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300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方 案 凝汽器化学清洗与成膜技术方案 批准：郭利 审核：徐忠鹏 编写：吕本芳 2014 年 3 月 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 1 目录 1概述 2编制依据与参考标准 3化学清洗系统与安装 4清洗工艺设计 5清洗操作步骤 6组织与分工 7化学清洗安全措施 8清洗质量检查与验收标准 9技术资料和交付进度 10 化学清洗药品 11 清洗系统主要设备 12 化学清洗测定方法 13 附录 14 清洗系统示意图 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 2 1 概述 1. 1 300MW工程 #1 机组凝汽器设备，运行方式为单元制运行，主凝汽器以VWO 工 况为设计工况，循环水量为37800t/h(参考值 ) ，凝汽器允许循环水温33下连续 运行，在凝汽器的喉部装有两个低压加热器。 凝汽器主凝结区管材为HSn70-1AB，空冷区管材为BFe30-1-1 ，凝汽器面积 20150m 2( 参考值 ) 。 按照业主要求，本机组在运行前进行化学清洗后再成膜保护。 该凝汽器材质为黄铜管，根据新建机组设备的状况，设备黄铜管经预处理、碱洗 灭菌杀死微生物、除去铜管的油污, 再水冲洗 , 冲出脱落的机械污物, 盐酸清洗 , 露 出铜管底色后，再进行成膜保护。 1.2 具体参数： 序号项目内容 1 型式 单壳 体、 对 分 、 双 流程 、表 面 式、全焊结构 2 壳体设计压力及管侧设计压力0.3MPa 3 凝汽器管总有效面积20150 4 循环水量37800t/h 5 管内平均循环水流速2m/s 6 设计清洁系数0.85 7 循环水设计进水温度20 8 循环水允许最高进水温度36 9 管子总水阻76kPa 10 凝汽器管材料 顶部圆周段HSn70-1AB 主凝结段HSn70-1AB 空冷区BFe30-1-1 11 凝汽器管数量 顶部圆周段 1148 根 主凝结段 17388 根 空冷区 1240 根 12 凝汽器管尺寸 管径×壁厚(mm) 主凝结段及空冷区28*1 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 3 序号项目内容 顶部圆周段28*1.2 有效长度 11.688m 单根长度 11.701m 13 管板材质、厚度Q235-A,50mm 14 壳体材质、厚度Q235-A,20mm 15 管支撑板 材质Q235-A 厚度16mm 16 凝汽器热井容积15m 3 （暂定） 17 凝汽器外形尺寸长×宽×高（mm ）15941*12260*13950 18 凝汽器外壳与汽轮机排汽口连接型式焊接 19 防腐措施 在水室内部涂防锈漆, 阳极 选用驱动电位高的 MGM镁合金牺 牲阳极。 2 . 编制依据与参考标准 2.1 DL/T957-2005火力发电厂凝汽炉化学清洗及成膜导则; 2.2 DL/T794-2012火力发电厂锅炉化学清洗导则; 2.3 GB/T12145-1999 火力发电机组蒸汽动力设备水汽质量; 2.4 DL/T560-1995火力发电厂水汽化学监督导则; 2.5 HG/T2387-1992工业设备化学清洗质量标准; 2.6 GB/T11407 MBT （促进剂M ，2- 硫醇基苯 騈 噻唑的测定C7H6NS2） ; 2.7 ASTM GI-90(99)腐蚀试样的制备, 清洗和评定标准; 2.8 GB8978-1996 污水综合排放标准; 2.9 DL/T 523-1993盐酸酸洗缓蚀剂应用性能评价指标及浸泡腐蚀实验方法; 3 化学清洗系统与安装 3.1 化学清洗系统 