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脫硫系統煙氣換熱器積垢的化學清洗方法

點擊:1419 日期:[ 2014-04-26 22:06:01 ]
                         脫硫系統煙氣換熱器積垢的化學清洗方法                                    賀光輝1,熊昌利2 (1·廣州市唯普電力科技有限公司,廣州510635;2·華能汕頭電廠,廣東汕頭515071) 摘要:大型火力發電機組脫硫系統的煙氣換熱器(gasgasheater,GGH)容易積垢堵塞,嚴重影響鍋爐的安全運 行,必須對其進行清洗除垢。為此,介紹了清洗火電廠脫硫系統GGH的專用化學WP-T04清洗劑的清洗原理、 清垢方法、清洗工藝,并以靜態、動態試驗驗證清洗劑的清洗效果,以腐蝕試驗說明清洗劑對脫硫裝置無腐蝕 作用。該清洗方法在廣東某火電廠的應用取得良好效果。 關鍵詞:濕式石灰石-濕法煙氣脫硫系統;GGH積垢;清洗 中圖分類號:TK228;TM621·8 文獻標志碼:B 目前,國內大型火力發電機組的脫硫系統幾乎 都安裝了濕式石灰石-濕法煙氣脫硫裝置,而大部 分脫硫裝置選擇了氣-氣加熱器,即煙氣換熱器 (gasgasheater,GGH)。脫硫系統的GGH運行時 在線吹灰裝置運行良好的情況下,絕大多數電廠都 存在GGH積垢堵塞、換熱效率差、運行壓差遠高 于設計值等問題,嚴重影響脫硫增壓風機的運 行,甚至整個鍋爐的安全運行,為此,大部分 電廠不得不停運脫硫系統,進行GGH的清洗 除垢工作。 廣東省某電廠1號機組為國產亞臨界自然循環 鍋爐,于2006年安裝了濕式石灰石-濕法煙氣脫 硫裝置,脫硫系統的GGH是豪頓華公司生產的30·5GVN500型,原煙氣側設計煙氣阻力418Pa, 凈煙氣側設計煙氣阻力382Pa。投入運行以來,煙 氣阻力不斷上升,最高值已經接近1kPa,運行中 吹灰器高壓水沖洗已經不能降低差壓,需要停運進 行清洗除垢。 1 清洗劑試驗 1·1 垢樣成分分析 為全面了解脫硫系統的GGH結垢化學成分, 判斷WP-T04清洗劑的適應性,確保清洗效果,化 學清洗前進行了GGH結垢情況檢查,取樣進行成 分分析。外觀檢查該結垢,垢質堅硬,附著牢固, 呈灰黃色。垢樣的化學成分分析結果見表1。 從表1可知,垢樣為硅酸鹽和硫酸鹽的復合難 溶垢物,一般的化學清洗劑很難清除。 1·2 清洗原理 對于硅酸鹽和硫酸鹽這種復合難溶垢物,傳統 的鍋爐清洗方法一般采用堿煮轉型(酸洗)溶解法, 但在脫硫系統的GGH中不具備這種清洗條件。我 們利用清洗劑在水溶液中離解成H+和酸根負離 子,強力滲透快速潤濕硬垢,酸根負離子對鈣、鎂 等二價金屬離子及Ca2+和Mg2+的無機鹽有很好的 螯合作用,在螯合反應和H+的共同作用下,達到 除垢目的。同時我們配以高耐受性的陰-非離子表 面活性劑,起到加速軟化和剝離作用。 1·3 WP-T04清洗劑的開發試驗 WP-T04清洗劑的開發試驗主要考慮以下幾方 面的因素: a)腐蝕安全性。系統中搪瓷和不銹鋼等設備 應無腐蝕或微腐蝕。 b)清洗速率。環保部門對脫硫系統的運行時 間考核越來越嚴格,因此,停運后的清洗時間越短 越好。 c)清洗經濟性。成本盡可能低廉才具有市場 競爭力。 為此,我們進行了大量的溶垢試驗,確定了清 洗劑的組分。最終試驗時,對垢物不進行破碎處 理,盡量保持原樣,置于專用清洗劑中浸泡,直至 完全溶解。