凝汽器钛管化学清洗论文 - 图文

凝汽器钛管化学清洗

张凯 吴凯

（大唐鲁北发电公司，山东 滨州 251909）

摘要：针对大唐鲁北发电厂钛管凝汽器在运行中结垢导致机组效率下降、煤耗

上升的问题，采用化学试剂对凝汽器进行酸洗，酸洗后钛管内硬垢被完全清除。机组启动后，凝汽器端差明显降低，真空度上升，经济效益显著，为同类型凝汽器化学清洗除垢提供了参考。 关键词：钛管； 凝汽器 ；化学清洗

Abstract: According to 330 mw condenser titanium tube in operation of scaling leads to the unit efficiency descend, coal consumption rise the question, using chemical cleaning of condenser titanium tube pickling, pipe scale was completely remove hard, generating set when activated, the condenser end poor reduced significantly, and vacuum rise, and the economic benefit is remarkable, for the same type condenser chemical cleaning dirt-remover provides reference. keywords : Titanium tube ； Condenser ； Chemical cleaning

1 概述

大唐鲁北发电有限责任公司#1机组汽轮机为北京汽轮电机有限责任公司生产的N330－1775/540/540型亚临界、一次中间再热、单轴、三缸双排汽、凝汽式汽轮机。配套的凝汽器为单壳体对分单流程表面式凝汽器以海水为冷却介质、采用24452根Φ19×0.5mm材质为TA1钛管为冷却管材与TA2端板全部采用胀焊连接。

机组2009年09月开始投产运行，一年后凝汽器钛管内由于结垢严重使钛管传热效果越来越差，凝汽器端差逐步升高，机组真空度逐渐下降。夏季#1机凝汽器真空度比设计值低12kpa，不仅制约机组出力，而且影响了机组的安全性和经济性。

虽然此电厂利用停机期间对凝汽器钛管进行了多次高压水冲洗，但是此种清洗方式只能清除钛管内壁浮泥，对致密硬垢没有效果。为保证凝汽器换热效率，提高凝汽器真空度，以及保障机组安装胶球系统后能够正常投运，在机组小修期

间对凝汽器进行化学清洗。

2 钛管内硬垢形成的原因及垢样分析

2.1硬垢形成的原因

由于此厂系统设计原因，循环水系统虽然设计采取海水冷却，但是实际上是相对封闭的闭式循环冷却，系统只能靠农历每月两次海水高潮位时打开水闸补水。由于补充水的水量不够，循环水的排污量减少或不能排污，使循环水的浓缩倍数升高，造成循环水中钙、镁离子增加。而且部分脱硫废水直接排到循环泵房前池内造成循环水中的悬浮物极多，使得系统内容易产生悬浮物沉积，从而形成粘附性极强的粘泥，造成凝汽器钛管表面结垢和粘泥沉积，此外凝汽器循环水系统无胶球和二次滤网系统冲洗装置，无法减缓凝汽器结垢。上述综合因素导致凝汽器结垢严重，严重影响机组的真空及端差，使凝汽器换热效率下降，机组能耗上升。 2.2垢的成分

高压水冲洗凝汽器钛管内部表面浮泥后检查发现其结垢严重，垢呈灰白色且坚硬，厚度为0.3-0.4mm。经化学人员取垢样检测分析，硬垢96%为碳酸钙和碳酸镁，其余为少量亚硫酸镁、氯化镁、氯化钙。

3 清洗工艺的选择

3.1清洗方案的确定

清洗方案的好坏是凝汽器清洗质量的关键所在，筛选最佳的清洗工艺是方案的核心，优秀的清洗方案的选择必须符合四项标准即清洗指标达标，清洗费用经济，清洗废液容易处理，设备投运安全可靠。依据设备结垢情况及运行状况来确定清洗程序，通过现场小型性试验，确定最佳的清洗工艺：碱洗1%氢氧化钠，流速0.1-0.2m/s，在温度50-55℃条件下碱洗8-10小时，用消防水冲洗后，采用3～6%氨基磺酸、0.3～0.5%N-101缓蚀剂及适量消泡剂N-202，在流速流速0.1-0.2m/s，温度50-55℃条件下酸洗8-12小时，酸洗前增加碱洗工艺效果更佳，此清洗工艺能使管内垢清洗干净，腐蚀速率极低。 3.2化学清洗流程及试剂 3.2.1清洗程序

