600MW超临界机组过热器、再热器化学清洗

摘 要：国内某600MW超临界机组过热器及再热器因氧化皮脱落发生爆管，为了消除氧化皮脱落给机组带来的风险，对其进行了化学清洗。化学清洗范围包括省煤器、水冷壁、启动分离器、顶棚和包墙过热器、分隔屏过热器、后屏过热器、末级过热器及末级再热器；化学清洗采用有机复合酸清洗工艺，选用大流量高扬程清洗泵，避免了清洗中出现气塞和堵管，通过分段差别化清洗保证了每个清洗部位清洗干净且没有出现过洗现象。工程实践证明，化学清洗可以快速、彻底地解决过热器、再热器氧化皮问题。
　　关键词：超临界；过热器；再热器；化学清洗
　　国内某电厂600MW超临界机组投产不足4年，过热器及再热器发生爆管，对爆管位置检查发现弯头处沉积有大量氧化皮，对分隔屏过热器和后屏过热器割管检查也发现有氧化皮脱落现象，但是末级过热器和末级再热器脱落最为严重。通过割管对弯头处沉积的氧化皮进行清理，机组运行一段时间再次因为氧化皮脱落引起爆管，严重影响了机组的安全性、经济性[1]。为了彻底清除氧化皮，特进行了化学清洗。
　　1 小型试验部分
　　1.1 垢量的测定
　　割取水冷壁、末级过热器、末级再热器不同材质的管样，按照《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T 794-2012）中的方法测定垢量，结果见表1。
　　由于管样在割取和运输过程中大量氧化皮发生脱落，末级过热器和末级再热器真实垢量远大于所测定值，本次试验值仅作为参考，实际化学清洗时要对清洗工艺参数实时调整。
　　1.2 垢的成分分析
　　将末级再热器及末级过热器管样内表面垢物刮取约1.0g左右，混匀研细后，采用能谱分析（EDS）其成份，定量说明垢的成份，能谱分析（EDS）结果见表2，由此可知，末级过热器和末级再热器内表面垢物成份主要为Fe、Cr的氧化物。
　　1.3 清洗试验
　　因水冷壁垢量较小，且垢较易溶解，故本次动态模拟试验不选择水冷壁管样，只选择末级过热器和末级再热器管样。将垢量试验剩下的管样安装在动态模拟平台上，根据实际清洗的工况设定清洗参数，详见表3。
　　动态模拟试验结果表明：采用6%复合酸+0.5%N-106缓蚀剂+0.3%助溶剂N-101A+0.2%助溶剂N-101B+适量还原剂+适量消泡剂清洗，末级再热器清洗3次共62.5小时，管样已清洗干净，除垢率95%以上；末级过热器清洗3次共77小时，管样已清洗干净，除垢率95%以上。动态模拟试验每次清洗的腐蚀速率及腐蚀总量如表4所示，均符合《火力发电厂锅炉化学清洗导则》（DL/T794-2012）的相关规定，能满足该清洗的技术要求。
　　2 工程部分
　　2.1 化学清洗范围
　　包括省煤器、水冷壁系统、启动分离器、顶棚和包墙过热器、分隔屏过热器、后屏过热器、末级过热器及末级再热器。
　　2.2 化学清洗系统设计与安装
　　根据清洗各部位垢量的差异，设计了分段差别化清洗流程，垢量较大的末级过热器及末级再热器可以单独清洗。由于过热器和再热器的通流面积很大（详见表5），为了满足清洗时对流速的要求，选用了2台2300t/h和2台1000t/h的大流量高扬程清洗泵，清洗时不仅可实现各清洗部位不小于0.5m/s的清洗流速[3]，也可实现对通流面积最大的末级再热器冲洗时1.0m/s的流速。
　　主系统全部使用DN600PN2.5的焊接闸阀，比清洗泵扬程高一等级，清洗临时系统管道全部氩弧焊打底后焊接，并在清洗系统与正式系统连接处设置滤网，避免过热器、再热器系统引入杂质[4]。
　　2.3 化学清洗结果
　　整个清洗工作一共分了五个阶段，第一、二阶段末级过热器单独清洗，第三阶段为分隔屏过热器、后屏过热器和末级过热器先清洗，在结束前和垢量很小的水冷壁、省煤器一起清洗，第四、五阶段末级再热器单独清洗。清洗后统计，末级过热器清洗约51.25小时；顶棚和包墙过热器、分隔屏过热器和后屏过热器清洗约25.5小时；水冷壁及省煤器的清洗约14.5小时；末级再热器清洗约42小时。
　　2.3.1 化学清洗腐蚀速率及腐蚀总量
　　每个清洗阶段都在系统内悬挂了和清洗部位材质相对应材质的腐蚀指示片，平均腐蚀速度均小于8g/（m2·h），腐蚀总量均小于80g/m2。