T∕CEC 144—2017 过热器和再热器化学清洗导则.pdf
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1、ICS 27.100 F 20 备案号:53939-2016 中 国 电 力 企 业 联 合 会 标准 T / CEC 1442017 过热器和再热器化学清洗导则 Guidelines for chemical cleaning of superheaters and reheaters 2017-05-15发布 2017-08-01实施 中国电力企业联合会 发 布 T / CEC 144 2017 I 目 次 前言 1 范围1 2 规范性引用文件1 3 术语和定义1 4 过热器和再热器化学清洗的确定1 5 清洗单位2 6 技术要求2 7 化学清洗工艺条件的确定3 8 化学清洗系统的设计和安装
2、3 9 化学清洗工艺过程 4 10 清洗废液处理5 11 清洗质量指标 5 12 清洗中的化学监督 6 13 安全保证体系6 附录 A(资料性附录) 氧化皮的治理方法对比及化学清洗的意义7 附录 B(规范性附录) 晶间腐蚀试验9 附录 C(资料性附录) 腐蚀在线监测 10 附录 D(资料性附录) 典型清洗系统图11 附录 E(规范性附录) 除垢率测量方法 13 T / CEC 144 2017 II 前 言 本导则按照 GB/T 1.12009标准化工作导则 第 1 部分:标准的结构和编写给出的规则起草。 本导则由中国电力企业联合会提出。 本导则由电力行业电厂化学标准化技术委员会归口。 本导则
3、主要起草单位:西安热工研究院有限公司、华能国际电力股份有限公司、神华国华(北京)电力研究院有限公司。 本导则主要起草人:曹杰玉、李卫东、龙国军、姚建涛、张广文、刘锋、张贵泉。 本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心(北京市白广路二条一号,100761) 。 T / CEC 144 2017 1 过热器和再热器化学清洗导则 1 范围 本标准规定了过热器和再热器化学清洗的技术要求、质量指标和试验方法。 本标准适用于运行炉和基建炉过热器、再热器的化学清洗。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不
4、注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 8978 污水综合排放标准 GB/T 4334 金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法 DL/T 523 化学清洗缓蚀剂应用性能评价指标及试验方法 DL/T 794 火力发电厂锅炉化学清洗导则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 富铬层 Cr-rich layer 氧化皮合金元素偏聚,靠近基体位置的铬等元素含量高于基体合金的氧化层。富铬层具有降低氧化皮生长速度的作用。 3.2 气塞 air lock 立式管道内气体阻止液体流动的现象。 4 过热器和再热器化学清洗的确定 4.1 运行锅炉清洗条件 4.1.1
