超(超)临界机组的化学清洗

实用拉朮清洗世界
Cleaning World 笫35卷第6期2019年6月
文章编号：1671-8909（2019）6-（X）23-004
超（超）临界机组的化学清洗
李长海，郭云飞，李昭，杨科
（西安热工研究院有限公司，陕西西安710054）
摘要：结合超（超）临界机组飽化学清洗实例，讨论了新建和运行超（超）临界机组化学清洗范围、碱洗介质、酸洗介质、钝化介质的选择和酸洗废液的处理，分析了新建和运行超（超）临界机组过热器和再热器化学清洗现状和难点，并给出了建议。

关键词：超（超）临界机组；热力系统；化学清洗
中图分类号：TM621.8文献标识码：A
随着全球气候的变化，国家节能减排政策的实施,超（超）临界机组年利用小时数在逐年增加，年非计划停运次数在逐年降低，等效可用系数在逐年增加，全国超（超）临界机组运行数量和总容量的在逐渐增加。

《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T794-2012）明确规定了新建超（超）临界机组在投产启动前必须进行化学清洗，运行机组当垢量达到200g/m2应安排清洗，而过热器和再热器当垢量超过400g/m2或者发生氧化皮脱落造成爆管事故时，可进行清洗，化学清洗结果的优良是机组安全稳定运行和水汽品质的重要保障。

本文结合新建及运行超（超）临界机组化学清洗实例，就新建和运行超（超）临界机组化学清洗中一些控制因素进行初步探讨。

1新建机组的化学清洗
1.1新建机组化学清洗范围的选择
（1）新建超（超）临界机组化学清洗范围。

目前国内新建超超临界机组化学清洗范围主要分为以下三种：①炉前系统碱洗+炉本体酸洗，例如华能罗源电厂1、2号机组；②炉前系统碱洗+炉本体碱洗和酸洗，例如焦作丹河电厂1、2号机组；③炉前和炉本体都碱洗和酸洗，例如皖能铜陵电厂六期5号机组。

（2）新建超（超）临界机组化学清洗范围的选择建议。

具体化学清洗范围如下：①碱洗范围：凝汽器汽侧、凝结水泵、精处理旁路、轴封加热器水侧，低压加热器水侧和汽侧、除氧器给水箱、高压加热器水侧及其旁路和汽侧、高压给水管道、省煤器系统、水冷壁系统、启动分离器（及相应启动系统管路）、储水箱、BCP（有BCP 机组）：②酸洗范围：凝结水管路、精处理旁路、轴封加热器水侧，低压加热器水侧及其旁路、除氧器给水箱、高压加热器水侧及其旁路、高压给水管道、省煤器系统、水冷壁系统、启动分离器（及相应启动系统管路）、储水箱、BCP（有BCP机组）。

1.2新建机组碱洗介质的选择
（1）新建超（超）临界机组常用碱洗介质。

目前新建超（超）临界机组常用碱洗介质通常有以下两种：①A5除油剂，例如华能罗源电厂1、2号机组;②双氧水，例如华润海丰电厂1号机组。

（1）新建超（超）临界机组碱洗介质的选择建议。

从超（超）临界机组常用碱洗介质工艺特点及国内基建阶段超（超）临界机组碱洗介质的选择可以看出A5和H2O,均有应用，但HQ?作为碱洗介质与A5相比其具有碱洗过程不需加热，常温即可清洗，碱洗后废液处理简单，简化了废液处理程序等优点，因此建议使用出0?作为碱洗介质。

1.3酸洗介质的选择
（1）新建超超临界机组常用酸洗介质。

目前新建超（超）临界机组常用酸洗介质通常有以下四种:①复合酸，例如华能罗源1、2号机组；②EDTA钱盐（低温），例如焦作丹河1、2号机组；③EDTA镀盐（高温），例如富平热电1号机组：④柠檬酸，例如国电投西宁火电厂1、2号机组。

（2）新建超（超）临界机组酸洗介质的选择建议。

从新建超（超）临界锅炉化学酸洗介质工艺特点和国内超超临界机组酸洗介质的选择可以看出复合酸、EDTA 镀盐（低温和高温）和柠檬酸均有应用，和其它酸洗介质相比EDTA钱盐具有腐蚀率低、过程易控制、工期短、废液少等特点，因此建议使用EDTA作为酸洗介质，虽然目前国内新建超（超）临界机组工程由于各种综合
作者简介：李长海（1982-）,9J,高级I：程师，主耍从亭电厂化常方面的调试研究T.作收稿日期:2019-5-08
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原因，机组在具备酸洗条件的同时，往往不具备锅炉点火条件，酸洗加热的热源一般为辅助蒸汽，一般采用的EDTA镀盐低温清洗工艺，但考虑到后续锅炉吹管的连续性，在现场具备条件的情况下建议使用高温EDTA清洗工艺。

