脱硫系统烟气换热器积垢的化学清洗方法

点击：1854 日期：[ 2014-04-26 22:06:01 ]

脱硫系统烟气换热器积垢的化学清洗方法贺光辉1,熊昌利2 (1·广州市唯普电力科技有限公司,广州510635;2·华能汕头电厂,广东汕头515071) 摘要:大型火力发电机组脱硫系统的烟气换热器(gasgasheater,GGH)容易积垢堵塞,严重影响锅炉的安全运行,必须对其进行清洗除垢。为此,介绍了清洗火电厂脱硫系统GGH的专用化学WP-T04清洗剂的清洗原理、清垢方法、清洗工艺,并以静态、动态试验验证清洗剂的清洗效果,以腐蚀试验说明清洗剂对脱硫装置无腐蚀作用。该清洗方法在广东某火电厂的应用取得良好效果。关键词:湿式石灰石-湿法烟气脱硫系统;GGH积垢;清洗中图分类号:TK228;TM621·8　文献标志码:B 目前,国内大型火力发电机组的脱硫系统几乎都安装了湿式石灰石-湿法烟气脱硫装置,而大部分脱硫装置选择了气-气加热器,即烟气换热器 (gasgasheater,GGH)。脱硫系统的GGH运行时在线吹灰装置运行良好的情况下,绝大多数电厂都存在GGH积垢堵塞、换热效率差、运行压差远高于设计值等问题,严重影响脱硫增压风机的运行,甚至整个锅炉的安全运行,为此,大部分电厂不得不停运脱硫系统,进行GGH的清洗除垢工作。广东省某电厂1号机组为国产亚临界自然循环锅炉,于2006年安装了湿式石灰石-湿法烟气脱硫装置,脱硫系统的GGH是豪顿华公司生产的30·5GVN500型,原烟气侧设计烟气阻力418Pa, 净烟气侧设计烟气阻力382Pa。投入运行以来,烟气阻力不断上升,最高值已经接近1kPa,运行中吹灰器高压水冲洗已经不能降低差压,需要停运进行清洗除垢。 1　清洗剂试验 1·1　垢样成分分析为全面了解脱硫系统的GGH结垢化学成分, 判断WP-T04清洗剂的适应性,确保清洗效果,化学清洗前进行了GGH结垢情况检查,取样进行成分分析。外观检查该结垢,垢质坚硬,附着牢固, 呈灰黄色。垢样的化学成分分析结果见表1。从表1可知,垢样为硅酸盐和硫酸盐的复合难溶垢物,一般的化学清洗剂很难清除。 1·2　清洗原理对于硅酸盐和硫酸盐这种复合难溶垢物,传统的锅炉清洗方法一般采用碱煮转型(酸洗)溶解法, 但在脱硫系统的GGH中不具备这种清洗条件。我们利用清洗剂在水溶液中离解成H+和酸根负离子,强力渗透快速润湿硬垢,酸根负离子对钙、镁等二价金属离子及Ca2+和Mg2+的无机盐有很好的螯合作用,在螯合反应和H+的共同作用下,达到除垢目的。同时我们配以高耐受性的阴-非离子表面活性剂,起到加速软化和剥离作用。 1·3　WP-T04清洗剂的开发试验 WP-T04清洗剂的开发试验主要考虑以下几方面的因素: a)腐蚀安全性。系统中搪瓷和不锈钢等设备应无腐蚀或微腐蚀。 b)清洗速率。环保部门对脱硫系统的运行时间考核越来越严格,因此,停运后的清洗时间越短越好。 c)清洗经济性。成本尽可能低廉才具有市场竞争力。为此,我们进行了大量的溶垢试验,确定了清洗剂的组分。最终试验时,对垢物不进行破碎处理,尽量保持原样,置于专用清洗剂中浸泡,直至完全溶解。专用清洗剂包括耐酸性的表面活性剂 (微量,如OP-10、AES)、缓蚀剂、酸性清洗剂(主剂,质量分数一般在10%~15%)、强力渗透剂(鳌合剂、鳌合垢中的钙离子,使反应向有利于溶垢的方向进行)。