《EDTA低温复合清洗新工艺的研究及应用》

作者：佚名     发布日期：2008-6-4 18:31:17   (阅147次)

关键词:   EDTA

：468张福祥 大唐连城发电厂甘肃永登730332  

摘要：摘要：与传统EDTA清洗工艺相比，EDTA低温复合清洗新工艺使用了清洗助剂CA-1，实现了炉前、省煤器和炉本体系统的联合清洗。实施该工艺，能节省大量燃油和费用，可缩短基建机组或大修机组的清洗工期，进而加快其试运进程或开机进程，因此特别适用于火电厂基建机组或大修机组的化学清洗。本工艺应用于山西华能榆社电厂3、4号机组和甘肃大唐连城发电公司3、4号机组，使每台机组的整套试运时间缩短了7～10d，至少节约燃油150t，节约除盐水1500t。关键词：火电厂；化学清洗；清洗助剂CA-1；EDTA；

       0引言 根据《火力发电厂锅炉化学清洗导则》^[1]的要求，对基建和运行机组，都应对锅炉本体、省煤器、炉前给水系统分别进行化学清洗。其中，对锅炉本体和省煤器系统，一般采用盐酸、氢氟酸、硫酸等无机酸清洗工艺和氨基磺酸、EDTA、羟基乙酸等有机酸清洗工艺；对炉前给水系统一般采用柠檬酸等有机酸清洗工艺。对以环保型和零排污型为主的新机组，宜采用EDTA工艺完成对新机组的清洗。在采用EDTA清洗时，为了提高清洗反应速度，都在尽量提高清洗温度。EDTA的熔点为240℃，在150℃以上就有分解倾向。因此，《火力发电厂锅炉化学清洗导则》规定：必须在135～140℃进行EDTA清洗工艺。该清洗温度下，锅炉需要具备点火条件并升压运行才能完成清洗。对于基建机组，当锅炉具备点火条件时，整套试运工作头绪更多，相互交叉干扰更大。若进行清洗，就必须停止其他工作而为之顺延工期。为了加快投产进度，各发电公司迫切希望：在保证质量和不增加清洗废液处理设施的前提下，将化学清洗工作安排在点火前完成。这样,就给基建机组热力系统的化学清洗工作提出了更新、更高的要求。 经过调研和资料分析，在进行研究试验的基础上，我们开发了EDTA低温复合清洗新工艺，并应用于山西华能榆社电厂3、4号机组（2×300MW）和甘肃大唐连城发电公司3、4号机组（2×300MW）的化学清洗工作。与传统EDTA清洗工艺相比取得了较好的效益，每台机组的整套试运时间缩短了7～10d，至少节约燃油150t，节约除盐水1500t。 该工艺的特点是不用点炉，系统控制方便，能对炉前给水系统、省煤器、锅炉本体系统实施联合清洗，因而可节省燃油，简化清洗临时系统，缩短试运工期。

         1EDTA低温复合清洗新工艺 300MW基建机组的清洗范围为:炉前给水系统、省煤器系统、锅炉本体系统。清洗方式为循环清洗。根据清洗范围、设备材质、清洗剂的性质，化学清洗系统被设计为：清洗箱→清洗泵→临时管道→凝结水泵出口的低压给水管路→轴封加热器→低压加热器→除氧器进水管→临时旁路管道→除氧器下水管→给水泵进水管→临时旁路管道→给水泵出水管→高压加热器→省煤器→汽包→四周水冷壁→四周水冷壁下联箱→临时管道→临时回液母管→回液阀门→清洗箱。 清洗工艺：（2.0～2.5）CA-1＋（3～5）Na₂EDTA＋（0.3～0.5）缓蚀剂SH-255＋0.03MBT＋（0.15～0.2）联氨。清洗温度为75～85℃，时间为6～8h。 可以启动锅炉底部加热系统、清洗箱蒸汽加热系统、低压加热器加热系统进行升温。具体清洗时间及温度控制依现场条件可做适当调整，根据现场分析监测结果，决定清洗终点。 EDTA清洗结束后，清洗液pH值可达8.5～8.7，金属进入可钝化状态。在温度为（75±5）℃下保持约3～5h，金属表面足以形成良好的钝化膜，可防止锈蚀。如果pH值低于7，加入氢氧化钠使清洗液pH值达到8.5～8.7后，再进行钝化处理，维持温度为（75±5）℃，时间3～5h即可。钝化结束后，开总排放门、各系统及设备放水门以排尽清洗废液。实施本工艺的4台300MW机组在清洗结束后，经检查确认腐蚀速率为：汽包钢为0.209～0.240g/(m²·h),省煤器钢为0.242～0.290g/(m²·h)，水冷壁钢为0.192～0.280g/(m²·h)。被清洗的金属表面无残留物、无点蚀，形成了良好的钝化膜，清洗质量均被评为优良级。清洗质量的检测方法及标准详见《导则》^[1]。

