王蘭明 祝友軍

（龍礦集團(tuán) 265100）

汽輪機(jī)凝結(jié)器化學(xué)清洗方法

王蘭明 祝友軍

（龍礦集團(tuán) 265100）

1 化學(xué)清洗方案的確定

凝汽器構(gòu)造和材質(zhì)，凝汽器銅管垢樣分析表明，其主要成分為CaOMgO，占80以上，而Fe2O3CuO的含量不到2。綜合安全、經(jīng)濟(jì)因素考慮，最終確定采用操作安全性高的氨基磺酸酸洗法除垢，酸洗液中添加緩蝕劑，酸洗后進(jìn)行硫酸亞鐵一次成膜保護(hù)，對(duì)酸洗干凈的銅管表面進(jìn)行保護(hù)處理，以形成良好的水合氧化鐵膜，從而有效地解決銅管的多種腐蝕問(wèn)題。清洗廢液排入沖灰水系統(tǒng)，不僅避免清洗廢液對(duì)環(huán)境造成污染，還可充分利用廢液殘余的酸性對(duì)沖灰系統(tǒng)進(jìn)行除垢。

利用氨基磺酸與多種金屬化合物都能生成可溶性鹽類(lèi)，在水中溶解度高，不析出沉淀，對(duì)金屬腐蝕小的特點(diǎn)，作為清洗劑可除去鐵、鋼、銅、不銹鋼等制造設(shè)施中在使用過(guò)程中生成的水垢和鐵垢。對(duì)銅的腐蝕性小于1g/（m2·h），小于電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)Ca、Mg垢溶垢速度快，對(duì)鐵的化合物作用慢，可添加一些助劑，從而有效地溶解鐵垢，為盡量減小酸洗時(shí)對(duì)凝汽器銅管的腐蝕，減少藥劑的消耗量，以達(dá)到最佳的酸洗效果，進(jìn)行了小型試驗(yàn)。最終確定控制酸洗溫度為40℃、氨基磺酸濃度為3±0.5、緩蝕劑濃度為0.3。采用常州精科霞峰精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)的JC2161清洗劑（復(fù)合氨基磺酸、表面活性劑等）、JC2867銅緩蝕劑（復(fù)合苯并三氮唑、有機(jī)胺類(lèi)、助溶劑等）和JC2863消泡劑（復(fù)合有機(jī)硅類(lèi)）。

2 化學(xué)清洗工藝

2.1 化學(xué)清洗流程

化學(xué)清洗范圍包括凝汽器銅管及其連通水室，采用單回路正逆流清洗。凝汽器銅管內(nèi)流通截面為1.23m2，控制管內(nèi)清洗流速為0.10～0.25m/s時(shí)，選用耐腐蝕、大流量、低揚(yáng)程的清洗泵。

2.2 化學(xué)清洗前的條件

清洗系統(tǒng)應(yīng)盡量簡(jiǎn)化，便于操作。工業(yè)水向酸洗箱供水能力要達(dá)到500t/h，以便大流量水沖洗。清洗廢液排入沖灰水系統(tǒng)，排放管道應(yīng)有一定管徑和安裝坡度，便于廢液大流量排放無(wú)死角。清洗箱不宜布置在電纜溝附近，清洗箱應(yīng)有扶梯、平臺(tái)和圍欄，以便于配藥、清理等工作。不參加化學(xué)清洗的設(shè)施、管道、閥門(mén)、儀表和系統(tǒng)等應(yīng)徹底隔離，如循環(huán)水進(jìn)、出口和水室排水口等應(yīng)加裝堵板。被清洗設(shè)施和臨時(shí)系統(tǒng)接口處應(yīng)避免死區(qū)、盲腸，并盡量減少接口的數(shù)量。凝汽器銅管口內(nèi)如有沉積淤泥或填塞，應(yīng)先進(jìn)行人工疏通并沖洗干凈，人工不能疏通時(shí)應(yīng)進(jìn)行加堵。

2.3 化學(xué)清洗注意事項(xiàng)

清洗前，應(yīng)制定切實(shí)可行的安全操作規(guī)程，掌握所使用的藥劑特性及灼傷急救方法。氨基磺酸雖對(duì)人體毒性小，但其粉末和水溶液都能灼傷眼睛，對(duì)鼻子、咽喉和皮膚都具有刺激作用，所以操作時(shí)應(yīng)穿耐酸服，戴防塵口罩、防護(hù)眼鏡和耐酸手套。搬運(yùn)酸、堿應(yīng)使用專用工具。一旦接觸酸、堿，應(yīng)立即用大量清水沖洗，然后再進(jìn)行相應(yīng)急救處理。

2.4 化學(xué)清洗過(guò)程

2.4.1 水沖洗

用工業(yè)水沖洗清洗箱，沖洗干凈后向清洗箱再進(jìn)工業(yè)水，啟動(dòng)清洗泵沖洗臨時(shí)管道及凝汽器，甲、乙側(cè)正、逆開(kāi)放沖洗，并分別試轉(zhuǎn)單臺(tái)和雙臺(tái)清洗泵，檢查運(yùn)行出力和壓力（沖洗期間要求凝汽器各水室空氣門(mén)常流水，系統(tǒng)壓力≤0.2MPa），檢查系統(tǒng)嚴(yán)密性。沖洗至水清后停泵放水，清理清洗箱。

