氨基磺酸清洗凝结器不锈钢管的应用作者:马兆龙新疆天山电力股份有限公司邮政编码832200【摘要】随着我厂的发展,凝结器管材的材质也在发生着改变,对凝结器化学清洗工艺的要求也越来越高,传统的盐酸清洗受材质限制已经不能满足要求,必须通过大量试验研究寻找更佳的凝结器化学清洗工艺。【关键词】氨基磺酸凝结器化学清洗TP304一概述我公司6台100MW机组投产于1988年至1994年,凝结器换热管为黄铜管,由于运行时间较长,近年来凝结器管泄漏频繁,严重影响了机组的安全经济运行。为保证机组的安全运行,玛电6台100MW机组的凝结器管材也由原来的铜管逐渐更换为现在的不锈钢管材。凝结器不锈钢换热管结垢后必须通过化学清洗除去水垢,传统的盐酸清洗工艺不能满足材质的要求。并且浓盐酸有挥发性,其挥发气体对人的身体有害,鉴于以上原因,必须通过大量实验研究寻找更佳的凝结器化学清洗工艺。二、现状调查:我厂发电机组为100MW凝汽式发电机组,型号为:N—6815—1,换热管TP304不锈钢管。规格为Φ25mm×0.7mm×8500mm,总根数为10336根。冷却面积约6815㎡,水侧容水量80t。凝结器采用开式循环时,冷却水为玛河水即地表水,在不加药开式循环期间,循环水被加热并通过冷却塔爆气作用面浓缩后,水中的重碳酸盐逐渐被转化成碳酸盐,水的稳定状态被破坏,由稳定的水质转化成易结垢的水质,促使规则的碳酸钙晶体在冷凝管内成长,形成了坚硬的水垢。随着时间的增加,凝结器不锈钢管内壁的垢量不断增加,凝结器的端差也不断增加,截止到2011年2月凝结器的平均端差已经达到8℃,为了解决这一难题,在机组停运期间,我们打开凝结器进行检查,发现凝结器上部不锈钢管内壁有大约1—1.5mm后的硬质垢,将垢刮下,做定量、定性分析如下:垢样呈白灰色硬质水垢、复合型、内片状、成分分析如下:CaCO387%Fe8%SiO25%三:酸洗因为我厂凝结器管材为TP304,不能使用传统的盐酸进行清洗,经过讨论我们决定用氨基磺酸进行清洗。1、氨基磺酸的性能氨基磺酸的分子式为NH2SO3H,氨基磺酸的水溶液具有与盐酸、硫酸等同的强酸性,故别名又叫固体硫酸。它具有不会发、无臭味和对人体毒性极小的特点,氨基磺酸及其盐类与多种金属化合物都能生成可溶性盐类,具有在水中溶解度高不析出沉淀而对金属的腐蚀小的特点。作为清洗剂,氨基磺酸水溶液可以去除铁、钢、铜、不锈钢等材料制造的设备表面的铁锈、水垢和腐蚀产物。2、为确定氨基磺酸的清洗效果,我们进行了相关试验:1)不同酸浓度清洗效果试验从凝结器甲侧上部抽取一根不锈钢管,截取30mm长的8段管段,分4组放于加有0.5%缓蚀剂的2%、3%,6%、8%的氨基磺酸溶液中,控制氨基磺酸浓度基本不变,清洗温度控制在55±5℃。4小时后,通过观察管样,可以看到氨基磺酸的浓度控制在3%以上时,对不锈钢管都有很好的清洗效果。2)缓蚀剂性能的确定;a)采样情况:现场随机取清洗用缓蚀剂100g做试验。b)试验情况:在6%和8%氨基磺酸溶液分别加入0.5%缓蚀剂在腐蚀速率仪中做动态模拟试验。c)凝结器化学清洗缓蚀剂腐蚀速率测定报告试验时间2011年03月08日试验条件试验温度(℃)55±555±5反应时间(h)66酸浓度%68试片材质TP304TP304缓蚀剂浓度%0.50.5流速m/s0.150.15试验前重量(g)7.36826.8322试验后重量(g)7.34316.8108试片表面积cm235.432.9腐蚀速度g/(m2.h)0.300.38评价与结论:本次试验模拟凝结器化学清洗工艺,试验后测得的腐蚀速率小于国标1g/(m2.h),缓蚀剂缓蚀性能符合要求。