摘要：火电厂热力设备清洁工艺直接关系到电厂的高效运行。本文介绍了采用化学清洗剂对电力设备进行化学清洗的新方法，还介绍了进行化学清洗的操作方法、注意事项及经济效益，为电力系统提出了一种安全、可靠的防污方法。
关键词：热力设备；化学清洗；工艺
1化学清洗的重要性
1.1不同类型机组垢类特点
1.1.1基建机组垢类特点
基建机组受热面上的垢、沉积物主要是在设备加工、运输、储存、安装过程中产生高温氧化皮、常温下氧腐蚀产生腐蚀产物、油脂涂层、泥砂、焊渣和污染物等。基建机组最大的特点是各部位的垢类型单一、垢量少。高温氧化皮主要集中在过热器和再热器系统；油脂涂层主要集中在铜材质系统和炉前系统，包括铜材质的凝汽器、低加、冷油器等；常温下产生的腐蚀产物、少量的高温氧化皮主要集中在炉前系统和省煤器、水冷壁系统和低温过热器系统；泥砂等杂物则存在于整个热力系统中。
1.1.2运行机组垢类及特点
运行炉在运行过程中，随给水带入的杂质离子和水汽系统产生的腐蚀产物在金属受热面上沉积形成的氧化铁垢、钙镁水垢、铜垢、硅酸盐垢和油垢、硅垢等，以及过热器系统产生的高温氧化皮、沉积物。与基建机组相比，运行机组的特点是各部位的垢类型比较复杂、垢量大，且往往是多种垢同时存在于热力系统的同一部位。过热器和再热器系统主要是成分为铁及合金为主的高温氧化皮；省煤器、水冷壁系统主要是铜铁垢、硅垢、磷酸盐垢，对于给水品质比较差的机组，往往还有钙镁垢；凝汽器、冷油器等水侧则主要是钙镁垢、磷酸盐垢和少量腐蚀产物等。
2.2沉积物的危害
使炉管金属过热和损坏，缩短锅炉的使用寿命。2）致使炉管变薄、穿孔而引起爆管。3）引起炉管堵塞或破坏汽水流动。4）水质长期不合格，延长了机组启动时间。5）低合金钢在接近和高于运行温度（538℃）时产生高温腐蚀，过热器、再热器的铁在高温下被氧化，导致金属壁温的上升，氧化垢的形成速度更快。金属氧化物累积后，在运行过程中可能脱落，对管道及汽机产生危害。
2.3化学清洗的重要性
化学清洗的目的，就是彻底清除锅炉金属受热面上的沉积物和腐蚀产物，使锅炉受热面保持洁净状态，改善水汽品质、保持锅炉良好的传热效率、减缓金属腐蚀和沉积物的产生。不同的清洗项目，受发电厂和清洗公司关注的侧重点不同，影响清洗质量风险因素的权重也不同。影响清洗质量前三位的因素通常是清洗人员素质、清洗工艺过程控制和清洗项目费用控制，因为他们会直接影响到其他风险因素的管理控制。清洗人员素质，特别是项目技术负责人的素质，会关系到对被清洗设备腐蚀结垢状态的掌握程度、清洗方案制定的合理性、清洗准备的充分性、技术交底的深度、清洗进程的判断和控制、清洗废液处理的符合性、清洗项目的验收和质量评定等。清洗工艺过程控制的质量，会关系到清洗设备的操作、加药/排放/冲洗的控制、清洗过程中各种技术指标的监测、清洗介质的温度/浓度/流速的调节控制、前后清洗工艺之间的转换衔接等，最终直接影响清洗质量。清洗项目费用控制，甲乙双方都极为重视。
2相关质量控制
2.1清洗方案
制定清洗方案重要的是确定选用清洗介质、清洗工艺、清洗方式、清洗系统的划分和接入点、清洗质量保证以及清洗废液处理。制定方案应是建立在对热力设备系统、材质、腐蚀结垢状态充分了解、小型清洗试验取得良好结果的基础上进行的。
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2.2药品
选用清洗介质要充分考虑对热力设备金属材料的适应性，不能发生因酸介质选用不当致使金属发生应力腐蚀、选择性腐蚀现象；也要充分考虑清洗介质对被清洗物质的溶解能力、络合能力、再沉淀性等。药品到货检验也是质量控制的重要环节，是技术和商务共同要求的控制点。
2.3清洗工艺过程控制