5、 运行锅炉过热器和再热器的化学清洗,可以避免氧化皮脱落引起的爆管,减少汽轮机冲蚀,延长炉管寿命,参见附录 A。 4.1.2 过热器和再热器符合下列条件之一的,应安排化学清洗: a) 氧化皮脱落造成爆管事故,且发生氧化皮大面积脱落; b) 氧化皮脱落造成下弯头管内沉积高度超过 1/3 管径。 4.1.3 过热器和再热器符合表 1 条件之一的,宜安排化学清洗。 表 1 宜进行化学清洗的条件 序号 材质 氧化皮厚度 mm 1 12Cr1MoV 0.30 2 T22、T23 0.20 T / CEC 144 2017 2 表 1(续) 序号 材质 氧化皮厚度 mm 3 T91 0.20 4 TP347
6、H、TP347HFG 0.09 注:采用金相显微镜法测量氧化皮总厚度。 4.2 基建锅炉清洗条件 4.2.1 再热器一般不进行化学清洗。出口压力为 17.4MPa 及以上机组的锅炉,再热器可根据情况进行化学清洗,但必须有消除立式管内的气塞和防止腐蚀产物在管内沉积的措施,并应进行应力腐蚀及晶间腐蚀试验,清洗液不应产生应力腐蚀及晶间腐蚀。 4.2.2 过热器垢量或腐蚀产物量大于 100g/m2时,可选用化学清洗,但应有防止立式管产生气塞和腐蚀产物在管内沉积的措施,并应进行应力腐蚀及晶间腐蚀试验,清洗液不应产生应力腐蚀及晶间腐蚀。 5 清洗单位 承担过热器和再热器化学清洗的单位应具备发电厂热力设备化
7、学清洗单位 A 级能力,严禁无证清洗。 6 技术要求 6.1 清洗单位应具有防止发生堵管、气塞、晶间腐蚀的技术能力和相应的技术手段,并具有腐蚀在线监测装置。 6.2 制定清洗方案前,应进行相关试验,包括: 清洗配方试验。除垢率应达到质量标准要求,清洗过程中不应产生氧化皮大量脱落。 缓蚀剂性能评价试验。缓蚀剂性能应达到在清洗流速、温度、时间条件下的缓蚀效率。 晶间腐蚀评定试验。敏化后的奥氏体钢清洗后应无晶间腐蚀(见附录 B) 。 6.3 应具有腐蚀在线监测手段(参见附录 C) ,并且在清洗过程中腐蚀速率发生异常时有相应的处理方法。 6.4 除正式系统壁温测点外,还应增加临时壁温测点,监测清洗过程
8、中的堵管情况,测点数量应覆盖易发生堵管的管道。 6.5 清洗药品在清洗前应全部运抵现场,并检验合格。 6.6 清洗系统中应有防止异物进入正式系统的措施。 6.7 清洗结束后应对联箱、节流孔等处进行异物检查。 6.8 清洗回路中应设置流量监测装置,清洗开始前应用超声波流量计校正确认。 6.9 化学清洗开始前,清洗所需的分析仪器、试剂及药品准备完全。 6.10 清洗现场备有通信设备,以便与主控、化水等联系。 6.11 清洗现场及相关区域照明正常。 6.12 红外测温仪、超声波流量计及 pH 计等检测仪器具备使用条件。 6.13 清洗现场的劳保用品具备使用条件。 6.14 清洗现场的急救药品配备齐全
9、。 6.15 参加化学清洗的人员由承包方负责安全技术交底,并完成对参加化学清洗的人员的安全培训。 6.16 化学清洗前应拆除或隔离易受清洗液损害的部件和其他配件。 T / CEC 144 2017 3 6.17 清洗结束后应对热工仪表连接管,取样、排空、放水等管路进行放水冲洗。 6.18 化学清洗后设备内的有害残液、残渣应清除干净。 6.19 设备清洗后的质量应符合第 11 章的规定。 6.20 必须有完善的废液处理方案。清洗废液应就地处理、达标排放,排放时应符合 GB 8978 的规定和当地环保标准。如果清洗废液必须外运,应交付给具有污水处理资质的企业,并提供相关证明材料。 7 化学清洗工艺
