過熱器和再熱器化學(xué)清洗導(dǎo)則編寫說明

合同編號：TPRI/TK-CA--201合同編號：TPRI/TK-CA--2016E報告編號：TPRI/TK-RB--2016密級：過熱器和再熱器化學(xué)清洗導(dǎo)則編寫說明1號鍋爐過熱器化學(xué)清洗報告過熱器和再熱器化學(xué)清洗導(dǎo)則編寫說明1號鍋爐過熱器化學(xué)清洗報告西安熱工研究院有限公司2016年7月西安熱工研究院有限公司技術(shù)報告摘要本標準的制定是根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會標準計劃“中電聯(lián)標準【2016】21號”的安排進行編寫的。過熱器、再熱器氧化皮剝落引起的超溫、爆管問題，嚴重影響了火力發(fā)電機組運行的安全穩(wěn)定運行?；瘜W(xué)清洗能夠清除掉過熱器、再熱器換熱管中容易剝落的氧化皮，同時能保留一定量的富鉻層，有效減緩氧化皮的生成，從而解決因氧化皮剝落引起的超溫、爆管問題。雖然，該技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)多個電廠得到成功應(yīng)用，但對于電力行業(yè)來說，過熱器和再熱器的化學(xué)清洗仍是一種新技術(shù)，缺乏對一些關(guān)鍵指標的理解和把握，如清洗時機的確定、清洗條件的選擇、清洗質(zhì)量的指標等。為了提高火力發(fā)電機組可靠性、安全性和過熱器和、熱器化學(xué)清洗技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用，，并對該技術(shù)進行工藝設(shè)計把關(guān)、清洗過程質(zhì)量監(jiān)督、清洗質(zhì)量檢驗，特制訂本標準。關(guān)鍵詞：過熱器；再熱器；化學(xué)清洗；清洗時機；質(zhì)量指標

目錄1任務(wù)來源 12制定標準的時間 13目的意義 14與現(xiàn)行法令、法規(guī)、國家標準的關(guān)系 25標準的制定過程 26標準制定的簡要說明 26.1本標準的名稱 26.2范圍 26.2引用標準 26.3意義 26.4過熱器和再熱器化學(xué)清洗的確定 36.5清洗條件的要求 36.6技術(shù)要求 36.7化學(xué)清洗條件的確定 46.8化學(xué)清洗系統(tǒng)的設(shè)計和安裝 46.9化學(xué)清洗工藝過程 46.10清洗廢液的處理 46.11清洗質(zhì)量指標 56.12清洗中的化學(xué)監(jiān)督 56.13安全保證體系 56.14附錄A富鉻層 56.15附錄B過熱器和再熱器管氧化皮處理方法對比 66.16附錄C典型清洗系統(tǒng)圖 66.17附錄D除垢率測量方法 6PAGE11任務(wù)來源本標準的制定是按照中國電力企業(yè)聯(lián)合會標準計劃“中電聯(lián)標準【2016】21號”的安排進行編寫的。2制定標準的時間2016年4月~2016年7月3目的意義近年來，隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，大量的亞臨界、超臨界（超超臨界）機組投產(chǎn)使用。隨著服役時間的延長，這些機組逐漸出現(xiàn)了不同程度的氧化皮剝離問題，嚴重影響了機組運行的安全性和經(jīng)濟性?；瘜W(xué)清洗逐漸成為解決過熱器氧化皮的主要途徑之一，該技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)多臺機組過熱器、再熱器上得到應(yīng)用。然而，對于電力行業(yè)來說，仍缺乏對該技術(shù)的充分理解和認識，限制了該技術(shù)的發(fā)展和進一步應(yīng)用。例如，對氧化皮進行清洗的時機的選擇并不明確。