3.1.1清洗系统的水容积含临时系统总容积为 m 3 清洗系统水容积表 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 4 编号设备名称水容积 (m 3) 1 水室 ( 含铜管 ) 190 2 临时系统10 3 合计200 3.1.2化学清洗系统图: 详见凝汽器清洗系统图， 临时清洗系统部分：清洗系统与凝汽器接口实现对接； 3.1.3清洗工艺流程： 3.1.3.1回路 一回路：清洗箱清洗泵凝汽器甲侧入口甲侧出口乙侧入口乙侧出口 清洗箱 二回路：清洗箱清洗泵凝汽器乙侧入口乙侧出口甲侧入口甲侧出口 清洗箱 3.1.3.2为了提高清洗流速, 清洗流程以串联方式连接, 清洗液从凝汽器的一侧的 入口进 , 如系统图所示, 经凝汽器顶部临时管串接后从另一口排出。也可反向运行， 单侧50%铜管 根 数 约为9888根 ， 其 流 通 面 积10.173 m 2 ， 清 洗 流 速 要 求 大 于 0.10m/s ， 清洗泵流量须达到1830m 3/h, 在此流量下为了保证清洗工作的安全 , 清洗 平台上装有2×1080m 3/h 泵 , 两台泵可单台运行，也可采用同时运行 , 清洗泵流量 超过 1830m 3/h, 清洗流速可满足清洗工艺要求。 3.2 安装 ： 3.2.1在凝汽器循环水进、出口用6-8 钢板封死， 内加 80-100 槽钢做加强筋。 3.2.2在凝汽器前板合适位置开口（或将人孔门卸下，制作安装临时人空门）， 用 219×6 无缝钢管， 作为凝汽器清洗、出口管，并安装各一DN200PN16的阀门。 3.2.3将凝汽器排空气门断开，用89×4 管道接至临时清洗箱作为排气排水管。 3.2.4进出口临时管道上要各安装一DN15PN16的临时取样阀门、温度表与0.6MPa 的压力表。 3.2.5在清洗系统临时管上安装临时DN300PN16的管道加热器，厂内辅汽适当位 置开口用89×4.5 无缝钢管与管道加热器接通。 3.2.6除盐水的安装用159×4.5 管道将除盐水接在临时清洗系统。 4 清洗工艺设计 4.1清洗过程分为预处理（加堵板、高压射水冲洗污物）、水冲洗、碱洗、水冲 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 5 洗、盐酸清洗、酸洗后水冲洗、成膜、检查验收与恢复等步骤。 4.2 工艺设计 4.2.1预处理：焊接加凝汽器进、出口堵板（也可用木板封堵）、高压射水冲洗 水室与铜管污物。 4.2.2水冲洗：除盐水（或工业水）出水澄清无机械颗粒物与悬浮物。 4.2.3碱洗 除油剂： 0.05-0.1% ； 碳酸钠： 0.3-0.6% ； 助剂： 0.05 ； 温度： 40-50 ； 时间： 6-8 小时。 4.2.4水冲洗：除盐水（或工业水）冲洗出水pH9.0 ，澄清无机械颗粒物与悬浮 物。 4.2.5盐酸清洗（用除盐水） 缓蚀剂： 0.3%-0.4% ； 盐酸： 3%-5% ； 温度： 40-50 ； 时间： 4-6 小时。 4.2.6除盐水冲洗 出水澄清无机械颗粒物与悬浮物； PH值：大于4 4.2.7成膜 BTA： 200-300mg/L ； MBT ： 300 mg/L ； 氢氧化钠：适量； 温度： 40-50 ； PH值： 9-12 ； 时间：大于24 小时。 4.3 加热方式： 清洗系统加热采用蒸汽混合加热方式，清洗过程中采用清洗管道式加热器混 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 6 合加热。 4.4 加药方式： 本次清洗采用动态循环方式清洗，配药在清洗系统内进行。在循环状态下将 清洗药品加至清洗箱中。 4.5 酸洗成膜后废水处理： 清洗结束后, 碱洗、酸洗、成膜废液排入中和池进行中和处理( 可排入冲灰系 统，酸和灰垢作用可自行中和) ，达标排放；各阶段冲洗水排地下废水废水系统。 