胶球清洗装置系统凝汽器结垢原因分析及清洗工艺选择?
介绍600MW超临界发电机组胶球清洗装置凝汽器结垢的清洗应用，结合某公司胶球清洗装置凝汽器不锈钢管内壁存在结垢现象，造成凝汽器真空下降,增加机组能耗，甚至可能造成管壁的垢下腐蚀的情况,提出适合该公司凝汽器结垢的清洗工艺设计和过程,并说明该工艺在实际应用方面的效果及有关问题探讨。
1胶球清洗装置设备概况
某公司6号机组为600MW超临界直流机组，于2006年投运。6号机组凝汽器为双壳体、双背压、双进双出、单流程、横向布置结构。其型号为N-38000-2,凝结汽量为1136t/h,冷却水量为63364t/h,冷却面积38000m2；冷却水温20V,高设计水温33龙；水室设计压力为0.35MPa,凝汽器水阻5-5mmH2O水柱(53.9Pa)。该凝汽器冷却管总数共为37232根,规格为<|>25mmx0.5mm,主凝结区为4>25mmxO.7mm,顶部三排及通道外侧、空冷区材质为TP317LO凝汽器冷却水工作压力为0.25MPa,凝汽器设计背压为4.4kPa/5.4kPa0凝汽器防腐衬胶材料为氯丁橡胶。
2胶球清洗装置机组结垢原因分析
循环冷却水补充水采用城市中水作为水源，浓缩倍率一般控制在5.0倍左右。由于排污系统故障等原因，投运以来的循环水一直在高倍率运行，浓缩倍率高达8倍，使凝汽器结垢成为可能。
2012年2月小修中进行割管检査，发现凝汽器不锈钢管内壁存在结垢。垢表层呈灰褐色,里层为白色;垢厚度约0.2mm。凝汽器管内结垢不仅影响凝汽器换热，使凝汽器运行真空下降，增加机组能耗,还可能造成管壁的垢下腐蚀，将严重影响机组安全经济运行。因此，根据DL7T957-2005《火力发电厂凝汽器化学清洗及成膜导则》要求该凝汽器进行化学清洗。
3胶球清洗装置清洗工艺
确定要进行凝汽器化学清洗后,划分了清洗的范围，并对结垢部位进行了取样分析,确定了清洗工艺。
3.1胶球清洗装置清洗范围
本次清洗范围为凝汽器水侧，包括凝汽器换热管、水室以及清洗临时系统等部分，清洗容积约600n?。清洗范围不包括汽侧、水塔和输水管道等部位。
3.2胶球清洗装置清洗工艺的选择
经取样化验确定,垢质成分以碳酸盐为主要成分，并有磷酸盐垢,其垢质坚硬。根据凝汽器管样材质、垢样分析，及小型试验，并考虑该凝汽器冷却管材质为TP317L,不能采用含氯离子的盐酸等清洗剂作为清洗介质，决定采用CK-1清洗剂为该凝汽器进行清洗�；逑垂ひ罩副耆缦�:CK-1复合酸3%-5%；缓蚀剂0.3%~0.5%；助剂0.1%~0.2%；消泡剂适量。清洗液温度控制在（35~45）勾，采用循环方式清洗。清洗后采用高压水进行物理冲洗除去冷却管束的泥。
4胶球清洗装置清洗设备及系统
本次清洗工程的主要设备是1台清洗箱和2台清洗水泵，通过安装临时管路完成对凝汽器系统的清洗。
4.1胶球清洗装置清洗设备
本次清洗的主要设备见表1所示。
表1胶球清洗装置清洗设备
设备 相关参数
清洗箱1台，容积30m，清洗泵2台;型号SX-V;流量1400t/h；扬程30m温度计2支酒精温度计，量程100T无缝钢管。325mmx250m；巾219mmx200m;（|）159mmx150m;<|>133mmx100m；（f）108mmx100m
4.2胶球清洗装置清洗系统
将凝汽器水室各高低压侧进、出管口加堵板，在人孔处以串联形式连接临时管,与清洗设备形成正、逆两个循环回路。清洗系统的进出管路上均设压力表、温度计和取样管。各凝汽器水室上部的排气管在清洗过程中作为排气管。
5胶球清洗装置清洗过程
5.1凝汽器上水冲洗
凝汽器上满水,排放口取水样,待水质澄清透明无杂物，建立循环。
5.2酸洗
从正回路进行加热清洗，保持系统正常运转，投加热，温度控制在（35~45）勾�？技�CK-1清洗剂，缓蚀剂。正回路循环3h后结束，切换系统为逆回路循环，酸洗4h后结束。整个酸洗过程持续7h。
图1是清洗过程酸质量分数随时间变化曲线。从图1中可以看出，酸液质量分数成规律变化。由于酸洗刚开始时除垢反应迅速,而配酸、加酸过程需一定时间，因此系统中酸液质量分数在较长一段时间内一直在3%以下。随着除垢反应的继续进行，垢被逐渐去除,酸洗后期反应速度降低,系统中的酸质量分数逐渐上升并稳定在3%左右。表明此时垢已除尽，酸洗终点到达。
a)凝汽器胶球清洗装置清洗前图片
图1凝汽器酸洗酸浓度变化曲线
5.3钝化
酸洗结束后，排放酸洗液，启动清洗泵进行水冲洗。加碱调pH并继续循环,pH调至10.05-11.40加入钝化剂、助钝化剂，钝化4.5h,钝化过程结束。
5.4冲洗和清淤
水冲洗合格，按照pH大于7进行控制和排放。随后,用高压水冲洗水室及冷凝管、清除凝汽器及循环水管道底部清淤。
6胶球清洗装置清洗过程分析和效果评价
6.1清洗过程分析
从2012年2月6日13：30开始至2月7日14：30,排放清洗共耗时25h,共耗水3600n?,其中酸洗600m',钝化600n/,水冲洗2400m3o清洗工程共使用CK-1复合酸16.6t、缓蚀剂2t、钝化剂2t、钝化促进剂5t和碳酸钠6to所有药品消耗均在计划和预算范围内。
6.2胶球清洗装置清洗效果
清洗后的金属表面清洁，基本上无残留硬垢，除垢率大于95%,属优良(见图b）
b)凝汽器清洗后
图1 凝汽器胶球清洗装置清洗前后效果对比
用凝汽器管试环测定酸洗的平均腐蚀速度为0.1194g/(m2•h)，小于1g/(m2•h);总腐蚀量为0.8356g/m2，小于10g/m2o
固定设备上的阀门、仪表未受到损伤。清洗废液排放符合环保标准。
凝汽器胶球清洗装置清洗工作具有清洗系统庞大、清洗工艺复杂、清洗操作步骤多,清洗介质对设备的腐蚀性大、涉及业多等特点，稍有不慎均可对热力设备造成灾难性的危害。胶球清洗装置清洗前明确了组织机构，理顺调度关系,在清洗中加强过程控制，严格监督,保证了优质、高效地完成了清洗工作。凝汽器效率显著提高。凝汽器在运行中，凝汽器铜管内壁发生结垢时，传热热阻就增大,蒸汽的凝结水量相应减少,使蒸汽分压力升高,对应的饱和蒸汽温度相应升高，凝汽器运行真空明显下降。
