凝汽器在线单侧解列化学清洗在660MW机组中的应用

凝汽器在线单侧解列化学清洗在 660MW机组中的应用

娄佳亮

身份证号码 23042219890617**** , 黑龙江省哈尔滨市 150000

摘要：为了处理某电厂660MW机组闭式循环水冷却水水质浊度变化引起的凝汽器换热钢管结垢和沉淀，提高凝汽器钢管的换热效果，在机组负荷较低时，通过临时加药系统从循环水侧入口加入一定量的氨基磺酸、剥离剂+缓蚀剂，对凝汽器进行在线化学清洗。在线冷凝器单边解耦化学清洗耗时短、耗药少、效果好。清洗后对比分析结果表明，清洗前后整个凝汽器平均真空提高1.715kPa，平均端差降低3℃，机组煤耗降低，机组承载能力提高，机组效率大幅提高，经济效益显著。

关键词：凝汽器；单侧解列；化学清洗；真空度；凝汽器端差

1冷凝器化学清洗工艺的确定

某电厂660MW机组循环水的持水量约为3万

M3，如果运行中按1%进行清洗，也需要300吨，缓蚀剂需要300吨。清洁成本高，时间长。循环水泵叶轮易腐蚀甚至损坏，存在严重的不确定安全隐患。目前，在线单边化学清洗的难点和风险有:

1)单侧凝汽器隔离时，循环水凝汽器单侧进出口阀大(DN2000mm)，平时操作少。在运行化学清洗装置时，很难确保阀门关闭紧密，这很容易导致化学物质泄漏到另一侧的冷凝器中并进入循环水系统，导致清洗化学物质浓度不足，从而难以达到清洗效果。

2)清洗过程是放热过程，清洗液温度会升高。如果清洗过程控制不好，很容易超过凝汽器的排汽温度，从而影响机组负荷的稳定，造成严重的直接甩负荷和生产事故。

3)在清洗过程中，需要控制机组的运行负荷，使其低负荷运行。

某电厂经多方调研论证，决定采用在线单边化学清洗方案，采用氨基磺酸、剥离剂、缓蚀剂工艺，耗时短、耗药少、效果好。本次现场运行的实际案例证明，在精细化组织和现场管理下，超临界机组运行过程中采用单侧化学清洗的方式对凝汽器进行清洗是可行的，完全能够满足安全高效的预期要求。

2安装冷凝器化学清洗系统

根据现场现有条件，不可能按照化学清洗的要求单独隔离冷凝器的外部管道。在现场，每台机组的胶球调试系统作为清洗剂的入口，冷凝器出水测得的排空管道系统作为清洗液的回流口，清洗反应液和气体随排空管道返回清洗系统的溶解罐。同时，在运行侧的凝汽器系统中，通过循环泵调节水压来隔离循环水阀，以尽量减少因循环水进出口阀关闭不严造成的清洗液泄漏。

具体操作如下:

1)将凝汽器胶球清洗的目标管道从阀门上断开，然后与清洗泵的出口端连接，作为进酸管道。

2)将冷凝器排气管从阀门上断开，然后将冷凝器排气管阀门出口端的管子连接到化学清洗药箱上作为回酸管。

3)连接凝汽器清洗系统管道时，一定要调节压力，检查外部系统的泄漏点，并及时处理，确保系统的严密性。

3清洁步骤

1)向酸洗作业的所有参与者进行安全交底，再次验证安全措施，进行事故预测。

2)将工业用水引入1/3体积的循环箱，并将处理过的不锈钢和碳钢指示板挂入循环箱。

机组负荷降至300MW，隔离清洗侧凝汽器，观察循环水压力、排气温度、真空的变化，当真空、TSI监测振动及各项参数达到报警值时，立即停止酸洗，并查明原因。

4)确保真空系统稳定运行后，监测主机TSI的振动和各种参数的稳定性，启动酸洗循环泵，保持循环，慢慢向清洗药箱中加入缓蚀剂，加入缓蚀剂后进行下一步。

5)向清洗药箱中缓慢连续加入有机酸和剥离剂，同时启动加药泵继续循环。

6)保持循环，按要求计量。

7)检测清洗过程中的酸浓度，确保酸浓度为3% ~ 5%。连续三次检测后，当清洗液中钙离子的增加率小于5%时，即为清洗终点。

8)清洗后，打开清洗药箱的工业水进水阀，冲洗药箱，控制排放速度，将酸洗废液收集到工业废水处理系统进行集中处理。酸洗废液的酸质量分数小于0.5%或pH值大于等于5.0后，缓慢开启循环水进水阀和循环水出水阀，完成酸洗。