1.4钝化介质的选择
（1）新建超（超）临界机组化学清洗常用钝化介质。

目前国内新建超（超）临界机组酸洗后常用钝化介质主要有四种:①双氧水，例如国电投西宁火电厂1号机组；
②联氨，例如国电北仑电厂7号机组；③二甲基酮月亏,例如华润海丰电厂1号机；④EDTA清洗钝化一体，例如陆丰宝丽华1号机组。

（2）新建超（超）临界机组化学清洗钝化介质的选择建议。

从新建超（超）临界机组化学清洗钝化介质工艺特点和国内基建阶段超超临界机组钝化介质的选择可以看出比0：、EDTA清洗钝化一体、联氨和二甲基酮肪均有应用，在采用EDTA作为酸洗介质的机组均为EDTA清洗钝化一体，在采用EDTA清洗剂以外的酸洗介质的机组，比0?作为钝化介质和联氨及二甲基酮月亏相比具有钝化时间短、钝化温度低、钝化工艺简单和钝化废液对环境无污染的特点，因此建议使用H2O2作为钝化介质。

1.5酸洗废液的处理
（1）酸洗废水的特点及处理方法。

目前国内新建超（超）临界机组的酸洗介质基本上以有机酸为主，目前国内酸洗废液处理方法主要有两种：①焚烧法，例如焦作丹河1号机组：②工业废水处理，例如华润海丰电厂1号机组。

（2）新建超（超）临界机组酸洗废水处理方法的建议。

对于基建阶段超（超）临界机组酸洗废水的处理方法建议采用焚烧法，酸洗废液喷洒至煤场，机组启动时随着煤一起进炉膛燃烧，或者直接用拖车拖至有酸洗废水处理资质的废水处理厂进行处理。

2运行超临界机组的化学清洗
2.1运行超（超）临界机组化学清洗范围的选择
（1）运行超（超）临界机组化学清洗范围。

目前国内运行超（超）临界机组化学清洗范围主要为锅炉本体酸洗，例如郑州裕中能源4号机组和华能玉环电厂4号机组。

（2）运行超（超）临界机组化学清洗范围的选择建议。

为了保障机组的安全稳定运行，减少由于爆管所造成的非计划停机，根据DLT794火力发电厂化学清洗导则，在机组大修时或大修前的最后一次检修时，应割部分水冷壁管道，测定其中垢量，当水冷壁管内垢量达到200g/m：时，应当进行化学清洗。

目前国内运行超（超）
临界机组由于成本核算严格，往往不曾考虑到机组的服役时期，而当锅炉本体化学清洗间隔年限达到5~10年,也应当安排化学清洗。

锅炉本体酸洗范围：高加系统、省煤器系统、水冷壁系统、启动分离器（及相应启动系统管路）、储水箱、BCP（有BCP机组）。

2.2酸洗介质的选择
（1）运行超（超）临界机组常用酸洗介质。

运行超临界机组由于运行工况不同，化学清洗周期不同，管内垢样成分复杂，垢量不同，尤其含铜、硅垢较多时难以清洗，运行炉在清洗前必须割管取样检查，对垢样的组成和成分进行分析，做小型试验以确定清洗工艺与最佳清洗效果下的加药量。

目前对于运行超（超）临界机组常用的酸洗介质有以下三种：①柠檬酸，例如华能玉环4号机组；②复合酸、例如福能晋南热电1号机组；
③EDTA,例如华电芜湖1号机组。

低温EDTA镀盐不适于作为运行超（超）临界机组的清洗方案。

（2）运行超（超）临界机组酸洗介质的选择建议。

根据运行超临界机组的特性，目前常用的酸洗介质柠檬酸、复合酸、EDTA均有采用，对常规铁垢均有不错的去除效果，不过由于运行机组垢样成分复杂，尤其是当管内受热面存在腐蚀坑时，柠檬酸和EDTA对坑内的垢量不能彻底清除，其中EDTA对混合垢的去除能力弱，柠檬酸在清洗过程中很容易产生柠檬酸铁沉淀，影响化学清洗质量，运行超临界机组酸洗前应当根据当前机组割管小试结果，确定管内垢样成分，制定合理的酸洗工艺，以达到化学清洗的目的，保障后续的机组整套启动顺利与长期安全稳定运行。