凝汽器水室清扫及钛管疏通 → 水压试验及试运 → 碱洗 → 水冲洗 →

酸洗 → 水冲洗 → 压缩空气吹胶球 3.2.2 碱液

氢氧化钠浓度 1%； 清洗温度 50-55℃； 流速 0.1-0.2m/s； 时间 8-10小时。 数量 5吨 3.2.3酸液

氨基磺酸浓度 3～6%； 缓蚀剂N-101 0.3～0.5%； 清洗温度 50-55℃； 流速 0.1-0.2m/s； 时间 8-12小时。 数量 20吨

4．清洗临时系统设备及系统设计

4.1 清洗系统的临时设备

（1）清洗泵 P=18m 、 Q=1000t/h ,2台； （2）清洗箱 4 m ，1个； （3）喷射泵 Q=30-50t/h； （4）温度计 0-100℃，2支； （5）混合加热器 1个； （6）压力表 0～0.6 MPa 4个； （7）临时管道及相应阀门 DN50-DN300 4.2系统设计

凝汽器分为甲、乙两侧，分别有前、后水室，通过连接临时系统把两侧凝汽器进行串联以满足清洗流速的要求，清洗系统如下图1，此系统酸液可以从甲侧凝汽器到乙侧凝汽器，也可以从乙侧凝汽器到甲侧凝汽器，或者两者交替进行。

3

4.3系统安装

（1）循环水的各进、出口用钢板封死，以减少清洗死区，堵板下要用2～3根8

号槽钢支撑。

（2）凝汽器水室接口选在水室人孔处 ，并配制临时人孔盖开孔接管便于酸液进

出 。

（3）在原放空气管的基础上，做2个DN100×200mm的接管座，并引2根Φ108

×4mm的放空管至清洗箱。

（4）在凝汽器底部排污管上接塑料管作为临时水位计。

（5）在就近辅汽管上合适位置用Φ89×4.5mm的临时管接至清洗箱上的混合加

热器，蒸汽压力要求0.3～0.8MPa。

（6）用Φ159×4.5mm的临时管道将凝汽器底部排污管引至废水池。

5 具体工艺实施过程

（1）凝汽器水室清理

水室内的杂物垃圾清理干净。 （2）压缩空气吹管

用压缩空气尽力疏通每根钛管，不通的加堵并做标志。 （3）凝汽器汽侧灌水查漏

水侧干燥状态下向汽侧注水至接颈部，检查钛管及管口胀接处有无泄漏，漏时则应先作记号，然后钛管内漏加堵，管口渗漏补胀，确认严密无泄漏后仍应将汽侧灌水至接颈部。 （4）酸洗前系统的隔离

在凝汽器水室内将循环水进、出水管用钢板封堵严密。

（5）清洗系统严密性试验，

分别启动2台清洗循环泵对系统进行严密性试验，消除泄漏处。然后进行冲洗，直至出水清，无杂物。 （6）水冲洗

用工业水对系统进行酸洗前的水冲洗，直至出水澄清。 （7）碱洗及水冲洗

碱洗介质： 0.94-1.0%氢氧化钠 + 适量消泡剂，温度45-52℃，时间10小时（包括加碱时间）。碱洗结束排完碱液后冲洗6小时后，PH<9.0。 （8）酸洗：

冲洗合格后，开启清洗泵进行循环，升温至50～55℃，加入缓蚀剂N-101，缓蚀剂加完，循环30分钟使缓蚀剂均匀分布。然后向系统内缓慢加入氨基磺酸，控制酸浓度3～6%，维持温度50～60℃，并根据泡沫大小加入消泡剂N-202和适量清洗助剂，清洗中根据分析结果，如果酸浓度2～3次取样化验基本不变，说明垢已除净，可结束清洗。酸洗工况见曲线1。