電力行業(yè)標準DL/T794《火力發(fā)電廠鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則》規(guī)定，“當(dāng)過熱器、再熱器垢量超過400g/m2，或者發(fā)生氧化皮剝落造成的爆管事故時，可進行酸洗”。然而，相對于鍋爐本體來說，過熱器、再熱器使用的材質(zhì)種類更多，各個材質(zhì)發(fā)生氧化皮剝離的垢量存在較大差別。根據(jù)近年來的檢查結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，DL/T794《火力發(fā)電廠鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則》規(guī)定的指標需要進一步的細化和明確，以指導(dǎo)確定過熱器進行化學(xué)清洗的時機。為了推動該技術(shù)的進一步廣泛應(yīng)用，并保證技術(shù)應(yīng)用的合理、可靠，亟需制定相關(guān)標準。4與現(xiàn)行法令、法規(guī)、國家標準的關(guān)系本標準與現(xiàn)行的法令、法規(guī)、國家強制性標準沒有矛盾和抵觸。5標準的制定過程在本導(dǎo)則制定過程中，在匯總國內(nèi)外有關(guān)標準的基礎(chǔ)上，結(jié)合近年來國內(nèi)過熱器、再熱器清洗中的經(jīng)驗和技術(shù)進步，編寫了本導(dǎo)則的初稿。2016年7月12日，在西安熱工研究院有限公司內(nèi)部進行了審核修訂，形成征求意見稿。6標準制定的簡要說明6.1本標準的名稱本標準的名稱定為“過熱器和再熱器化學(xué)清洗導(dǎo)則”。6.2范圍本標準適用于運行鍋爐和基建爐的過熱器、再熱器的化學(xué)清洗。6.2引用標準本標準是對“DL/T794火力發(fā)電鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則”中關(guān)于過熱器、再熱器清洗條件規(guī)定的進一步補充和完善?！癉L/T523化學(xué)清洗緩蝕劑應(yīng)用性能評價指標及試驗方法”對于過熱器、再熱器清洗中緩蝕劑的篩選、評定同樣適用。過熱器、再熱器清洗中同樣產(chǎn)生廢液問題，相關(guān)指標遵循“GB8978污水綜合排放標準”中的規(guī)定。過熱器和再熱器中普遍采用奧氏體鋼，清洗中應(yīng)避免晶間腐蝕的出現(xiàn)。6.3意義化學(xué)清洗技術(shù)是解決過熱器、再熱器氧化皮問題的主要方式之一。通過調(diào)研以及資料查閱發(fā)現(xiàn)，與其他治理氧化皮問題的技術(shù)相比，化學(xué)清洗技術(shù)具有諸多的優(yōu)點。這些優(yōu)點的明確，有利于促進電廠選擇合理、經(jīng)濟、可靠的方式解決過熱器、再熱器氧化皮問題。6.4過熱器和再熱器化學(xué)清洗的確定過熱器和再熱器化學(xué)清洗時間的確定，關(guān)系到電廠應(yīng)該何時采取措施解決氧化皮問題的時機。西安熱工收集了十幾個發(fā)生氧化皮脫落的機組過熱器管樣，測量了各種材質(zhì)發(fā)生脫落時氧化皮厚度，并統(tǒng)計出不同材質(zhì)氧化皮脫落的最小厚度和平均厚度（見表5）。考慮到氧化皮脫落造成的爆管、汽輪機沖蝕、鍋爐效率降低、檢修成本增加等巨大損失，確定達到鋼材氧化皮脫落平均厚度時、已經(jīng)發(fā)生氧化皮大量脫落時，應(yīng)進行化學(xué)清洗；達到鋼材氧化皮脫落最小厚度時、已經(jīng)發(fā)生氧化皮脫落時，宜進行化學(xué)清洗。表5各種過熱器鋼內(nèi)壁氧化皮剝離臨界厚度材質(zhì)氧化皮剝離臨界厚度氧化皮剝離平均厚度12CrMoV0.22mm0.30mmT230.17mm0.21mmT910.16mm0.21mmTP347H0.07mm0.092mm基建鍋爐過熱器、再熱器的清洗條件遵循“DL/T794火力發(fā)電鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則”中的規(guī)定。