2.4.2 酸洗

向清洗箱進(jìn)工業(yè)水，至2/3水位時(shí)啟動(dòng)單臺(tái)清洗泵，向凝汽器進(jìn)水并循環(huán)，同時(shí)向清洗箱通入蒸汽加熱。當(dāng)水溫≥40℃、空氣門(mén)出水、清洗箱調(diào)整到低水位時(shí)，加入緩蝕劑。待緩蝕劑循環(huán)溶解15min后，向清洗箱內(nèi)持續(xù)加酸，此時(shí)應(yīng)注意必須打開(kāi)排氣管排氣。系統(tǒng)酸濃度達(dá)3.5時(shí)停止加酸，投運(yùn)監(jiān)視管，正、逆循環(huán)清洗，清洗過(guò)程中可補(bǔ)充加酸，并控制Fe2、Cu2≤2000mg/L。

2.4.3 酸洗后

水沖洗及銅管表面預(yù)處理排酸后，啟動(dòng)清洗泵正、逆大流量開(kāi)放沖洗凝汽器，直至排水pH>5、總鐵≤50mg/L后停止清洗。然后加入磷酸三鈉800kg，控制pH=9～10，循環(huán)2h后排放。開(kāi)蓋檢查銅管酸洗情況，用高壓水沖洗管中殘?jiān)?，并進(jìn)行汽側(cè)灌水查漏。

2.4.4 成膜清洗

箱進(jìn)工業(yè)水，啟動(dòng)清洗泵正、逆開(kāi)放沖洗凝汽器至排水酚酞不顯紅色。溶液箱控制低水位，加入90硫酸亞鐵，控制系統(tǒng)Fe2=50～150mg/L、pH=5.5～6.5，用工業(yè)水（必要時(shí)加入磷酸三鈉）調(diào)整pH，正、逆反復(fù)循環(huán)成膜。

2.4.5 成膜后

水沖洗清洗箱進(jìn)工業(yè)水，啟動(dòng)清洗泵開(kāi)放沖洗，至排水澄清后停泵，系統(tǒng)水排空結(jié)束成膜，凝汽器復(fù)原。

2.4.6 清洗成膜過(guò)程

化學(xué)監(jiān)督2.5化學(xué)清洗成膜效果清洗成膜結(jié)束后對(duì)凝汽器水室和清洗箱等進(jìn)行清理檢查，抽取銅管檢查清洗成膜效果，同時(shí)檢查監(jiān)視管樣和腐蝕指示片。經(jīng)檢查驗(yàn)收，1號(hào)機(jī)凝汽器：①清洗后的銅管表面清潔，無(wú)殘?zhí)寄?，無(wú)殘留硬垢，除垢率達(dá)到99以上（除垢率≥85為合格，除垢率≥95為優(yōu)良），除垢效果非常顯著；②金屬基體平均腐蝕速率0.198g/（m2·h）；

根據(jù)相關(guān)酸洗評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，最終評(píng)價(jià)1號(hào)機(jī)凝汽器銅管清洗成膜效果為優(yōu)良。接著，依次對(duì)2號(hào)、3號(hào)機(jī)凝汽器銅管也進(jìn)行了清洗成膜，效果同樣非常好。考慮到4號(hào)機(jī)凝汽器銅管結(jié)垢與腐蝕均已經(jīng)非常嚴(yán)重，直接采取更換銅管的方式處理。

3 經(jīng)濟(jì)效益

1～3號(hào)機(jī)組凝汽器銅管清洗成膜后，表面清潔耐腐，傳熱效率提高，凝汽器端差平均下降3K，真空度提高，從而確保機(jī)組的安全運(yùn)行，提高發(fā)電效率，并延長(zhǎng)了銅管使用壽命。若采用更換銅管的方式，僅凝汽器銅管費(fèi)用就高達(dá)100多萬(wàn)元/臺(tái)，而酸洗費(fèi)用只有5萬(wàn)元/臺(tái)。凝汽器端差每降低1K，汽輪機(jī)熱效率可提高0.35。汽輪機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)約需蒸汽240t/h，需耗煤33t，煤價(jià)按500元/t計(jì)，每臺(tái)機(jī)組每年運(yùn)行約8000h，則3臺(tái)機(jī)組可節(jié)約33×500×10-4×8000×0.35×3×3=415.8萬(wàn)元/年。

4 結(jié)語(yǔ)

凝汽器銅管結(jié)垢后嚴(yán)重影響熱交換效果。對(duì)運(yùn)行年限長(zhǎng)、腐蝕嚴(yán)重、結(jié)垢多和以前清洗過(guò)的凝汽器銅管，只要化學(xué)清洗方法科學(xué)得當(dāng)，清洗方案安全可靠，過(guò)程控制嚴(yán)謹(jǐn)，還是完全可以采取化學(xué)清洗除垢的，而且經(jīng)濟(jì)效益和安全效益顯著。

TK264.1

A

1004-7344（2016）20-0229-01

2016-7-1