10、条件的确定 7.1 化学清洗工艺条件的选择,应根据氧化皮成分,过热器或再热器布置形式、材质等,通过试验确定。清洗介质在保证清洗及缓蚀效果前提下,应综合考虑其经济性及环保要求等因素。 7.2 清洗范围的选择:氧化皮厚度达到清洗要求,并且易发生脱落堵管的管路均应参与清洗。清洗前应对被清洗受热面进行氧化皮堵管情况检查及全面外观检查,已经发生氧化皮堵管或蠕胀变形的管路应在清洗前进行清理或更换。 7.3 选择的清洗介质应确保被清洗金属材料安全。清洗剂最大浓度应由试验确定,并应选择合适的缓蚀剂。 7.4 清洗介质的流速应大于 0.5m/s,最大流速应控制在缓蚀剂允许范围内,确保清洗过程中不发生气塞堵管。
11、7.5 化学清洗的温度应由小型试验结果确定,控制温度不应超过目标温度5。 7.6 清洗液中 Fe3+浓度不应大于 300mg/L,应准备足量的还原剂。 7.7 奥氏体钢清洗时,应按 GB/T 4334 的规定进行晶间腐蚀试验,清洗液对敏化的奥氏体钢不应产生晶间腐蚀。 8 化学清洗系统的设计和安装 8.1 化学清洗系统的设计原则 化学清洗系统的设计应根据过热器或再热器的结构特点、清洗介质、现场空间和环境等确定(参见附录 D) 。 8.2 清洗系统设计要求 8.2.1 水、汽源应充足,电源应安全可靠。 8.2.2 清洗回路设计应使各部位流速达到最低流速要求且均匀。清洗系统宜简化,便于操作。 8.2
12、.3 清洗泵宜选用耐蚀泵,并有备用泵。用普通清水泵作清洗泵时,应确保轴封严密,采用聚四氟乙烯等材料的盘根。 8.2.4 清洗系统设计应避免盲区,并减少接口数量。 8.2.5 清洗液加热应采用表面式加热器。 8.2.6 水冲洗时,流速应高于清洗流速。必要时可用凝结水泵辅助冲洗。 8.2.7 清洗系统可设计为开式或闭式循环,并应考虑清洗系统气体的释放和排放。 8.2.8 清洗系统设计应考虑临时系统冲洗,避免将临时系统脏物带入过热器或再热器系统。 8.3 加酸方式 8.3.1 清洗回路充满水后,当水温、缓蚀剂及其他助剂加入量达到要求时,应继续循环 1h,然后用加药泵或喷射器向清洗回路内加入浓酸,边循
13、环边加酸。 8.3.2 固态酸应先在溶药箱中充分溶解后再用加药泵将其送入清洗系统。加药口应设置过滤装置,防止杂物进入清洗箱。 T / CEC 144 2017 4 8.4 清洗回路划分 8.4.1 过热器、再热器应划分为独立回路进行清洗。 8.4.2 每个回路的不同部位应具有相近的通流截面或流速。 8.5 清洗系统安装 8.5.1 安装临时系统前,应对临时管道进行清理,检查确认没有杂物。 8.5.2 临时管道安装过程中,应采取措施,确保焊渣等杂物不会遗留在系统内。 8.5.3 清洗临时系统的焊接应先用氩弧焊打底,再进行焊接。 8.5.4 临时管道安装应按相应压力下正式管道的质量要求进行,并对焊
14、接质量进行检查。焊接部位应易于观察,焊口不宜靠近重要设备。焊接操作人员应持有锅炉压力容器焊工岗位合格证。 8.5.5 阀门在安装前必须研磨,更换法兰填料,并进行水压试验。阀门压力等级必须高于清洗泵相应的压力。阀门本身不应带有铜部件;阀门及法兰填料,应采用耐酸、碱的防腐蚀材料。 8.5.6 清洗泵入口侧和清洗箱出口侧应装滤网,滤网孔径应小于 5mm,有效通流截面应大于入口管截面积的3 倍。可选用反冲洗滤网或在清洗箱内加装滤网。清洗泵进、出口管道安装时,应采取热膨胀补偿措施。 8.5.7 清洗箱的标高及液位应满足清洗泵吸入高度要求。 8.5.8 清洗临时管路中的倒“U”形管顶部及过热器和再热器顶部
