新疆某發(fā)電有限責任公司2×135 MW 機組凝汽器由上海電氣設備有限公司生產(chǎn)，2 號機組于2006 年10 月投產(chǎn)。在投產(chǎn)發(fā)電一段時(shí)間后，由于種種原因，凝汽器不銹鋼管內發(fā)生嚴重的結垢問(wèn)題，經(jīng)檢查不銹鋼管結垢厚度為0.5~0.8 mm，凝汽器甲乙側上室出水側不銹鋼管壁均結有一層硬垢。對垢的分析結果表明，其主要為碳酸鈣垢及少量生物黏泥和硅酸鹽垢。2 號機組凝汽器不銹鋼管結垢嚴重，造成機組端差上升，效率下降，煤耗上升，導致資源的大量浪費。此外，凝汽器不銹鋼管存在的垢下腐蝕也嚴重威脅著(zhù)機組的安全穩定運行。
為在最短時(shí)間內使2 號機組安全、穩定、經(jīng)濟地運行，決定利用2 號機組停車(chē)小修期間，采用新型酸洗工藝，對2 號機組凝汽器甲、乙兩側進(jìn)行酸洗，清除管內垢類(lèi)物質(zhì)。
1 凝汽器技術(shù)參數及清洗范圍
根據凝汽器的結垢情況，確定酸洗范圍為甲、乙兩側凝汽器水側，及進(jìn)出水室和連通室內壁。通過(guò)凝汽器設計尺寸計算可得，凝汽器單側系統水容積為 80 m3(包括凝汽器水側、進(jìn)出水水室、連通室及凝汽器循環(huán)水進(jìn)出口閥門(mén)前后管道)。2 號機組凝汽器的有關(guān)技術(shù)參數為：凝汽器結構，對分雙流程表面式;凝汽器主凝區管徑，D 25 mm×0.5 mm; 凝汽器空抽區管徑，D 25 mm×0.7 mm; 凝汽器管材質(zhì)，不銹鋼 TP316L;不銹鋼管根數，9 836 根(單側);冷卻面積， 7 600 m2(單側)。
2 化學(xué)清洗藥劑的選擇
2 號機組凝汽器換熱管材質(zhì)為不銹鋼TP316L，參照《火力發(fā)電廠(chǎng)凝汽器化學(xué)清洗及成膜導則》(DL/T 957—2005)〔1〕，對于不銹鋼TP316L 材質(zhì)凝汽器可選擇氨基磺酸和硝酸2 種清洗方法。由于現場(chǎng)凝汽器結垢嚴重，為使酸洗工作在最短時(shí)間內完成，并保證酸洗腐蝕速率和除垢效果，通過(guò)實(shí)驗室酸洗腐蝕實(shí)驗和除垢效果實(shí)驗確定了酸洗所用藥劑。
2.1 酸洗腐蝕實(shí)驗
選用碳鋼、不銹鋼2 種試片進(jìn)行酸洗腐蝕實(shí)驗〔2〕，碳鋼試片材質(zhì)為A3(Q235A)，尺寸為50 mm× 25 mm ×2 mm，面積為28 cm2; 不銹鋼材質(zhì)為 1Cr18Ni9Ti，尺寸為50 mm×25 mm×2 mm，面積為 28 cm2。酸洗腐蝕實(shí)驗結果如表 1 所示。
2.2 酸洗除垢實(shí)驗
采用2 號機組凝汽器產(chǎn)生的垢進(jìn)行酸洗除垢實(shí)驗。實(shí)驗結果表明，采用5%硝酸+0.25%TS-151 緩蝕劑進(jìn)行清洗，除垢率可達95%以上。
根據上述實(shí)驗結果，最終確定采用復合硝酸清洗劑作為酸洗藥劑，藥劑投加量為2.5%~5.0%硝酸+0.25%TS-151 緩蝕劑;清洗時(shí)間為6~8 h;清洗方式為動(dòng)態(tài)循環(huán)清洗。
3 新型酸洗工藝制定及流程
