2000th汽包锅炉的EDTA化学清洗

2019-03-11 19:03:00 zixun
2000t/h 汽包锅炉的 EDTA 化学清洗 随着电力工业的发展,高参数、 大容量机组的不断投产,对锅炉化 学清洗'>化学清洗提出了愈来愈高的要求。EDTA 清洗法以其临时系 统和清洗工艺简单、清洗时间短、安全可靠、清洗效果好、废液可回 收等优点,在电力工业中得到了愈来愈广泛的应用。扬州第二发电有 限责任公司一期工程装机容量为 2×600MW 进口机组,采用美国 B&W 公 司的亚临界、一次再热、自然循环、平衡通风、单汽包、半露天式煤 粉炉,其最大连续蒸发量为 2000t/h,压力为 17.36MPa。 两台锅炉均采 用由加拿大 CEDA 清洗公司提供的 EDTA 铵盐清洗工艺,在清洗后期用 含纯度大于 99 的氧气进行充氧钝化。该工艺在国内属首次运用。表 1、表 2 为锅炉清洗的具体范围及清洗工艺。 3 清洗过程主要影响因素的监控 3.1 温度 此因素直接影响清洗成败,并且最难以控制。一般化学反应速度随温 度的升高而提高,如反应物浓度恒定,温度每升高 1℃,反应速度将提 高 2~3 倍,但温度过高,将促使 EDTA 及其络合物热分解,据有关资料 介绍,EDTA 铵盐[(NH4)2H2Y]水溶液在 150℃开始分解。 由于在清洗过 程中系统各部位的受热不均匀,清洗溶液存在温差,为保持清洗阶段 洗液温度均匀,清洗温度维持在 116~135℃之间,为此采取了下列措 施: 3.1.1 合理布置温度测点 在四侧墙较下层燃烧器高 1.5m 处及每面墙的一个下联箱处安装临时 温度测点,共计 8 个。 3.1.2 控制升温度速度 刚开始升温的速度要慢,采用间断点火,待燃烧稳定后可增加升温的 速度。随着温度的升高,应降低升温的速度并调节油枪以避免热负荷 集中。在温度达到 135~140℃后,投入引风机使锅炉冷却到 116℃, 然后再投油枪,重复升温—冷却循环操作。为保持钝化阶段洗液温度 在 60~71℃的最佳范围,采取下列措施: (1)当汽包温度降到 95℃以下时,借助启动清洗泵使省煤器和锅炉进 行循环; (2)当温度降到 65℃时,停风机、关挡板。从锅炉底部充入纯度大于 99 的氮气帮助锅炉循环冷却。不论在什么阶段,都密切监测各个测温 点的温度的变化,保持系统各部分温度变化均匀,避免循环死区的存 在。 3.2 pH 值 pH 值对 EDTA 铵盐清洗液的除垢能力和金属离子的水解络合反应都有 重要影响,太高太低都难以达到清洗效果。根据小型试验和国内外文 献刊载,通常 EDTA 铵盐清洗液 pH 值范围宜控制在 9.0~9.5,要害的 是正确监测 pH 值,并在其下降到 9.1 及时充 NH3,在本次清洗过程中, 从下降管和省煤器清洗接口均匀充入纯度大于 99 的液态氨。 3.3 流速和压力 循环流速会影响清洗速度和效果:增加流速可以增加反应速度和对垢 的冲刷能力。 但是却增强洗液的腐蚀性及对钝化膜的形成产生不利影 响。本次清洗过程中在不同阶段采取了不同的流速,在充注清洗液初 期,流量减至 300~400t/h,当汽包出现液位时,流量减至在 60t/h;在 升温—冷却循环和钝化阶段,流量控制在 80~100t/h。 3.4 浓度 EDTA 用量和在清洗过程中维持 EDTA 一定的浓度,将直接影响清洗与 钝化效果,表 3 为本次清洗所要求的分析项目、 控制参数及分析周期。 小型试验中,对 EDTA 和铁离子的浓度以及氧化还原电位的测试 方法作了探讨。