力平台1向再热器补入除盐水，通过排放管道11进行直排式冲洗，冲洗过程中使用专利技术一种W型和U型管道气塞消除方法(201410578195.8)，并通过专利产品电站过热器化学清洗管路流通状态在线监测装置(201620721153.X)确认气塞和氧化皮堵管的问题已经完全解决。对排放管道11处的冲洗水进行监测，出水澄清，无颗粒物，水冲洗合格；
步骤2：酸洗，通过加热器3对化学清洗系统内除盐水按15℃/h的速度进行循环升温至90℃。检查系统无泄漏后，通过加药管道12和清洗动力平台1按质量百分比浓度，向系统中添加占除盐水总量11％的化学清洗剂(专利号201210180797.9)和0.8％的缓蚀剂(专利号201410023615.6)；
清洗动力平台1通过进液管道5将清洗液输送至电站再热器的系统入口6，再热器清洗液与电站再热器氧化皮反应后从系统出口8通过回液管道9返回至清洗动力平台1，进行再热器氧化皮循环化学清洗；
腐蚀在线监测设备2测得蚀速率控制为2g/(m2·h)；
不通管在线监测设备10测得化学清洗期间未发生气塞和堵管问题；
循环清洗34h后，清洗剂浓度和总铁离子浓度维持稳定不发生变化，目测监视管内壁氧化皮已经去除干净，酸洗结束；
步骤3：漂洗，以顶排的方式通过加药管道12和清洗动力平台1向清洗系统加入漂洗液，漂洗液的配制方法为向除盐水中加入质量浓度为0.4％的柠檬酸，并用氨水调节pH值为4.0，形成漂洗液。12h后监测排放口系统溶液总铁离子浓度为253mg/L，停止加入漂洗液，漂洗过程结束；
步骤4：钝化，以顶排的方式通过加药管道12和清洗动力平台1向清洗系统中加入钝化液，钝化液的配制方法为向除盐水中加入占除盐水质量为0.6％的钝化剂，氨水调节pH值至10.0，形成钝化液。钝化液配制完成后，系统升温至50℃，循环4h，钝化结束；
步骤5：钝化后水冲洗，通过加药管道12和清洗动力平台1向清洗系统加入氨水调节pH值10.1的除盐水，顶排钝化液，同时对排放管道11处水样进行化验，6h后总铁离子浓度为6mg/L，且pH值为10.1，钝化后水冲洗结束。
步骤6：停止运行清洗动力平台1，过热器氧化皮化学清洗结束，检查清洗效果，氧化皮去除率达到99％。
Claims (2)
1.一种电站过热器或再热器氧化皮化学清洗系统，其特征在于：包括清洗动力平台(1)，清洗动力平台(1)将加药管道(12)补入的清洗介质通过进液管道(5)连接电站过热器或再热器(7)的系统入口(6)，通过回液管道(9)连接电站过热器或再热器(7)的系统出口(8)，对电站过热器或再热器(7)进行循环清洗；所述进液管道(5)上设置实现化学清洗期间过热器或再热器管腐蚀速率的实时监测，防止过热器或再热器腐蚀超标的腐蚀在线监测设备(2)以及加热器(3)；所述电站过热器或再热器(7)的管内安装实时监测过热器或再热器管的流通状态的不通管在线监测设备(10)。
2.根据权利要求1所述的一种电站过热器或再热器氧化皮化学清洗系统，其特征在于：所述进液管道(5)上设置有过滤精度大于3mm的滤装器(4)，防止化学清洗期间异物进入过热器或再热器，影响清洗效果。
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Cited By (2)
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| CN107059030A (zh) * | 2017-05-02 | 2017-08-18 | 西安热工研究院有限公司 | 一种电站过热器或再热器氧化皮化学清洗系统及方法 |
| CN112556488A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-03-26 | 西安净源水处理科技有限公司 | 一种大型过热器化学清洗溶药装置 |
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- 2017-05-02 CN CN201720476964.2U patent/CN206736364U/zh active Active
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