       2新工艺的机理及优点 对于基建机组，化学清洗的目的是除去在制造、储运和安装过程中形成的氧化皮、腐蚀产物、焊渣、油污和防腐剂等污染物。进行EDTA清洗时，它对铁锈的络合溶解速度决定清洗的进程。在清洗试验中观察到，在温度相同的前提下，不同清洗助剂导致清洗速度、清洗效果有很大差异。清洗助剂CA-1^[2]与EDTA复合后，能使EDTA络合溶解速度有很大提高，这种协同效应的产生为降低清洗反应温度提供了可能。通过调整各药剂复配比例，并在动态模拟试验台上进行了不同温度下的清洗试验，根据清洗效果和钝化膜质量，最终确定了EDTA低温复合清洗工艺。清洗助剂CA-1^[2]与EDTA复合后产生协同效应的原因是：（1）CA-1的吸附作用使EDTA富集于金属表面，使其在金属表面的浓度高于清洗液的平均浓度；（2）CA-1的渗透作用能使其有效组分及它所富集的EDTA渗入铁锈内部，使EDTA对铁锈的络合溶解过程能从其表面和内部同时进行，因而在相同清洗温度下，CA-1提高了EDTA对铁锈的清洗速度。 此外，利用CA-1的润湿、除油组分^[3]能使油污和锈层分离，其乳化组分又能使油污溶于清洗液中，防止其再沉积于金属表面，并随清洗剂的冲刷而脱离金属表面。清除了油污和防腐剂，尘土、沙砾、水泥等含硅物质也就没有了附着于金属表面的粘性媒体，进而脱离金属受热面。这样、CA-1与EDTA的复合清洗功能可以使“除油、除锈、除硅、钝化”一步完成。 对实施本工艺的4台300MW机组，又附加进行了高、低压加热器疏水系统和凝汽器汽侧系统化学清洗^[2]，达到了彻底清洁热力系统的目的。机组启动后，疏水、凝结水、给水、炉水、蒸汽品质均很快达到了168h试运规定的要求，省去了300MW基建机组试运过程中的“洗硅”步骤。 采用EDTA传统清洗工艺只能清洗水冷壁系统。但采用EDTA低温复合清洗工艺时，可将清洗范围扩大到炉前给水系统、省煤器系统、水冷壁系统、过热器系统^[4]、再热器系统，可采用串联清洗系统方法，一次完成多个系统的清洗工作。 总体说来，EDTA低温清洗工艺的优点包括：（1）清洗彻底、范围广；（2）缩短工期、节约清洗费用；（3）系统控制简单、方便、安全；（4）加热方式灵活（锅炉底部加热系统、清洗箱蒸汽加热系统和低压加热器加热系统均可使用）；（5）清洗液温度均匀，不会出现锅炉点火清洗时的局部过热问题；（6）钝化处理方便、质量有保证。   3实施本工艺应注意的问题 选择EDTA清洗的pH值时，既要保证清洗效果，又要防止锅炉腐蚀。如pH值较低（pH值≤3），垢中成分容易以离子状态溶出，可加快清洗，但钢铁难以缓蚀；如pH值过高（pH值≥6），虽然钢铁的腐蚀速率较低，但清洗速率也较低，清洗时间将延长，清洗效果变差。在pH值为4～5时，清洗和腐蚀速率均适中，可选此范围做为开始清洗的pH值。Na₂EDTA的pH值为4～5，因此，可直接选用Na₂EDTA进行清洗。 在EDTA清洗中，随着铁锈和垢的溶解，络合反应产生的氢氧化钠能使清洗液的pH值升高，如果pH值超过9，加上EDTA的消耗，则可使Fe^3＋以Fe（OH）₃沉淀出来，形成二次锈。因此，应在pH值为8.7以下结束清洗。为防止Fe^3＋的点蚀和沉淀，可在清洗液中加入联氨或亚硫酸钠还原剂，将三价铁还原为二价铁。炉前给水系统中若有不锈钢设备，应限制EDTA、CA-1、氢氧化钠、联氨或亚硫酸钠等所有清洗药剂中氯离子的含量，以防止氯离子引起的多种腐蚀问题。   4结语 实施EDTA低温复合清洗新工艺，不仅节省燃油、减少清洗废液处理工程量和费用，而且有助于基建机组高速度、高质量、高标准移交生产。实施该工艺，可缩短运行机组的清洗工期，实现热力系统的整体串联清洗，其技术、经济和社会效益都是十分显著的。尽管该新工艺是在4台300MW基建机组上实施和完善的,但它对各种装机容量的基建机组都适用，因为基建机组中需要清洗的污染物的成分是相似的。   参考文献： [1]DL/T794—2001，火力发电厂锅炉化学清洗导则[S]. DL/T794—2001，Chemicalcleaningguideforsteampowerplant[S]. [2]张振达，张俊伟，金燕蓉，等.300MW基建机组热力系统清洁处理和防腐蚀新工艺[J].中国电力，2004，37（11）：68-70. ZHANGZhen-da,ZHANGJun-wei,JINYan-rong,etal.Newcleaning&anticorrosiontechniqueforthermodynamicsystemofcapitalunit[J].ElectricPower,2004，37（11）：68-70. [3]窦照英，实用化学清洗技术[M].北京:化学工业出版社,2003. DOUZhao-ying,Appliedtechniqueforchemicalcleaning[M].Beijing:化学工业出版社,2003. [4]邱武斌.协调EDTA清洗工艺在我省的应用[A].中国第六届电厂化学年会会议论文集[C].2000. QIUWu-bin.ApplicationofEDTAcleaningtechniqueinHenanprovince[A].中国第六届电厂化学年会会议论文集[C].2000.   Research&applicationofnewcleaningtechniqueaboutEDTA ZHANGFu-xiang GansuDatangLianchengPowerCo.，Ltd.，Yongdeng730332,China   Abstract:ThenewEDTAchemicalcleaningtechniquehaveselectedcleaningagentCA-1,havefinishedunitedcleaningforpreboilersystem,economizer&boilersystem,itisdifferentfromthetraditionalEDTAchemicalcleaningtechnique.Implementationofthenewtechniquecansavelargeoilandexpenses,shortenthecleaningperiod,speeduptrialoperationforcapitalunit.ThenewEDTAcleaningtechniqueisverysuitableforchemicalcleaningofcapitalunit,Itsbenefitisveryhuge. Keywords:thermalpowerplant,chemicalclean,cleaningagentCA-1,EDTA,newtechnique