游离 EDTA 浓度的测定可按国家电力公司早期颁发的 试验方法。 铁离子的浓度的测定若按国内普遍使用的方法则不能满足 时间上的要求,而在本次清洗中,采用了一种较新的硫代硫酸钠测试 方法,较目前国内通用的方法约快 15min。现将该法介绍如下: 移取 5mL 样液于锥形瓶中,加入 1 药勺过硫酸铵晶体,用尽可能少的水 冲洗锥形瓶壁,在电炉上加热至析出晶体,绝对不答应过度加热出现 炭化现象。在加热过程中有可能出现颜色的变化。加入几 mL 除盐水, 然后加热至所有的盐重新溶解,然后冷却。加入约 1gKI,混均溶解,根 据溶液铁离子含量的不同,溶液的颜色将变为黄色、 橙黄色或深黄色。 用 0.1M 硫代硫酸钠缓慢地滴定至溶液颜色变为淡黄色,加 1~2 滴淀 粉指示剂,溶液的颜色变为紫色,再继续滴定至溶液的颜色变成无色, 记下消耗的硫代硫酸钠溶液体积 V。 Fe()=V×0.1117×AD 式中 A——硫代硫酸钠溶液的浓度; V——消耗的硫代硫酸钠溶液的体积(mL); D——被测定的溶液的比重整个清洗过程中需测定 3 次左右。 3.5 终点 当清洗液中铁离子的含量达到稳定、pH 在 9.0~9.5 和游离 EDTA 的 浓度大于 0.0 时,即进入钝化阶段。 在钝化冷却阶段中,当汽包温度降 到 95℃以下时,通过炉内加药泵加入消泡剂以消除清洗气泡对钝化的 不利影响。钝化阶段对四根下降管和省煤器清洗接口进行轮流充氧 (国内首次运用),充气量越高越好,只要汽包空气门不冒液体即可;气 体要均匀分布,否则易造成氧的浓差腐蚀,难以达到钝化效果。 本次清 洗采用清洗泵—省煤器—汽包—大直径下降管接口—临时管—清洗 泵的循环流程。 钝化工艺的终点控制除了 pH 维持在 9.0~9.5 和游离 EDTA 大于 0.0 外,另一非常重要的参数——氧化还原电位 emf 的值应 恒定在-100~250mV,钝化才告结束。理论上,电位控制金属离子化过 程的因素,但实际钝化过程中,清洗与钝化涉及的因素非常复杂,一般 可通过 Pourbaix(电位—pH 平衡图)图(见图 1),直观判定在给定的电 位和 pH 值条件下,反应进行的可能性以及相应的趋势。 另据文献介绍, 不同的 emf 下,EDTA 清洗液的性能如表 4 所列。 EDTA 铵盐中氧化还原电位的测定方法如下:用电线将参比电极和 指示电极与电位电势表(带满量程 mV 的 pH 表)连接好。 将指示电极插 入 5HCL 溶液中酸洗 3~5min,然后移开,用蒸馏水快速冲洗干净后,立 即插入 EDTA 清洗液(溢流取样后,封紧瓶口)中,同时将参比电极也插 入溶液中。将 pH 表的选择开关调到 mV 模式,然后直接读数。 现时,丹麦产的 RadiometerIon85 氧化-还原电位分析仪配置一只 Pt,Ag/AgCl 复合还原氧化电极,即可对溶液的氧化还原电位进行测 定。 4 清洗效果 清洗结束后对系统进行检查,汽包金属表面洁净,无残留氧化垢物,无 二次浮锈,无镀铜现象,且形成均匀致密的钢灰色钝化镆,割管检查炉 管内壁、监视管、临时管路情况相同。汽包和水冷壁回路的金属指示 片腐蚀速度均不大于 0.49g/m2·h。被清洗金属表面无粗晶析出的过 洗现象。热力系统的设备、部件无损害。在以后的机组的冲管和启动 阶段中,锅炉水汽品质都较快达到了合格水平。
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