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                  施工技術資訊

                  2000t/h汽包鍋爐的EDTA化學清洗

                  2000t/h汽包鍋爐的EDTA化學清洗 

                      隨著電力工業的發展,高參數、大容量機組的不斷投產,對鍋爐化學清洗提出了愈來愈高的要求。EDTA清洗法以其臨時系統和清洗工藝簡單、清洗時間短、安全可靠、清洗效果好、廢液可回收等優點,在電力工業中得到了愈來愈廣泛的應用。揚州第二發電有限責任公司一期工程裝機容量為2×600MW進口機組,采用美國B&W公司的亞臨界、一次再熱、自然循環、平衡通風、單汽包、半露天式煤粉爐,其最大連續蒸發量為2000t/h,壓力為17.36MPa。兩臺鍋爐均采用由加拿大CEDA清洗公司提供的EDTA銨鹽清洗工藝,在清洗后期用含純度大于99%的氧氣進行充氧鈍化。該工藝在國內屬首次運用。表1、表2為鍋爐清洗的具體范圍及清洗工藝。 

                  3 清洗過程主要影響因素的監控

                  3.1 溫度

                      此因素直接影響清洗成敗,并且最難以控制。一般化學反應速度隨溫度的升高而提高,如反應物濃度恒定,溫度每升高1℃,反應速度將提高23,但溫度過高,將促使EDTA及其絡合物熱分解,據有關資料介紹,EDTA銨鹽[(NH4)2H2Y]水溶液在150℃開始分解。由于在清洗過程中系統各部位的受熱不均勻,清洗溶液存在溫差,為保持清洗階段洗液溫度均勻,清洗溫度維持在116135℃之間,為此采取了下列措施: 3.1.1 合理布置溫度測點

                      在四側墻較下層燃燒器高1.5m處及每面墻的一個下聯箱處安裝臨時溫度測點,共計8個。

                  3.1.2 控制升溫度速度

                      剛開始升溫的速度要慢,采用間斷點火,待燃燒穩定后可增加升溫的速度。隨著溫度的升高,應降低升溫的速度并調節油槍以避免熱負荷集中。在溫度達到135140℃,投入引風機使鍋爐冷卻到116℃,然后再投油槍,重復升溫冷卻循環操作。為保持鈍化階段洗液溫度在6071℃的最佳范圍,采取下列措施:

                      (1)當汽包溫度降到95℃以下時,借助啟動清洗泵使省煤器和鍋爐進行循環;

                      (2)當溫度降到65℃,停風機、關擋板。從鍋爐底部充入純度大于99%的氮氣幫助鍋爐循環冷卻。不論在什么階段,都密切監測各個測溫點的溫度的變化,保持系統各部分溫度變化均勻,避免循環死區的存在。

                  3.2 pH

                      pH值對EDTA銨鹽清洗液的除垢能力和金屬離子的水解絡合反應都有重要影響,太高太低都難以達到清洗效果。根據小型試驗和國內外文獻刊載,通常EDTA銨鹽清洗液pH值范圍宜控制在9.09.5,關鍵的是正確監測pH,并在其下降到9.1及時充NH3,在本次清洗過程中,從下降管和省煤器清洗接口均勻充入純度大于99%的液態氨。

                  3.3 流速和壓力

                      循環流速會影響清洗速度和效果:增加流速可以增加反應速度和對垢的沖刷能力。但是卻增強洗液的腐蝕性及對鈍化膜的形成產生不利影響。本次清洗過程中在不同階段采取了不同的流速,在充注清洗液初期,流量減至300400t/h,當汽包出現液位時,流量減至在60t/h;在升溫冷卻循環和鈍化階段,流量控制在80100t/h。