为验证WP-T04清洗剂的清洗效果,在清洗前,对WP-T04清洗剂进行了专项静态试验。静态试验在实验室中进行。试验时,WP-T04清洗剂的质量分数取10%(与现场清洗剂质量分数一致), 在试验容器中浸泡GGH积垢样品,浸泡8h后, 取样观察,清洗效果明显,结垢基本全部清洗掉。清洗效果如图1所示。 1·4　WP-T04清洗剂的动态试验我们用WP-T04清洗剂对湖南某电厂300MW 机组脱硫系统的GGH进行了动态清洗试验,清洗结果表明GGH上的积垢脱落明显,可见GGH搪瓷蓝色。清洗前后的对比如图2所示。 1·5　WP-T04清洗剂的腐蚀试验为验证WP-T04清洗剂中某些化学物质会对脱硫装置GGH产生影响,有必要对要清洗的典型的 GGH材料进行分析,主要的设备材料见表2。结合GGH化学清洗时工艺参数,选用了英国豪顿华公司和广州得盛搪瓷发展国际有限公司的GGH搪瓷样品进行了各种材料动态条件下的缓蚀试验。缓蚀试验在试验室中进行,试验时,将样品浸泡在清洗剂中7天,温度80℃。缓蚀效果优良,样品搪瓷表面未失光,无腐蚀痕迹,未见点蚀现象。 2　GGH清洗工艺 2·1　GGH清洗工艺流程利用临时加装的清洗箱配制清洗药品,控制清洗剂的质量分数为15%。常温下,通过输送水泵、清洗管道,把清洗剂从GGH检修人孔门引入,利用自制的喷淋装置对GGH换热元件进行喷淋清洗。清洗液通过集水池进行收集后,通过回收水泵输送到清洗箱中,实现循环清洗。清洗期间定期检测清洗剂质量分数,质量分数下降超过2%时,及时补充清洗剂。当清洗剂质量分数基本稳定不再下降时,化学清洗过程结束。清洗废液汇集到集水池,加入中和剂处理,检测pH在6~9时,排到电厂废水处理中心。废液排空后,利用电厂脱硫系统的吹灰器对GGH换热元件进行高压水冲洗3个周期,约12h,压力10 MPa。GGH清洗工艺流程如图3所示。 2·2　清洗效果 2008年3月8—12日,对华能汕头电厂1号机组脱硫系统GGH实施了化学清洗,清洗过程安全顺利。检查结果(满负荷时)如下: a)清洗后的GGH运行差压为580Pa,同比下降80%; b)增压风机运行电流同比下降40A; c)清洗后GGH进(出)口烟温为123(86)℃, 设计值分别为126(≥85)℃,未降低GGH换热效率; d)GGH上表面搪瓷基本见蓝色,搪瓷层没有损坏,如图4所示。 3　结论 a)清洗后,电厂脱硫装置的GGH运行压差、脱硫增压风机运行电流明显降低,经济效益明显。 b)WP-T04清洗剂对脱硫GGH上硅酸盐和硫酸盐复合积垢的清洗效果良好。清洗工艺和化学药品对清洗设备无腐蚀。 c)本次化学清洗中清洗设备选型适当,清洗系统安全可靠,清洗工艺设计合理,为GGH积垢的化学清洗积累了宝贵经验,对火力发电厂脱硫装置的安全经济运行提供一定的保障。参考文献: [1]曾庭华·湿法烟气脱硫系统的安全性及优化[M]·北京:中国电力出版社,2004· [2]郝吉明,王书肖,陆永琪·燃煤二氧化硫污染控制手册[M]· 北京:化学工业出版社,2001· [3]尹殿喜,王力,徐程宏·广东地区燃煤电厂脱硫现状及经济分析[J]·电力技术经济,2001(6):32-34· 作者简介:贺光辉(1972-),男,湖南岳阳人。工程师,现主要从事火力发电厂化学清洗技术研究工作。

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