对于运行超临界机组建议采用复合酸化学清洗工艺：①清洗过程中温度控制较低（85〜95°C）,在现场容易达到，并且过程中可以采用开式循环，对于系统安装难度不高；②复合酸分子量小，化学清洗后的残留物对系统的影响较低，并且不会产生有机酸铁沉淀。

2.3运行机组钝化介质的选择
运行机组钝化介质的工艺要求与特点与基建机组相同。

2.4运行机组酸洗废液的处理
由于酸洗介质与基建机组基本相同类似，运行机组酸洗废液的处理工艺要求与特点也与基建机组相同。

3运行（新建）机组的过热器和再热器化学清洗
3.1过热器和再热器的化学清洗
（1）新建超（超）临界机组过热器和再热器的化学清洗现状。

按照我国电力行业锅炉清洗标准DL/T794-2012《火力发电厂锅炉化学清洗导则》和T/CEC144-2017《过热器和再热器化学清洗导则》的要求：再热器
第35卷李长海等.超（超）临界机组的化学清洗•25•
一般不进行化学清洗，出口圧力为17.4MPa及以上机组的锅炉，再热器可根据情况进行化学清洗；过热器垢量或者腐蚀产物量大f-100g/m2时，可选用化学清洗。

此外，新建机组过热器和再热器受热管道内部并无像运行机组因水汽品质控制不好而产生的致密难溶盐和金属氧化物，也无因高温蒸汽氧化而产生的氧化铁膜层。

因此，目前国内大部分新建超超临界机组采用蒸汽吹扫的方式来去除过热器及再热器管道内表面的腐蚀浮锈。

近年來，仅仅依靠蒸汽吹扫的方式来清理过热器和再热器管道内表而，无法满足超超临界机组对热力系统受热面清洁度的严格要求。

为了保证机组启动试运期间的水质能够尽快合格，缩短调试试运周期，已开始扩大新建机组的化学清洗范围，不仅将炉前系统纳入酸洗范围，而且将过热器和再热器也逐渐纳入酸洗范围。

目前国内新建超（超）临界机组在进行化学清洗时，将过热器纳入清洗范围的机组主要集中于塔式锅炉，例如上海外高桥发电厂匚期新建机组、宁海电厂二期工程5号机组和国信新海电厂1号机组等，而将再热器纳入清洗范围的机组很少，例如上海外高桥发电厂三期新建机组。

由于II式炉特殊的内部结构，新建超（超）临界机组过热器和再热器均未纳入化学清洗范围。

（2）运行超（超）临界机组过热器和再热器的化学淸洗现状。

对于运行超超临界机组，当过热器和再热器管道结垢量达到清洗标准时，由于对清洗流量有较高要求，通常是分别对过热器和再热器进行清洗，也有将过热器和再热器进行串洗。

采用串洗方式时，必须先对过热器进行清洗，防止清洗F来的杂质进入到再热器，造成再热器的堵塞，影响再热器的清洗效果。

目前，国内针对运行超超临界机组过热器和再热器的基本淸洗程序是：清洗管样垢量分析一小型试验及清洗介质选择一清洗流量计算一临时系统安装一水压试验及冲通试验一水冲洗及升温试验一化学清洗一清洗效果评定。

3.2超超临界机组的过热器和再热器化学清洗的技术难点
（1）化学清洗介质的选择。

过热器和再热器的清洗需要从除垢效果和氧化皮剥离量两方面进行考虑，以选择合适的清洗介质。

清洗介质应使得剥离下来的氧化皮能够得到充分的溶解，从而避免管路的堵塞。

同时，清洗介质不能在材料表面产生晶间腐蚀作用，影响材料的机械性能。

（2）防止立式管路产生气塞和腐蚀产物的堆积。

过热器、再热器管在炉膛内呈“U”型或“W”型垂直布置，高差很大，管束布置紧凑，弯头很多，弯头处极易出现气塞或是清洗沉积物堵管现象。

因此，过热器和再热器在进行化学清洗时，必须保证足够大的冲洗通量,通常冲通流速不小J-0.5m/s,为J'得到更好的清洗效果,冲通流速甚至更大，这对清洗泵组的流量和扬程等参数提出了更高的要求。