5.04.03.02.01.00.0酸度8:302:004:00（9）酸洗后水冲洗

清洗结束后，迅速排空酸液。当排酸结束后，向系统进工业水并启动清洗泵进行循环冲洗，冲洗中注意将循环水进出水管及各死角也冲洗好，至pH≥4.3时结束冲洗。

（10）酸洗废液的处理

清洗结束后，迅速排空酸液，将酸洗废液直接排放到废水池，加碱中和至pH =6～9后排放。

10:3012:3014:3016:0018:0021:0023:00曲线16:00

（11）人工吹球

酸洗后钛管内仍可能存在部分污泥，为了保证质量，水冲洗结束后，用压缩空气进行吹球，每管放2个胶球，清除管内污泥。同时清除水室及管道内沉积的污泥。 （11）水冲洗

打过胶球后要再次封好人孔门，用工业水对系统进行水冲洗，开启两台泵，用最大流量，正反向切换冲洗6～10分钟，出水标准：pH≥6，水澄清。 （12）通风干燥、检查酸洗效果。

6 注意事项

（1）凝汽器清洗前，有关人员必须学习化学清洗的安全操作规程 ，熟悉清洗用

药的和灼烧急救方法 ；熟悉工艺过程、要点、方并 做好安全防护。 （2）清洗现场必须准备照明和可靠的联络设备

（3）清洗时禁止在清洗系统上进行其业 ，尤其不准进行明火作业 ，加药场地

和器开口处不准吸烟，有关的设备上悬挂标示牌。 （4）凝汽器酸洗后必须经中和冲洗后才能投入运行。 （5）酸洗废液应妥善处理 。

7 清洗效果评价

1号机凝汽器化学清洗后，通过对凝汽器钛管整体观察和切取凝汽器中心和边缘各一段钛管进行检查 ，发现清洗后凝器钛管内表面清洁，除垢率大于95％。凝汽器清洗指示片腐蚀速为0.16g/(m· h)，此数值在《火力发电厂凝汽器化学清洗及成膜导则》标准规定中的腐蚀速率不大于1g/(m· h)范围内，且在本次清洗中固定系统的阀门和管道没有受到损伤。

清洗前 清洗后

8 经济效益分析

大唐鲁北发电公司凝汽器化学清洗，基本清除了凝汽器钛管内的硬垢，凝汽器传热效率得到大大提高。

表1：凝汽器酸洗前后比较

项目 阶段 酸洗前 酸洗后 时 间 2010-09-09 2010-10-11 负 荷 280MW 280MW 循环水温度 30.5℃ 21.8℃ 真 空 -84.3kpa -96.5kpa 端 差 16.5℃ 4℃ 根据表格1可知在机组负荷280MW时，凝汽器酸洗前后机组真空上升了12.2kpa，凝汽器端差下降了12.5℃。统筹考虑凝汽器酸洗前后循环水温度发生了变化，10月11日凝汽器循环水进水温度同9月9比下降了 8.8℃左右，经测算影响真空4 kPa，另外根据本公司经验清理凝汽器内垃圾能够提高真空2kpa, 故凝汽器酸洗效果带来的排汽压下降值实际约为 6 kPa。按照1kPa影响标准煤3.2g/(kw·h)计算，机组真空上升6kpa,发电煤耗降低19.2g/(kw·h)，日节省标煤约130吨，月节省燃料费用300多万元。

9 结束语

大唐鲁北发电公司对凝汽器成功的酸洗不仅降低了机组的发电煤耗，极大的提高了机组热经济性，更重要的是保障了机组健康、安全、稳定的运行。凝汽器钛管结垢的主要是因为本厂循环水水质太差和无胶球清洗系统，要根本解决凝

汽器结垢还要通过不断的技术攻关和技术改造来改善循环水水质和加装凝汽器胶球清洗系统。

该机组采用的是钛管， 如何针对结垢类型和钛管状况选择正确清洗方法是做好凝汽器钛管化学监督的重要内容 。一方面要有效地去除钛管内壁的结垢 ，另一方面更要做好防腐蚀工作。如凝汽器内结垢较多情况下进行化学清洗时，如何控制好清洗酸的浓度和加酸速度，尽量减少总腐蚀量、降低腐蚀速率是需要进一步探索的问题。

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