完整的化学清洗要经历多个工艺步骤过程，不同的工艺，冲洗、加药、浓度、温度等控制也各不相同；恰当地确认结束当前的清洗步骤，紧凑连接后一个清洗步骤，每个环节都会影响到清洗质量。
对分析使用的仪器设备、器皿、试剂做好充分准备也是不容忽视的关注点，有正确的数据，才能作出正确的判断。当清洗过程中，某个工艺技术指标达不到方案既定的要求，例如清洗温度、清洗介质浓度等，致使清洗工艺与既定方案要求发生偏离，清洗单位应对造成的原因、可能产生的清洗质量后果进行分析，提出可以采取的改善建议报告业主单位，共同商定后续清洗进程、采取的措施和工艺控制要求，最大程度地保证清洗质量。
3化学清洗工艺的选择
3.1材质为碳钢时的工艺选择
受热面为碳钢材质，不管其垢为何种类型，垢量有多少，运行炉还是基建炉，最佳清洗工艺是盐酸清洗。在盐酸中加入少许氟化物，可以使其清除油脂、碳膜外的所有类型的垢，并且其清洗的速度较快，所需的清洗温度低，能够达到彻底洗净的目的，除此之外其价格便宜、货源广，安全性也较高，完全可以满足不同的清洗要求及相应的废液处理要求。其缺点是垢剥离量大易产生堵塞，奥氏体钢易产生氯脆，不适宜清洗不锈钢管材。
3.2材质中存在不锈钢时的工艺选择
当不锈钢或其它成分存在于材质中时，可选择HEDP或氨基磺酸来进行清洗。而在其中添加少量的助溶剂时，可使其具有与盐酸同等的清洗功能和效果，并且腐蚀速率也会明显小于盐酸清洗，所以其可以满足清洗基本的要求，并且具有不挥发、无刺激气味和对人体毒性小的特点。只是相对于盐酸，其综合成本较高。
3.3小垢量及有工期限制条件下的工艺选择
基建锅炉或者运行炉垢量不大，四氧化三铁垢>40％，铜、硅、碳酸钙垢均<5％，并且受到工期限制时，最佳的化学清洗剂便是EDTA了。因为用EDTA来清洗，可以一次性完成清洗漂洗钝化，清洗系统简单，时间短，能够同时满足清洗要求和工期要求。缺点就是辅助系统复杂，配药、回收工作量大，同时清洗的垢量、垢的类型受到一定程度的限制，废液处理比较复杂，综合成本较高。
3.4凝汽器清洗的工艺选择
凝汽器是火力发电厂的一个重要辅助设备，它若结垢或腐蚀对机组具有很大的危害：①凝汽器管的使用寿命缩短；②凝汽器管腐蚀穿孔，冷却水漏入将污染凝结水，导致锅炉结垢和腐蚀，继续发展还会使过热器和汽轮机积盐结垢。凝汽器管为铜管时的清洗可采取氨基磺酸或者盐酸的清洗方式，为不锈钢管时则不能使用盐酸清洗。目前根据相关文献报道也可用EDTA络合的方式清洗凝汽器管。羟基乙二胺三乙酸（HEDTA）是EDTA的改进型产品，HEDTA具有螯合能力强，水溶性好等特点。羟基乙二胺三乙酸和有机酸加缓蚀剂、浸润剂、粘泥剥离剂等清洗助剂复配的有机清洗剂，在测试及工业应用上表明，该配方可以不停车清除换热器内部污垢，且对设备腐蚀性小，使用起来安全可靠。
4结束语
热力设备化学清洗工艺选择应科学化，只要清洗工艺控制得当，即可达到清洗效果、经济性、安全性以及环保要求，并能保证机组安全运行。研发毒性小、性能良好的化学清洗工艺以及相应的钝化剂、缓蚀剂，对化学清洗废液进行处理和回收利用，是未来化学清洗工艺发展的重要方向。
参考文献：
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[2]迟学富，周树兴.多晶硅项目设备管道化学清洗的管理技术[J].有色金属设计，2016，43（2）：57-60.
论文作者:郑辉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/17
标签：工艺论文; 凝汽器论文; 化学论文; 机组论文; 系统论文; 盐酸论文; 沉积物论文; 《基层建设》2017年第12期论文;