4.6 化学清洗及成膜质量目标 4.6.1 清洗后的表面应清洁，无残碳膜，无残留硬垢，除垢率不小于95% 。 4.6.2凝汽器管（黄铜管）成膜后，宏观检查膜应均匀致密并满足以下要求： 4.6.2.1目视法：成膜均匀致密；成膜颜色MBT膜为近似无色或棕红色； 4.6.2.2滴定：用20% 氨水滴溶检验，滴加入试样表面的时间开始，至滴溶点50% 以上面积露出黄铜基体本色为终点的时间为止，达到优秀标准。具体标准如下： 成膜介质检验标准优良合格不合格 MBT 20% 氨水点滴溶膜时间（S）30 15 15 5 清洗操作步骤 5.1 清洗前系统的预处理 5.1.1隔离：在凝汽器水室内将循环水进、出口水管用钢板封堵严密。 5.1.2凝汽器水室清理：清扫干净水室杂物, 检查冲洗保证每根铝铜管内的粘泥完 全冲出。 5.1.3吹干：用压缩空气吹干水室和铝铜管, 并在通风条件下使水室和铝铜管干燥, 以便汽侧注水查漏。 5.1.4汽侧注水查漏： 水侧干燥状态下向汽侧注水至接颈部, 检查铝铜管及管口胀接处有无泄漏, 漏 时则应先作记号, 然后铝铜管内漏加堵, 管口 渗漏补胀 , 确认严密无汇漏后仍应将 汽侧注水至颈部。 5.1.5临时系统的连接与检漏： 临时 系统 和所 有正 式设 备须 可 靠无 渗漏 , 启动清 洗循环 泵对系统进行严密 性 试验 , 查漏消缺。 5.2 水冲洗： 进除盐水 , 启动清洗泵大流量冲洗至水清透明，无机械杂质与悬浮物。 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 7 5.3 碱洗：系统充满水, 建立循环 , 加温 40-50 ，加计算量的除油剂、碳酸钠, 循 环 6 8 小时后排放。 5.4 碱洗后水冲洗：进除盐水, 启动清洗泵大流量冲洗至pH9。 5.5 酸洗：冲洗合格后, 开启一台清洗泵进行循环, 当水温升至40时 , 加入计算量 的缓蚀剂、还原剂, 循环半小时，使缓蚀剂均匀，然后向清洗箱缓慢加盐酸, 并根 据泡沫多少，适当加消泡剂, 清洗时间4-6 小时左右 , 清洗中根据分析结果, 进、出 口酸浓度连续半小时相差0.1%且稳定不降低, 可结束酸洗。 5.6 酸洗后水冲洗：进除盐水, 启动清洗泵大流量冲洗至pH4。 5.7 成膜：冲洗结束，将计算量的MBT 、BTA用氢氧化钠溶解成液状，加入清洗循 环系统，控制系统内MBT浓度为 300mg/L ，BTA200-300mg/L ，PH值 9 12，循环 大于 24 小时，视监视铜环成膜情况，结束成膜。 5.9 酸洗成膜后废水处理：清洗结束后, 碱洗、酸洗、成膜废液排入中和池进行中 和处理 ( 可排入冲灰系统，酸和灰垢作用可自行中和) ，达标排放；各阶段冲洗水 排地下废水废水系统。 5.10 清洗分析监测表 凝汽器铜管清洗成膜参考工艺及控制标准 序 号 工艺步骤清洗介质温度时间控制标准备注 1 汽 侧 灌 水 查 漏 除盐水室温无漏管管板干燥后，再查 漏 2 系 统 冲 洗 及 严密性试验 除盐水室温2 3h 无 泄 漏 ， 出 水 澄清 3 碱洗除油剂+碱洗剂40-50 6-8h pH： 9-12 分析间隔1h 4 水冲洗除盐水常温pH 9.0 分析间隔随时 5 酸洗HCl 3% 5% 缓蚀剂0.3 0.4% 40-50 4 6h 酸度3% 5% 除去碳膜、污垢， 氧化铜露出金属基 体本色，分析间隔 1h 6 水冲洗除盐水pH 4 分析间隔随时 7 胶 球 或 高 压 水清洗 无 油 压 缩 空 气 或 水 去 除 管 内 和 水 室 内的污泥 （必要时 执行） 8 成膜MBT 300 mg/L BTA200 300mg/L 温度40 50 大于 24h pH9.0-12.0 分析间隔1h 视 成 膜 色 别 与 滴 定效果 6组织与分工 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 8 6.1 组织 6.2 分工 6.2 1 电厂职责 6.2.1.1负责协调现场出现的异常情况。 