6.5清洗條件的要求鍋爐本體清洗本身是就是高危行業(yè)，而過熱器、再熱器化學(xué)清洗從技術(shù)的實施難度角度考慮要遠高于鍋爐本體清洗。因此，對參與過熱器、再熱器清洗的企業(yè)資質(zhì)、業(yè)績進行了基本要求。另外，結(jié)合過熱器、再熱器清洗的技術(shù)難點，要求清洗單位應(yīng)具有防止發(fā)生大量堵管、防止氣塞、防止晶間腐蝕的技術(shù)能力和相應(yīng)的技術(shù)手段，并具有腐蝕在線監(jiān)測裝置。6.6技術(shù)要求從化學(xué)清洗技術(shù)實施的可靠性角度考慮，技術(shù)要求中列舉了過熱器、再熱器清洗項目實施中需要注意的技術(shù)問題。6.7化學(xué)清洗條件的確定對清洗介質(zhì)的選擇方式、介質(zhì)濃度、流速、溫度、Fe3+等進行了約束，尤其是要注意奧氏體鋼的晶間腐蝕問題。還對參與清洗的范圍進行了確定，以保證氧化皮厚度達到清洗條件的管路參與清洗。6.8化學(xué)清洗系統(tǒng)的設(shè)計和安裝過熱器、再熱器的化學(xué)清洗，一般根據(jù)氧化皮厚度、形態(tài)，設(shè)備的構(gòu)造、材質(zhì)、清洗效果，緩蝕效果，經(jīng)濟性的要求以及廢液排放和處理要求等因素進行綜合考慮；應(yīng)通過試驗選用清洗介質(zhì)，以及確定清洗參數(shù)。根據(jù)清洗介質(zhì)和過熱器、再熱器結(jié)構(gòu)以及臨時系統(tǒng)與正式系統(tǒng)的接口來選擇清洗方式、設(shè)計化學(xué)清洗系統(tǒng)及清洗方案。6.9化學(xué)清洗工藝過程化學(xué)清洗工藝過程的過程控制是保證清洗質(zhì)量的重要手段。根據(jù)化學(xué)清洗單位過熱器、再熱器化學(xué)清洗技術(shù)的經(jīng)驗總結(jié)以及應(yīng)用化學(xué)清洗的火力發(fā)電廠的建議，對過熱器、再熱器化學(xué)清洗中應(yīng)注意的化學(xué)清洗前的準備工作、水沖洗、堵管情況檢查、酸洗、酸洗后水沖洗、漂洗和鈍化、水沖洗、堵管情況檢查、清洗后被清洗設(shè)備內(nèi)部檢查和系統(tǒng)的恢復(fù)等方面進行了規(guī)定。6.10清洗廢液的處理過熱器和再熱器酸洗廢水屬于工業(yè)廢水，暫無該行業(yè)水污染物排放標準，因此該行業(yè)應(yīng)執(zhí)行國家標準：污水綜合排放標準（GB8978-1996）。部分省市地區(qū)對于工業(yè)廢水污染物的排放具有更加嚴格的標準，因此過熱器和再熱器酸洗廢水的排放需同時符合GB8978和地方環(huán)保標準的規(guī)定。過熱器和再熱器酸洗廢水仍然具有較強的酸性，同時含有緩蝕劑等難生物降解有機物和重金屬等污染物，直接排放或滲入地下對地表水和地下水將產(chǎn)生嚴重污染。過熱器和再熱器酸洗日益成為電廠設(shè)備的常規(guī)維護手段，因此電廠應(yīng)配備足夠容量存放和處理廢液的裝置。6.11清洗質(zhì)量指標腐蝕試片的腐蝕率、腐蝕量、除垢率要求遵循“DL/T794火力發(fā)電鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則”中的規(guī)定。針對奧氏體鋼氧化皮的結(jié)構(gòu)及生長特點，要求奧氏體鋼的除垢率計算中不包含需要保留的“富鉻層”。同時，奧氏體鋼試片應(yīng)無晶間腐蝕發(fā)生，所有試片不允許出現(xiàn)點蝕。6.12清洗中的化學(xué)監(jiān)督化學(xué)清洗是一項高技術(shù)含量、高風(fēng)險的工作，在化學(xué)清洗過程中，若操作不當(dāng)就很有可能引起被清洗設(shè)備清洗不徹底、腐蝕速率超標、清洗藥劑或清洗過程中產(chǎn)生的殘渣存留在被清洗設(shè)備中，從而影響設(shè)備的使用壽命，嚴重時甚至?xí)斐蓹C組啟動后引起換熱管過熱的過熱、爆管，造成非停事故發(fā)生。