（2）化学清洗临时系统要求高。

当过热器和再热器纳入化学清洗范围时，由于与其他水系统在垢量和垢成分等方面存在一定差别，使得临时系统将更加复杂和庞大，清洗匸作量和风险明显增大。

因此必须设计合理可行的清洗系统和清洗工艺，才能达到更好的化学清洗效果。

3.3超（超）临界机组过热器和再热器化学清洗的几点展望
（1）随着我国电力工业的发展，针对新建超（超）临界机组对水汽品质有严格要求的特点，在新建机组中越来越重视过热器和再热器的化学清洗，传统的化学清洗范围已经无法满足超（超）临界机组的要求，过热器和再热器纳入化学清洗范围将是大势所趋。

（2）目前，无论是新建机组还是运行机组，过热器和再热器的主流清洗介质仍是柠檬酸、复合酸和EDTAo根据过热器和再热器的构造、材质以及清洗特点，从除垢能力、溶垢能力、防腐蚀和成本等方面综合考虑，寻找更为合适的清洗介质将成为化学清洗的重中之重，不仅可以增强化学清洗的效果，降低化学清洗的风险，而且能够缩短机组启动时间，保障机组投用后的安全运行。

（3）在过热器和再热器的清洗过程中，系统的冲通试验非常重要，是直接影响系统清洗效果的主要因素之一。

这对清洗临时系统的设计、清洗泵组的选型等提岀了更高的要求，需要对清洗工艺进行合理优化，并设计出专门针对过热器和再热器的清洗工艺，显得尤为重要。

4结语
随着全球温室效应的日益加剧以及煤炭等化石燃料的日渐紧缺，如何进一步提高燃煤发电效率和减少co2排放成为亟待解决的问题。

提高机组参数成为常规燃煤电厂增效减排的重要途径，也是燃煤发电技术创新和产业升级的主要方向。

新建及运行超（超）临界机组越来越多，其化学清洗质量的好坏，对机组长期安全、高效、稳定、经济的运行有着一定的影响。

因此应对新建及运行超（超）临界机组化学清洗各种工艺进行严格筛选，对每台机组“量身定做”最佳化学清洗工艺与方案，对化学清洗前、清洗中及清洗后全过程、各方面影响因素进行严格控制和监督，确保超（超）临界机组的化学清洗优质高效的完成，达到化学清洗目的，以保障机组安全稳定运行。

参考文献：
[1]赵毅，马剑民，梁昌乾，等.超临界、超超临界机组运行
（下转28页）
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入pH反应池，加入酸/碱搅拌混合，再进入反应池充
分反应后，进入斜管沉降池进行沉降固液分离，沉泥进
入储泥池，制泥饼收集处理。

上清液进入中和反应池，
继续调节酸碱度。

满足膜设备入水条件后，进行膜处理。

膜处理产水进行回用，浓水进行蒸发结晶，蒸憎水回用，
结晶盐收集处理。

整个水处理末端产物为回用水和废固(泥饼和结
晶盐)，实现了废水零排放的终极目标，节约了水资源，
避免了废水排放带来的环境污染。

4.3.3清洗效果及检测
(1)清洗外观检测。

目测清洗完毕催化剂模块，采
用强光手电，从上至下或从下至上平行孔道照射，观察
表面是否还有浮灰、孔道是否堵塞、基体是否损坏等，拍照并记录。

清洗疏通率般$99%,清洗效果，以某电厂催化剂清洗为例，如图2、图3、图4所示。

(2)SCR催化剂成分检测。

检测催化剂组分中钠、钾、硼、汞、钙、镁等非原催化剂固有的化学物质含量，与新催化剂各项化学成分进行比对，参照新催化剂质量标准，判断清洗是否达标。

5结语
综上所述，失活SCR催化剂清洗再生利用技术在国内起步较晚，我公司足国内最早把失活SCR催化剂清洗再生技术应用于工程实践，当前，国内技术领先,因此，本文立足多年的清洗再生工程经验以及实际技术应用效果，总结了失活SCR催化剂清洗的主流技术和关键环节，希望能够对从事该生产再利用的企业单位有所帮助。

图2失活SCR催化剂清洗前图3失活SCR催化剂清洗后
图4失活SCR催化剂清洗后局部图
参考文献：
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