负责协调将不参与清洗的公用系统进行隔离。 负责非清洗系统与清洗系统的设备隔离； 负责指定废水排放点。 负责指定水、电、汽源开口或接口位置，并无偿提供水、电、汽的使用。 负责清洗与成膜作业指导数的审核。 负责清洗过程中的化验监督、腐蚀监督和验收工作。 6.2.1.2工程监理职责 负责清洗现场的安全监督与考核。 负责清洗与成膜作业指导数的审核。 负责清洗过程中的化验监督、腐蚀监督和验收工作。 6.2.1.3清洗公司职责 负责提供清洗设备的配置、运输、安装、临时清洗系统操作、拆除与恢 复。 负责清洗用药品的购置、运输和检验。提供出厂合格证及检验报告并由 需方进行检验确认。 负责清洗工艺方案制定与实施，清洗全过程的操作，清洗检查后提交清 洗报告。 负责临时系统水源、汽源开口、安装及电源接装与工作完成后的恢复。 负责提供清洗与成膜小型试验并提供小型实验报告。 7. 化学清洗安全措施 7.1 参加清洗人员必须学习清洗安全和操作规程，熟悉清洗用药的性能和灼烧伤 急救方法。 7.2 清洗过程中，有条件的应有医务人员值班，并备急救用品。 7.3清洗现场须有消防水（消防水），管路畅通，现场必须挂安全警告标语牌， 并做好安全宣传工作。 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 9 7.4 清洗前对清洗系统进行逐项安全检查，不留隐患，对影响安全清洗的一切不 利因素进行妥善处理。 7.5 清洗系统的压力表指示准确，清洗前经测试合格，清洗过程中压力控制不得 超过 0.3 Mpa 。 7.6 清洗过程中，禁止在清洗系统及清洗现场进行其他操作。 7.7清洗过程中，应有检修人员值班，随时检修设备的缺陷，处理应急问题。 7.8配备专用劳动防护用品：防护工作服、胶皮手套、口罩、防护眼镜等，以防 酸碱灼烧伤。 7.9 清洗现场必须配有“严禁明火”、“有毒危险”、“腐蚀危险”、“高温危 险”、“请勿靠近”等安全警示牌，并装设安全围栏。 7.10 清洗现场与取样点、化验站和监视管（环、片）附近必须配置安全水和应急 处理的石灰粉等药剂。 7.11 临时加热蒸汽阀门的压力等级必须高于所连接汽源阀门的压力等级，并采用 铸钢阀门，为防止人员烫伤，临时蒸汽管道必须采取临时保温措施。 7.12严格执行国家技术监督局、安监局、劳动局和电力行业有关安全规程。 8. 清洗质量检查与验收标准 8.1清洗质量检查 8.1.1清洗后取一至两根铜管对凝汽器铜管的清洗状态进行检查、验收，根据现 场清洗指标、试片及监视管段的清洗效果做出综合评价，由三方签证认可；由济 南安利源动力化学有限公司写出锅炉化学清洗技术报告。 8.2验收标准 8.2 1 清洗后的金属表面清洁，无残碳膜， 基本上无残留垢，除垢率不小于为85% 合格，除垢率不小于95% 为优良。 8.2.2腐蚀速率及腐蚀量符合火电厂凝汽器化学清洗及成膜导则要求，即腐 蚀速率应小于1g/m 2.h ，总腐蚀量应小于 10g/m 2。 8.2.3凝汽器管（黄铜管）成膜后，宏观检查膜应均匀致密。 9. 技术资料和交付进度 9.1一般要求 9.1.1提供的资料应使用国际单位制，语言为中文，提供纸版和电子文本。 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 10 9.1.2资料的组织结构清晰、逻辑性强。资料内容准确、一致、清晰完整，满足 工程要求。 9.1.3资料的提交及时、充分，满足工程进度要求。在开工前15 日内给出全部技 术资料，并经需方确认。 9.1.4提供的正式技术资料为书面资料6 套。 9.1.5提供的修改版资料对修改部分作出明显的标识或标注。 9.2 需提供的资料 9.2.1施工、调试、试运、性能试验和运行维护所需的技术资料； 9.2.2相关检验记录、试验报告及质量合格证等出厂报告； 9.2.3凝汽器清洗及成膜方案； 9.2.4 临时系统配置； 9.3 在清洗前15 天将需要需方、安装单位配合解决的项目进行书面说明。 