3.1 凝汽器常規清洗工藝介紹
《火力發(fā)電廠(chǎng)凝汽器化學(xué)清洗及成膜導則》(DL/T 957—2005)中明確了凝汽器常規酸洗工藝，其工藝在火力發(fā)電廠(chǎng)凝汽器酸洗工作中使用較為普遍，技術(shù)較為成熟。但該工藝存在一定的缺點(diǎn)：(1)清洗工作需配備獨立清洗泵及碳鋼管路系統;(2)清洗管路焊接復雜，需在凝汽器進(jìn)出水室外壁臨時(shí)打孔后焊接安裝，清洗結束后還需將凝汽器復原;(3)需配備獨立大容積藥劑箱，配合清洗泵循環(huán)使用;(4)清洗過(guò)程造價(jià)較高，耗時(shí)長(cháng)。
3.2 新型酸洗工藝的制定
2 號機組凝汽器酸洗工作安排在機組小修期間，電力系統機組正常小修規定為14 d 左右，時(shí)間上不允許使用上述常規清洗方法。針對2 號機組凝汽器的自身結構，結合其自身特點(diǎn)，經(jīng)與廠(chǎng)方技術(shù)人員探討商議，確定了2 號機組凝汽器清洗方案。
(1)關(guān)閉單側凝汽器循環(huán)水進(jìn)出口閥門(mén)，使單側凝汽器成為一個(gè)密閉的容器，進(jìn)行單側循環(huán)清洗。
(2)利用凝汽器連通室上部排氣門(mén)作為清洗液進(jìn)口門(mén)，與加藥泵出水管線(xiàn)相連，清洗藥液利用加藥泵通過(guò)連通室上排氣門(mén)直接打入凝汽器內部，同時(shí)打開(kāi)上出水室上排氣門(mén)，作為酸洗排氣出口。
(3)利用單側凝汽器膠球泵作為酸洗循環(huán)泵，清洗時(shí)打開(kāi)膠球泵，利用膠球泵使凝汽器內藥液循環(huán)流動(dòng)，免去安裝獨立循環(huán)泵。
(4)以凝汽器進(jìn)水管排氣門(mén)作為取樣點(diǎn)，對藥液濃度和鈣離子濃度進(jìn)行分析，以分析結果判定清洗終點(diǎn)。
清洗循環(huán)流程示意如圖 1 所示。
4 清洗過(guò)程
4.1 人工清洗
2 號機組停機后，打開(kāi)凝汽器人孔，進(jìn)入水室發(fā)現，凝汽器上下室約一半數量的管內存有大量黑色黏泥，且較松軟，用手可輕輕扣出。為使酸洗達到良好的效果，決定先用人工清洗的辦法，清除凝汽器管內壁上的黏泥，使管內垢類(lèi)完全暴露，保證與清洗液充分接觸，徹底清除結垢。
4.2 注水試漏
人工清洗結束后，對凝汽器進(jìn)行灌水試漏。因未對進(jìn)出水室出入口進(jìn)行封堵，所以檢查凝汽器的嚴密性十分重要。如進(jìn)出口閥門(mén)關(guān)閉不嚴，清洗過(guò)程中勢必會(huì )造成清洗液外漏，導致藥劑濃度不夠，清洗不徹底。如閥門(mén)關(guān)嚴后仍有水泄漏的情況出現，則需要計算出單位時(shí)間內漏出水量的大小，以便清洗過(guò)程中補入和漏量等體積的藥液，保持清洗過(guò)程中清洗液液位恒定。
打開(kāi)凝汽器上室出水側人孔，向凝汽器中注水，使水位達到人孔位置以下，觀(guān)察水室液位變化情況，當液位基本維持不變后，可確定凝汽器內部不漏。實(shí)際測量中，閥門(mén)關(guān)嚴后水室液位仍然下降，通過(guò)下降液位計算得知大約每30 min 凝汽器漏出水量為 400 L。
