凝汽器化学清洗新技术的应用

凝汽器化学清洗新技术的应用

摘要：南迪普“三拖一”联合循环电厂汽轮机凝汽器结垢严重，极大地影响了电厂的总负荷及效率，为提高电厂效率并达到额定负荷，对凝汽器进行化学清洗。此

次的化学清洗新技术与传统化学清洗相比，具有过程可控、无需加装盲板、无需

大流量酸泵等优点。

关键词：凝汽器清洗、化学清洗、端差、新技术

1前言

南迪普425/525MW电厂由3台GE产的PG9171E型燃气轮机发电机组、3台无锡华光锅

炉产的UG-PG9171E-R型余热锅炉及1台东方电气产的N200-8.54/522型汽轮机发电机组组成，是“3+3+1”多轴布置的联合循环机组。

该电厂循环冷却系统采用闭式的冷却塔运行方式，由于长期使用高硬度高碱度地下水作

为循环水补充水，且没有加入药品，从而导致汽轮机凝汽器不锈钢换热管内壁结垢问题突出，已经严重影响机组出力和效率，其垢厚达到 0.4-1.0mm 之高。垢样分析报告表明，其主要成

分为钙镁碳酸盐垢。

由于凝汽器换热效率差，汽机真空低，使得三台燃机也无法达到基本负荷。为提高汽轮

机凝汽器换热效率，使全厂出力得到提高，需对凝汽器进行化学清洗。超过预估的垢厚以及

垢内大量污物的存在，使化学清洗工作变得富有挑战性。

2清洗过程中的化学原理

2.1氨基磺酸物理特性

氨基磺酸为白色斜方晶体，是一种固体有机酸，不挥发、不吸湿、无气味、无毒、不着

火和不冒烟。氨基磺酸极易溶于水，在水中的溶解度随温度升高而增加，溶解度如表1所示，1%水溶液在25℃时的PH为1.18，其水溶液酸性与盐酸、硫酸相似，因此有固体硫酸之称。

对人体毒性极小，长时间接触皮肤或进入人眼内是有害的，应尽量避免。

表1 氨基磺酸在水中溶解度（g/100g）

以上反应迅速而剧烈，化学清洗时要求水温控制在40℃-60℃之间，生成物为氨基磺酸盐，反应生成物易溶于水。

2.3缓蚀剂

缓蚀剂品名为CORTEC HIBIT-28，该缓蚀剂为异吡唑类酸洗缓蚀剂，针对盐酸、硫酸、氨

基磺酸类酸洗药液，能有效抑制金属腐蚀。

3清洗流程及工艺方法

3.1高压水+气冲洗

首先用高压水枪和厂用压缩空气分别对凝汽器不锈钢管进行吹扫，除去不锈钢管内表面

的软性沉积物及杂物。

3.2化学清洗

高压水气冲洗后，使用专用胶塞和软管，将凝汽器不锈钢管每500根一组分别清洗，每500根一组中又分为50组，每组10根管串联，50组并联连接在分药箱和集药箱上，组成一

个清洗循环，即药箱→酸洗循环泵→分药器→50组*10根管→集药器→药箱。酸泵出口与分

药器入口使用DN50钢丝软管连接，分药器50个分药孔与专用胶塞用外径12mm内径8mm

的PU管连接，外径23mm内孔8.5mm的专用胶塞塞入凝汽器不锈钢管管口。该系统可同时

进行两组清洗，分别作用于凝汽器A、B两侧。如图1：

图2 清洗中

3.3胶球物理清洗

化学清洗后，将直径为24mm的胶球分别塞入前水室每一根不锈钢管内，在高压水气枪

的作用下，将管道内反应后的残留沉积物打出。

仅以2018年和2019年8月份数据为例，凝汽器清洗前后，联合循环热耗由

7624.33BTU/kwh（2018.08.09）降至6808.62BTU/kwh（2019.08.09），极大地提高了电厂的经济性，真空从-79.08kpa升至-89.62kpa，保证了汽机的安全运行。同时，每年的发电量也提高约（506.48-449.85）*24*365=496078.8MWh，充分地显示了本次凝汽器化学清洗的显著效果。 5优点

5.1过程可控效果好

与传统化学清洗相比，该清洗系统全过程直观可控，可根据每一组的结垢情况调整酸液

浓度，节约酸耗。同时，还能从透明PU管看到每一组管道的反应情况（酸液是否完全与垢

接触、管道内气泡过多等），及时对清洗系统进行调整，提高清洗效率，确切地做到了对换

热管道的内壁结垢的精准发力，使每根换热管的清洗更加彻底。

5.2无需加装盲板

与传统化学清洗相比，该化学清洗无需在凝汽器进出口蝶阀处加装盲板，只需打开前后

水室的人孔进行插管即可，节约了人力物力及时间成本。

5.3无需大流量酸泵

传统化学清洗时将整个凝汽器进行循环，对酸泵的流量要求较高，尽管选择的泵流量较大，但最终还是不能确保每一根换热管道的流量和流速。该化学清洗将凝汽器内所有不锈钢

管分为多个组，每一组仅500根管，只需小型的酸泵即可进行循环，电厂内卸酸泵（卸碱泵）即可满足清洗的需要。

6化学清洗遇到问题及解决方案

6.1排气不畅

该清洗系统在分药箱和集药箱上分别设有一个内径8mm的排气孔，由于管道内结垢太

严重，反应十分剧烈，产生大量气泡憋在清洗系统内，排气孔无法及时排净系统内的气泡，

不仅使得药液无法和管道内的垢充分接触反应，还容易造成插在胶塞上的PU管头脱落，降

低清洗效率。

解决方法：在现场讨论后，决定在回药箱的DN50的钢丝软管上加装DN50的三通5个，连接DN50钢丝软管并将出口引至汽机房12m处，最终解决排气不畅问题。

6.2硬垢堵塞管道

由于不锈钢管内垢量过多，清洗初期时，反应过于剧烈，大量的硬垢脱落，且清洗所用

的PU管内径仅8mm，掉落下来的垢很容易将PU管堵塞，造成反应效率降低，清洗效果下降。

解决方法：将初始浓度降低至3%，随后逐渐增加药液浓度后，初期掉下来的垢块大小

降低，堵塞情况好转，清洗效率得到提高。

6.3钢丝软管易爆管

由于巴基斯坦本地产的钢丝透明软管质量较差，同时在清洗过程中还需保持40~50℃的

温度来维持一定的反应速率，软管多次使用后极易爆管。不仅降低了清洗效率，还流失了大

量药液，增加了清洗成本。

解决方法：巴基斯坦本地钢丝透明软管质量不佳，整个清洗过程更换了多次软管，最终

使用黑色橡胶软管代替透明软管，确保清洗循环连续稳定运行。

参考文献

[1]中华人民共和国国家发展和改革委员会，《DLT 957-2005火力发电厂凝汽器化学清洗

及成膜导则》.北京：中国电力出版色，2005.

[2]秦国治，王顺，《氨基磺酸清洗技术及应用实例》.腐蚀与防护，1999