9.4 提前 15 日提供清洗及成膜方案给需方，经需方认可后实施。 10 、化学清洗药品 1 缓蚀剂98% 600 2. 还原剂99% 50 3. 盐酸30% 29000 4.MBT 98% 150 5.BTA 99% 150 6. 碳酸钠 98.5% 800 7. 氢氧化钠 96% 1000 8. 消泡剂30% 20 9. 除油剂90% 200 11、清洗系统主要设备如下表 清洗平台主要设备表 编号名称规格单位数量 1 清洗箱10m 3 台1 2 清洗泵流量 880m 3/h 扬程 25m 台2 3 压力表0-0.6Mpa 块6 4 测温计0-100 个6 5 管道 219- 89 米250 6 阀门DN200 -DN80 知8 7 管道加热器DN300PN16 只1 8 取样阀DN15PN16 只2 9 手拉倒链各6 10 手动起重工具台2 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 11 11 安装手动工具宗1 12 化验设备套1 13 道木250*200*2500 根4 12、化学清洗测定方法 12.1. 清洗剂浓度的测定 12.1.1试剂 0.1mol/LNaOH 溶液 1% 酚酞指示剂 12.1.2 测定方法 取清洗液V ml （一般1-5 ）于 250ml 锥形瓶中，加除盐水稀释至100ml，加 2 滴酚酞指示剂， 用 0.1mol/LNaOH 滴定至溶液呈粉红色为终点，记下消耗体积a ml。 12.1.3 结果计算 清洗液中酸的百分含量: C H=0.1 ×a×36.5/ （V×1000） =3.65a/ （V×10）（ % ） 指示片重量数据记录 腐蚀指示 片编号 腐蚀指示片面积 （cm 2 ） 洗前重量 （ g） 洗后重量 （g） 重量差 （g） 操作员：监督人： 指示片重量腐蚀速率计算公式 V= M/ST M 重量差平均值， g; S 示片表面积平均值, ; T 酸洗时间， h。 13 附录 1.清洗主要过程数据记录 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 12 时间控制 指标备注 2.酸洗阶段数据记录 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 13 时间 酸浓度 % 进口 酸浓度 % 出口 温度 进口 温度 出口 阶段说明 化验员：监督人： 3.成膜阶段数据记录 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 14 时间pH 温度 化验员：监督人 300MW工程 #1 机组凝汽器化学清洗与成膜技术方案 15 4. 化学清洗成膜质量检验验收表 单位工程名称：4*300MW机组 #2 凝汽器分部项目工程名称：化学清洗与成膜 序 号 验收项目 质量标准 检查 方法 质量检 验结果 质量 评定 备注 合格优良 1 腐蚀总量 g/ m 2 10 挂试 片 指示片 2 腐蚀速度 g/ m 2. h 1 挂试 片 指示片 3 清洗效果 清洗表 面基 本干净 ，基 本无残 碳膜 基本无 残留 硬垢， 除垢 率 不 小 于 85% 清洗表面清 洁，无残碳 膜，无残留硬 垢，除垢率不 小于 95% 目测 铜管表 面 4 成膜状况 成膜基本形 成完整 成膜均匀 致密完整 目测 铜管表 面 滴定 5 质量总评 业主单位 年月日 监理单位 年月日 施工单位 年月日 压 力 表 压 力 表 水 位 计 水 位 计 凝汽器清洗与成膜系统示意图 #12 门 清洗泵 清洗箱 除盐水 蒸汽阀 图名 图 号 #1 #2A #2B 门 #3A #3B #4 #7 #8 #10 #11 #9 门 出口 取样 入口 取样 凝汽器清洗工艺图 #5 #6