因此,加強鍋爐化學(xué)清洗過程的監(jiān)督管理是非常有必要的。特此對過熱器、再熱器化學(xué)清洗項目整體過程監(jiān)督的具體內(nèi)容進行了明確。6.13安全保證體系為了保障過熱器、再熱器化學(xué)清洗項目現(xiàn)場實施階段設(shè)備、人員的安全，應(yīng)設(shè)置專職安全員，制定安全措施并對安全措施進行檢查監(jiān)督。6.14附錄A富鉻層“富鉻層”的提出主要是基于富鉻層具有抑制過熱器、再熱器所使用的奧氏體鋼材質(zhì)氧化皮生長的作用。如化學(xué)清洗中完全去除“富鉻層”，機組后續(xù)運行過程中，奧氏體鋼內(nèi)壁氧化皮的生長速度與新管接近，發(fā)生氧化皮剝離的周期將與新管相當(dāng)。國內(nèi)的超臨界或超超臨界電站大量使用了TP347H材質(zhì)，這類材質(zhì)發(fā)生氧化皮剝離的時間較短，一般3～5年內(nèi)氧化皮就生長到剝離厚度。因此，對于這類機組來說，完全去除“富鉻層”后，機組可能在3～5年內(nèi)，仍將再次發(fā)生氧化皮剝離問題。保留“富鉻層”清洗可使清洗客戶利益最大化?；瘜W(xué)清洗后，保留的“富鉻層”可大大限制基體鐵原子向富鉻層表面擴散的速度，進而降低易發(fā)生剝離表層氧化皮生長速度，延長氧化皮再次發(fā)生剝離的周期。6.15附錄B過熱器和再熱器管氧化皮處理方法對比目前，過熱器和再熱器管氧化皮處理方法有割管清洗法、整體換管法和化學(xué)清洗法三種。通過對國內(nèi)多家火電廠不同方法處理過熱器和再熱器管氧化皮的效果進行追蹤調(diào)研，分別從處理方式、檢修成本、處理效果、后期對機組運行的影響等方面對三種方法的優(yōu)缺點進行對比。6.16附錄C典型清洗系統(tǒng)圖對典型的過熱器、再熱器清洗列出了清洗系統(tǒng)工藝圖。對清洗系統(tǒng)的構(gòu)成，正式系統(tǒng)與臨時系統(tǒng)的接口等進行了描述。6.17附錄D除垢率測量方法鐵素體鋼的除垢率的實驗及計算方法基本遵循“DL/T794火力發(fā)電鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則”中的規(guī)定。奧氏體鋼的清洗目標是去除易剝離的表層氧化皮，保留富鉻層，故奧氏體鋼除垢率的計算中，不包含富鉻層部分。奧氏體鋼的除垢率采用金相法進行評價計算。注意事項本技術(shù)報告的著作權(quán)屬西安熱工研究院有限公司，未經(jīng)我院的書面許可，任何單位與人員不得部分復(fù)制本報告或擅自公開發(fā)表；2.凡注明了密級的技術(shù)報告，任何部門與人員均不得私自對外提供，不得復(fù)制；3.無西安熱工研究院有限公司技術(shù)報告專用章的技術(shù)報告，不屬我院的正式技術(shù)報告；4.對本技術(shù)報告有異議者，請與西安熱工研究院科研管理部聯(lián)系（電話；5.西安熱工研究院有限公司投訴電話

報告編號：TPRI/TK-RB--2016合同編號：TPRI/TK-CA--2016E項目負責(zé)單位：西安熱工研究院有限公司項目承擔(dān)部門：電站化學(xué)技術(shù)部課題起訖日期：2016年06月-2016年07月項目負責(zé)人：曹杰玉主要工作人員：曹杰玉，龍國軍，姚建濤，劉鋒，張貴泉報告編寫人：劉鋒，張貴泉報告校閱人：姚建濤審核：龍國軍批準：曹杰玉注意事項本技術(shù)報告的著作權(quán)屬西安熱工研究院有限公司，未經(jīng)我院的書面許可，任何單位與人員不得部分復(fù)制本報告或擅自公開發(fā)表；2.凡注明了密級的技術(shù)報告，任何部門與人員均不得私自對外提供，不得復(fù)制；3.無西安熱工研究院有限公司技術(shù)報告專用章的技術(shù)報告，不