3、氨基磺酸清洗凝结器:凝结器清洗经过了设备安装、氨基磺酸清洗、上水冲洗和碱中和四个阶段,工作开展情况如下:1)清洗时间:2月8日到20日,化学专业、汽机专业配合对3、4、5号机组凝结器不锈钢管依据《凝结器清洗工作方案》要求对凝结器清洗设备进行了就位和安装工作,20日05:00酸洗工作结完成。2)酸洗工作:3号机组酸洗工作于2011年2月15日进行,酸清洗历时8小时完成,工作过程记录如下:时间进口浓度%出口浓度%加药及操作情况记录16:44建立正循环17:30加缓蚀剂50公斤、腐钠0.5公斤17:32开始加酸19:232.00.9共计加酸1.25吨19:401.81.319:48倒为逆循环19:54加缓蚀剂25公斤、腐钠0.5公斤20:15共计加酸4.5吨20:212.12.220:382.12.6共计加酸5吨21:15倒为正循环21:272.42.4共计加酸5.675吨21:402.52.522:102.42.422:23倒为逆循环,共计加酸6吨22:402.72.423:102.62.523:40倒为正循环23:552.82.700:27加50公斤酸00:352.82.701:052.82.7加75公斤酸01:09倒为逆循环01:11加3公斤氯化亚锡01:303.12.801:32倒为正循环01:402.92.902:102.92.902:12排液备注:总共加氨基磺酸6.2吨,酸洗工作历时8小时结束。3)水冲洗和碱中和工作:时间实测pH值操作情况记录进口出口02:55上水多次冲洗05:15缓慢添加氢氧化钠06:00建立正循环06:105206:208206:25倒为逆循环06:30125共计加入氢氧化钠200公斤06:327406:357506:40倒为正循环06:427606:457606:50开始排碱液四、清洗效果评价:1、酸洗腐蚀指示片鉴定腐蚀速率检验结果及评价:凝结器清洗前,将腐蚀指示片挂入凝结器乙侧正面水室下部,酸洗工作结束后取出腐蚀指示片进行腐蚀速率及腐蚀量测定,酸洗后腐蚀指示片表面干净,无过洗及点腐蚀现象,腐蚀速率及腐蚀量测定结果如下表:编号酸洗前重(g)酸洗后重(g)表面积(m2)腐蚀速率g/(m2.h)挂放位置腐蚀量g/m217.71017.71000.003730.001乙前下0.0127.70927.70900.003710.001乙前下0.0136.60916.60870.003100.003乙前下0.0346.60296.60260.003180.002乙前下0.02说明:a)本次以氨基磺酸进行酸洗,清洗剂浓度为2~4%,总清洗时间8小时,清洗过程中无异常。b)按有关清洗质量标准的规定,试片的腐蚀速率应小于1g/(m2.h),酸洗后腐蚀指示片的最大腐蚀速率为0.003g/(m2.h),腐蚀总量最大为0.03g/m2,腐蚀指示片腐蚀速率评价为优。2、凝结器检查情况:清洗后对凝结器清洗情况进行检查,凝结器上部冷凝管内壁干净无软泥附着、下部冷凝管内壁有软泥附着,无硬质垢。3、结论与评价:(1)清洗对凝结器腐蚀情况评价:酸洗腐蚀指示片的腐蚀速率为0.003g/(m2.h),小于凝结器清洗导则中规定的小于1g/(m2.h),清洗的腐蚀总量为0.03g/m2,小于凝结器清洗导则中规定的小于10g/m2的标准,说明清洗对凝结器腐蚀极其轻微,评价优良。。(2)冷凝管内壁水垢清洗的情况评价:清洗后凝结器上部冷凝管内壁干净无软泥附着、下部冷凝管内壁有软泥附着,擦去黄泥后,冷凝管内壁光滑,无水垢,评价优良。4、效益说明:清洗前3、4、5号机组凝结器冷凝管内壁有大约1—1.5mm水垢,导致凝汽器真空度下降,热机效率降低,发电煤耗上升,清洗后,凝结器冷凝管内壁垢已清洗干净,凝结器的端差已经由原来的平均8℃下降为现在的平均3.5℃,热交换能力增强,有效的提高凝结器的真空度,恢复热机效率,降低发电煤耗。参考文献:《DL-T9572005火力发电厂凝结器化学清洗及成膜导则》