4.3 酸洗
酸洗過(guò)程為：
(1)凝汽器一側注水至上室出口人孔位置，關(guān)閉人孔，打開(kāi)上出水室上排氣口進(jìn)行排氣。加入TS- 151 緩蝕劑，打開(kāi)膠球泵進(jìn)行循環(huán)。
(2)循環(huán)均勻后，加入硝酸。加酸完畢后，繼續注水，直至上室出口排氣管有水排出，證明凝汽器內部水位已滿(mǎn)。每30 min 補入400 L 藥液，以保證凝汽器中的液位不變。
(3)檢測酸洗液中的酸濃度及鈣離子濃度，當其基本維持不變時(shí)，可判定酸洗結束。單次循環(huán)酸洗約 6~8 h。
(4)酸洗結束后，打開(kāi)循環(huán)水進(jìn)出口閥門(mén)，啟動(dòng)循環(huán)水循環(huán)泵，對凝汽器殘留酸液進(jìn)行清洗，循環(huán)約 2 h 后，酸液直接排入循環(huán)塔池中。排空凝汽器進(jìn)出水室存水，打開(kāi)人孔進(jìn)行檢查。
4.4 酸洗過(guò)程中酸洗液鈣離子、酸濃度的變化
甲、乙兩側酸洗過(guò)程中酸洗液中的鈣離子變化如圖 2 所示。
甲、乙兩側酸洗過(guò)程中酸洗液中的酸濃度變化如圖 3 所示。
從加酸時(shí)刻開(kāi)始，即對凝汽器甲、乙兩側酸洗液中的鈣和酸濃度進(jìn)行檢測，以此對清洗終點(diǎn)進(jìn)行判斷。硝酸利用加酸泵，從凝汽器連通室上排氣器口連續打入，加酸過(guò)程中開(kāi)啟膠球泵，通過(guò)膠球泵循環(huán)使酸濃度逐漸均勻，凝汽器管內垢類(lèi)逐漸被溶解。
4.5 水槍沖洗及試漏
酸洗結束后，打開(kāi)人孔，采用高壓水槍人工沖洗，對殘留在不銹鋼管內的余垢進(jìn)行徹底清除。沖洗結束后，對凝汽器汽側灌水查漏，未發(fā)現不銹鋼管出現泄漏現象。
5 清洗效果
清洗結束后，對清洗效果進(jìn)行了檢查，結果表明：甲、乙兩側上下進(jìn)出水室、不銹鋼換熱管內及檔板目測無(wú)垢，與清洗前對比效果明顯。上下進(jìn)出水室底部有厚厚一層清洗后脫落下來(lái)的硬垢，進(jìn)出水室內壁基本清洗干凈。
2 號機組開(kāi)車(chē)發(fā)電后，凝汽器端差由洗前的 11 ℃下降到5 ℃以下，經(jīng)計算，酸洗后可使機組煤耗降低3.6 g/(kW·h)，經(jīng)濟效益顯著(zhù)。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
根據電力行業(yè)凝汽器化學(xué)清洗標準〔1〕，對酸洗腐蝕速率進(jìn)行了檢測，結果表明，酸洗腐蝕速率為 0.221 g/(m2·h)，遠小于腐蝕速率≤1 g/(m2·h)的指標要求。
6 總結
(1)針對2 號機組凝汽器自身特點(diǎn)，利用現有管路及設備采用新型清洗工藝進(jìn)行循環(huán)清洗。清洗結果表明，清洗效果明顯，且清洗費用相對于常規凝汽器清洗方法節省20%，為廠(chǎng)家節約了資金。
(2)本次清洗所用方法在國內火力發(fā)電廠(chǎng)凝汽器清洗中，尚屬少數案例，其成功經(jīng)驗，有利于此種快速便捷的清洗方法的廣泛推廣。