4化学清洗过程中的监测结果

凝汽器的化学清洗是一项连续的工作，清洗过程的控制主要以清洗液的钙离子检测为主要手段，清洗所需主要化学品的用量由化学反应后酸洗液的酸度决定。酸洗开始后2小时，除垢反应非常快，酸液中的钙离子浓度也迅速增加。为了在酸液中保持合适的酸浓度，当酸液浓度降低到一定程度时，不断向体系中加入酸，以保持合适的反应速度。随着酸洗时间的延长，大部分水垢被去除，钙离子曲线变平。

凝汽器单边断开化学清洗过程中，要点如下:

1)将机组负荷降至50%以下，并保持运行。

2)检查并确认冷凝器列侧的橡胶球清洗系统已停用。

3)检查循环水系统和循环水泵是否正常运行。

4)关闭塔侧冷凝器风门，注意机组真空度的变化。

关闭塔侧凝汽器进水电动蝶阀，注意真空变化，排气温度≤500℃，否则立即恢复原运行方式。

6)关闭汽水分离器出口电动蝶阀(注意:在进行此项操作时，特别是关闭分离器侧的凝汽器进口电动蝶阀和凝汽器出口电动蝶阀时，必须先就地手动确认蝶阀，以防分离器侧的进出口蝶阀误关，造成机组循环水中断的严重事故)。

7)加强推力瓦温度、轴向位移和胀差的监测，发现异常情况立即恢复原运行方式。

8)如果维修中有工作或试验，在允许维修前应认真采取其他安全措施。打开塔侧循环水进出口水室的排水阀和放空阀，注意真空度的变化。

9)如果需要从凝汽器循环水室放水，应加强蝶阀集水坑水位的监测，并及时启动集水坑排污泵。

此外，凝汽器单侧运行时，应加强对机组负荷、真空、低压缸排汽温度、凝结水温度、循环水温度和真空泵的监控，发现异常现象应及时处理。

5化学清洗效果

为了监测化学清洗过程中酸对凝汽器钢管和循环水碳钢管的影响，在清洗酸槽中悬挂了两块不锈钢板和两块碳钢板。试样腐蚀速率实验结果表明，两种悬浮不锈钢的腐蚀速率分别为0.99和1.56g/(m2·h)，两种悬浮碳钢的腐蚀速率分别为4.99和3.86g/(m2·h)。根据DLT957—2005《火力发电厂凝汽器化学清洗及成膜导则》，不锈钢腐蚀速率≤2g/(m2·h)，碳钢腐蚀速率≤6g/(m2·h)。

5.1冷凝器的真空度和端差

凝汽器外侧清洗前后，高、低背压A、B侧真空平均增加0.84、2.69kPa，平均端差降低2℃。冷凝器内侧清洗前后，平均真空度下降0.05千帕，平均端差下降1℃。对比整个冷凝器清洗前后的数据，平均真空度提高了1.715千帕，平均端差降低了3℃。

5.2清洁效果评估

1)根据清洗回水的酸浓度，清洗循环水进出口阀门关闭严密，无大量清洗液泄漏。

2)根据清洗过程中的回水温度和机组的实际运行情况，清洗过程得到很好的控制，机组的安全运行不受循环水温度上升的影响。

3)根据钙离子的质量浓度、腐蚀挂片的检验结果、凝汽器的真空度和端差，不锈钢管的结垢已基本消除，清洗效果极佳。

4)凝汽器端差由清洗前的8℃降低到5℃，真空度(排除环境温度变化的影响)提高近1.7kPa，煤耗降低4g/(kW·h)左右。按单台月发电量3.5亿kW·h，标准煤单价700元/t计算，节煤效益达98万元。

6结论

1)凝汽器在线单边化学清洗解决了机组无法停机清洗的问题。机组负荷低时选用化学清洗，清洗过程稳定、安全、灵活，值得学习和推广。

2)本次在线单边化学清洗中酸性化学品的选择和其他缓蚀剂的使用，验证了在线单边化学清洗方案的可行性。

3)凝汽器单边断开在线清洗过程中关键点的有效控制，保证了此次清洗的有效实施。

4)本次化学清洗中，增设加药箱，通过对在线冷凝器水侧已有水进行循环加压，对不锈钢管内壁进行清洗。与整个水冷塔池相比，加药清洗过程缩短，加药量大大减少。

5)本次化学清洗基本去除了冷凝器不锈钢管的附着物，冷凝器相关数据明显改善，经济效益显著。

参考文献

[1]姬生.不锈钢材设备化学清洗工程实践[J].腐蚀与防护,2008(9):537-539.

[2]国家能源局.火力发电厂凝汽器化学清洗及成膜导则:DL/T957—2017[S].北京:中国电力出版社,2017.

[3]洪小江,张建军.一种高垢量过热器化学清洗工艺的应用[J].江西电力,2020(8):47-50.