15、联箱,应设有排气管。 8.5.9 清洗系统中应设监视管。监视管段应选用氧化皮比较严重的过热器或再热器管,其长度大于400mm,两端焊接法兰。监视管段宜安装于循环回路的旁路,控制流速与清洗系统流速一致。 8.5.10 清洗系统中应设腐蚀在线监测装置。腐蚀在线监测装置的电极材质应包含过热器或再热器管的所有材质,且控制流速与清洗系统流速一致。 8.5.11 安装临时管,要考虑清洗时受热的膨胀量,应有缓冲膨胀的措施。在靠近临时接口或临时接口的母管上宜加装隔离门,以便进行临时系统的水压试验和酸洗事故中的抢修工作。 8.5.12 临时系统安装完毕后,应通过热水水压试验。清洗泵、加药泵及其他转动机械应试运转
16、合格。不参加化学清洗的设备、系统应与化学清洗系统可靠隔离。 9 化学清洗工艺过程 9.1 化学清洗前的准备 9.1.1 按 8.5 的要求完成清洗系统的安装。 9.1.2 贮、供水量应满足化学清洗和冲洗的用水需要。清洗过程中使用二级除盐水,清洗用水量可参照表2。 表 2 化学清洗用水量 清 洗 过 程 用水量为清洗系统水容积的倍数 水冲洗 35 酸洗 12 酸洗后水冲洗 34 钝化 12 钝化后水冲洗 35 总用水量 1118 9.1.3 废液储存设施具备条件,容量满足要求。 9.1.4 化学清洗的药品应经质量检验确认无误,并按技术方案的要求备足各种药品及化验仪器、腐蚀T / CEC 144
17、2017 5 指示片、腐蚀在线监测装置、监视管等。 9.1.5 清洗系统图应挂于清洗现场。系统中阀门应按图纸编号、挂牌;管道应标明清洗液流动方向,并经专人核对无误。 9.2 化学清洗工艺步骤 化学清洗工艺步骤宜包括:水冲洗堵管检查酸洗酸洗后水冲洗漂洗和中和钝化钝化后水冲洗堵管检查。 9.3 化学清洗主要工艺 9.3.1 水冲洗:用二级除盐水冲洗,冲洗流速大于 0.5m/s。首先开路冲洗,将系统内脱落的氧化皮和其他杂物冲出系统,随后转入闭式循环冲洗。 9.3.2 堵管检查:系统加热升温 1020。对参与清洗的过热器或再热器管逐根测量温度。如果相邻管温度差大于 3,应进一步检查确认。如果有气塞管或
18、堵塞管,应采取提高冲洗流速等疏通措施。必要时,应割管疏通。只有当确认所有的管通畅后,才能转入下一步酸洗工艺。 9.3.3 酸洗:加酸前加入缓蚀剂预缓蚀 1h。加酸过程中应定时测定清洗回路出口酸浓度,不应瞬间浓度过高。若加酸后在 4h 内酸液浓度小于方案要求的浓度,应补加酸并使其酸浓度超过方案要求的最低浓度。酸洗过程应控制酸液温度、循环流速、系统压力及清洗箱的液位。应加强系统清洗液酸浓度和铁离子浓度的分析。第一次清洗结束后,取下监视管检查清洗效果。若一次无法清洗干净,应进行第二次、第三次清洗。当最后一次酸洗液中铁离子浓度趋于稳定,监视管段基本清洁时,再循环 1h2h,即可停止酸洗。酸洗过程中,应
19、实时掌握系统各材质的腐蚀速率,必要时可采取补加缓蚀剂、降低清洗液温度等控制措施。 9.3.4 酸洗后水冲洗:用二级除盐水将酸液顶排出系统,然后采用交变流量连续冲洗,同时对盲区加强疏放水冲洗,直至冲洗合格。冲洗终点为冲洗水含铁量小于 50mg/L,pH 值为 4.04.5。 9.3.5 漂洗和中和钝化:可采用浓度为 0.1%0.3%的柠檬酸溶液,并加 0.05%0.1%缓蚀剂,加氨水调整 pH 值至 3.54.0 后进行漂洗。溶液温度宜为 5070,循环 2h 左右。漂洗液中总铁量应小于300mg/L,若超过该值,应用热的除盐水置换部分漂洗液,至铁离子含量小于该值后方可钝化。若除盐水供水量充足,
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