                  3.4 濃度

                      EDTA用量和在清洗過程中維持EDTA一定的濃度,將直接影響清洗與鈍化效果,3為本次清洗所要求的分析項目、控制參數及分析周期。

                    小型試驗中,EDTA和鐵離子的濃度以及氧化還原電位的測試方法作了探討。游離EDTA濃度的測定可按國家電力公司早期頒發的試驗方法。鐵離子的濃度的測定若按國內普遍使用的方法則不能滿足時間上的要求,而在本次清洗中,采用了一種較新的硫代硫酸鈉測試方法,較目前國內通用的方法約快15min?,F將該法介紹如下:

                      移取5mL樣液于錐形瓶中,加入1藥勺過硫酸銨晶體,用盡可能少的水沖洗錐形瓶壁,在電爐上加熱至析出晶體,絕對不允許過度加熱出現炭化現象。在加熱過程中有可能出現顏色的變化。加入幾mL除鹽水,然后加熱至所有的鹽重新溶解,然后冷卻。加入約1gKI,混均溶解,根據溶液鐵離子含量的不同,溶液的顏色將變為黃色、橙黃色或深黃色。用0.1M硫代硫酸鈉緩慢地滴定至溶液顏色變為淡黃色,12滴淀粉指示劑,溶液的顏色變為紫色,再繼續滴定至溶液的顏色變成無色,記下消耗的硫代硫酸鈉溶液體積V。

                      Fe(%)=V×0.1117×AD

                  式中 A——硫代硫酸鈉溶液的濃度;

                        V——消耗的硫代硫酸鈉溶液的體積(mL);

                        D——被測定的溶液的比重整個清洗過程中需測定3次左右。

                  3.5 終點

                      當清洗液中鐵離子的含量達到穩定、pH9.09.5和游離EDTA的濃度大于0.0,即進入鈍化階段。在鈍化冷卻階段中,當汽包溫度降到95℃以下時,通過爐內加藥泵加入消泡劑以消除清洗氣泡對鈍化的不利影響。鈍化階段對四根下降管和省煤器清洗接口進行輪流充氧(內首次運用),充氣量越高越好,只要汽包空氣門不冒液體即可;氣體要均勻分布,否則易造成氧的濃差腐蝕,難以達到鈍化效果。本次清洗采用清洗泵省煤器汽包大直徑下降管接口臨時管清洗泵的循環流程。鈍化工藝的終點控制除了pH維持在9.09.5和游離EDTA大于0.0,另一非常重要的參數——氧化還原電位emf的值應恒定在-100250mV,鈍化才告結束。理論上,電位控制金屬離子化過程的因素,但實際鈍化過程中,清洗與鈍化涉及的因素非常復雜,一般可通過Pourbaix(電位—pH平衡圖)(見圖1),直觀判斷在給定的電位和pH值條件下,反應進行的可能性以及相應的趨勢。另據文獻介紹,不同的emf,EDTA清洗液的性能如表4所列。

                    EDTA銨鹽中氧化還原電位的測定方法如下:用電線將參比電極和指示電極與電位電勢表(帶滿量程mVpH)連接好。將指示電極插入5%HCL溶液中酸洗35min,然后移開,用蒸餾水快速沖洗干凈后,立即插入EDTA清洗液(溢流取樣后,封緊瓶口),同時將參比電極也插入溶液中。將pH表的選擇開關調到mV模式,然后直接讀數。

                      現時,丹麥產的RadiometerIon85氧化-還原電位分析儀配置一只Pt,Ag/AgCl復合還原氧化電極,即可對溶液的氧化還原電位進行測定。 

                  4 清洗效果

                      清洗結束后對系統進行檢查,汽包金屬表面潔凈,無殘留氧化垢物,無二次浮銹,無鍍銅現象,且形成均勻致密的鋼灰色鈍化鏌,割管檢查爐管內壁、監視管、臨時管路情況相同。汽包和水冷壁回路的金屬指示片腐蝕速度均不大于0.49g/m2·h。被清洗金屬表面無粗晶析出的過洗現象。熱力系統的設備、部件無損害。在以后的機組的沖管和啟動階段中,鍋爐水汽品質都較快達到了合格水平。

                   


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