專用清洗劑包括耐酸性的表面活性劑 (微量,如OP-10、AES)、緩蝕劑、酸性清洗劑(主劑,質量分數一般在10%~15%)、強力滲透 劑(鰲合劑、鰲合垢中的鈣離子,使反應向有利于 溶垢的方向進行)。 為驗證WP-T04清洗劑的清洗效果,在清洗 前,對WP-T04清洗劑進行了專項靜態試驗。靜態 試驗在實驗室中進行。試驗時,WP-T04清洗劑的 質量分數取10%(與現場清洗劑質量分數一致), 在試驗容器中浸泡GGH積垢樣品,浸泡8h后, 取樣觀察,清洗效果明顯,結垢基本全部清洗掉。 清洗效果如圖1所示。 1·4 WP-T04清洗劑的動態試驗 我們用WP-T04清洗劑對湖南某電廠300MW 機組脫硫系統的GGH進行了動態清洗試驗,清洗 結果表明GGH上的積垢脫落明顯,可見GGH搪 瓷藍色。清洗前后的對比如圖2所示。 1·5 WP-T04清洗劑的腐蝕試驗 為驗證WP-T04清洗劑中某些化學物質會對脫 硫裝置GGH產生影響,有必要對要清洗的典型的 GGH材料進行分析,主要的設備材料見表2。結 合GGH化學清洗時工藝參數,選用了英國豪頓華 公司和廣州得盛搪瓷發展國際有限公司的GGH搪 瓷樣品進行了各種材料動態條件下的緩蝕試驗。緩 蝕試驗在試驗室中進行,試驗時,將樣品浸泡在清 洗劑中7天,溫度80℃。緩蝕效果優良,樣品搪 瓷表面未失光,無腐蝕痕跡,未見點蝕現象。 2 GGH清洗工藝 2·1 GGH清洗工藝流程 利用臨時加裝的清洗箱配制清洗藥品,控制清 洗劑的質量分數為15%。常溫下,通過輸送水泵、 清洗管道,把清洗劑從GGH檢修人孔門引入,利 用自制的噴淋裝置對GGH換熱元件進行噴淋清 洗。清洗液通過集水池進行收集后,通過回收水泵 輸送到清洗箱中,實現循環清洗。清洗期間定期檢 測清洗劑質量分數,質量分數下降超過2%時,及 時補充清洗劑。當清洗劑質量分數基本穩定不再下 降時,化學清洗過程結束。 清洗廢液匯集到集水池,加入中和劑處理,檢 測pH在6~9時,排到電廠廢水處理中心。廢液 排空后,利用電廠脫硫系統的吹灰器對GGH換熱 元件進行高壓水沖洗3個周期,約12h,壓力10 MPa。GGH清洗工藝流程如圖3所示。 2·2 清洗效果 2008年3月8—12日,對華能汕頭電廠1號機 組脫硫系統GGH實施了化學清洗,清洗過程安全 順利。檢查結果(滿負荷時)如下: a)清洗后的GGH運行差壓為580Pa,同比下 降80%; b)增壓風機運行電流同比下降40A; c)清洗后GGH進(出)口煙溫為123(86)℃, 設計值分別為126(≥85)℃,未降低GGH換熱 效率; d)GGH上表面搪瓷基本見藍色,搪瓷層沒有 損壞,如圖4所示。 3 結論 a)清洗后,電廠脫硫裝置的GGH運行壓差、 脫硫增壓風機運行電流明顯降低,經濟效益明顯。 b)WP-T04清洗劑對脫硫GGH上硅酸鹽和硫 酸鹽復合積垢的清洗效果良好。清洗工藝和化學藥 品對清洗設備無腐蝕。 c)本次化學清洗中清洗設備選型適當,清洗 系統安全可靠,清洗工藝設計合理,為GGH積垢 的化學清洗積累了寶貴經驗,對火力發電廠脫硫裝 置的安全經濟運行提供一定的保障。 參考文獻: [1]曾庭華·濕法煙氣脫硫系統的安全性及優化[M]·北京:中國 電力出版社,2004· [2]郝吉明,王書肖,陸永琪·燃煤二氧化硫污染控制手冊[M]· 北京:化學工業出版社,2001· [3]尹殿喜,王力,徐程宏·廣東地區燃煤電廠脫硫現狀及經濟 分析[J]·電力技術經濟,2001(6):32-34· 作者簡介:賀光輝(1972-),男,湖南岳陽人。工程師,現主要 從事火力發電廠化學清洗技術研究工作。 
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