干息焦余热锅炉化学清洗工程.docx
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干息焦余热锅炉化学清洗工程
一、工程概述
干熄焦(CDQ)工艺是目前世界上普遍采用的焦碳生产技术,其最大优点是:
减少了环境污染;余热回收利用发电;提高成品焦品质、降低了生产成本;同时焦碳中不含水分,保证了高炉的稳定操作。
马钢干熄焦工程是“十五”期间的重大技改项目,建成后将为马钢新建高炉提供大量优质焦碳。
干熄焦工程配套余热锅炉,是引进日本新日铁干熄焦的先进技术,进行国产化的余热锅炉。
根据干熄焦的工艺流程,整个系统是一个循环的密闭回路,任何一个环节出问题,都会引起整个装置的停产乃至影响整个钢厂的产量,干熄焦锅炉肩负着冷却循环气体,产生过热蒸汽发电的重任。
马钢干熄焦锅炉采用露天布置,汽水系统由自然循环和强制循环组成,汽包固定于顶部平台钢架上,整个锅炉炉墙由前、后、左、右膜式壁组成,炉内受热面由二级过热器、一级过热器、光管蒸发器、翅片管蒸发器以及相对独立的翅片管省煤器组成,炉内受热面为强制循环,膜式壁部分为自然循环。
锅炉用板材和管材在轧制、加工过程中形成了高温氧化鳞皮及油污,锅炉本体在制造、组装、运输、存放过程中又形成焊渣、氧化垢和灰尘等污染物。
如果新建锅炉不经清洗和钝化预膜而直接投入使用,将导致锅炉管内腐蚀、降低锅炉寿命、恶化蒸汽品质,严重的甚至堵塞炉管、引起爆管。
为了保证锅炉一次试车成功,提高锅炉水汽品质和使用寿命,考虑对该干熄焦锅炉进行化学清洗和钝化预膜,以彻底清除锅炉内部的污染物和积垢,形成良好的保护膜。
本干熄焦锅炉主要由除氧器给水泵、除氧器、锅炉给水泵、省煤器、汽包、强制循环泵、光管蒸发器、翅片蒸发器、一次过热器、二次过热器、水冷壁、下降管、炉膛和支撑梁等组成。
锅炉的水汽循环流程为强制循环+自然循环型,其流程为:
除氧器给水泵除氧器锅炉给水泵省煤器汽包
光管蒸发器上升管
下降管强制循环泵汽包
翅片蒸发器上升管
下降管水冷壁上升管汽包
一次过热器减温器二次过热器蒸汽系统
二、清洗范围及主要参数
1、锅炉部件的材质和水容积如下:
序号
部件
材质
水容积(m3)
1)
汽包
19Mn6
19.85
2)
省煤器
20g
6.247
3)
光管蒸发器
20g
5.875
4)
翅片蒸发器
20g
4.822
5)
一次过热器
12Cr1MoV
2.35
6)
二次过热器
12Cr1MoV
2.35
7)
主蒸汽管
15CrMo
2.6
8)
水冷壁
20g
5.64
9)
管道
20g
12.75
10)
(合计)
62.484
2、清洗范围
汽包、水冷壁、蒸发器、省煤器及循环管道(不含一、二次过热器及主蒸汽管道)等结生的高温氧化物、锈蚀产物、油污、焊渣和泥沙杂物等,系统总容积48.23m3。
2.1污垢成分:
锈蚀物为主,另有一定量的油污、焊渣、泥沙等。
2.2垢厚和分布:
垢厚小于1.5mm,基本为均匀分布。
3、锅炉主要参数
3.1干熄焦锅炉技术参数
型号:
HLG125/78-4.6/450规格:
φ1600×10000
焦碳处理量:
最大125t/h额定蒸发量:
最大78t/h
汽包最大工作压力:
5.79Mpa锅炉给水温度:
104℃
过热蒸汽压力:
4.6Mpa过热蒸汽温度:
450℃
3.2烟气条件
烟气量:
177500m3/h(最大)进气压力:
110mmH2O
入口温度:
930℃出口温度:
160~180℃
3.3水质条件
PH:
8.0~9.5硬度:
0mmol/L(以CaCO3计)
油:
<1mg/L溶解氧:
<0.015mg/L含盐量:
≤1.0mg/L
三、施工准备及组织
1、清洗设备及原、辅材料准备
(1)移动式中型清洗泵站两套,清洗槽2只;
(2)通讯联络及照明设施齐备,工器具妥当齐全;
(3)监测设备完备,有专人负责;
(4)安全标志牌、安全绳、急救药品及其他安全用品齐全,工程用车一辆;
(5)酸洗用药剂提前一天运抵现场,并有专人管理;
(6)认真作好酸洗用药剂的纯度检测,确保符合工程要求;
(7)φ133×6临时管线200m,耐酸碱胶管200m;
(8)相关法兰、堵板、仪表、阀门等的准备。
2、相关管线、仪表的隔离和短接,确保非酸洗对象的断开
(1)做好未用的安全阀、水位表、流量孔板、压力表、减压阀等的关闭、断开和隔离工作;
(2)过热器、减温器不在本次酸洗范围内,应用盲板焖死蒸汽、水进出口;
(3)水冲洗结束后临时封闭省煤器、蒸发器、第一级过热器、第二级过热器的定排管线;
(4)根据现场实际,就近连接临时引水管线作为水源;
(5)关闭循环泵的进出口阀门及取样管阀门;
(6)设置锅筒、清洗槽临时取样点;
(7)其它。
3、组织和协调
本次清洗对象为电站锅炉,工期紧,责任重大。
为确保质量和工期,需加强领导和协调,特由市质量技术监督局、马钢公司安环部、煤焦化公司机械项目部、鞍山华泰干熄焦技术有限公司、五冶项目部等相关人员组成工程领导小组。
(1)施工组织机构:
工程总指挥
现场负责人技术负责人后勤负责人
调度安全员
施工一队施工二队
(2)施工人员组成如下:
工种
电工
焊工
管工
化验工
清洗工
临时用工
甲方配合
人员
1
1
2
2
10
4-8
4-6
四、方案编制依据
4.1方案编制依据
1、《锅炉水处理监督管理规则》(99)(国家质量技术监督局)
2、《锅炉化学清洗规则》(99)(国家质量技术监督局)
3、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》(国家质量技术监督局)
4.2合格标准
1)被清洗的表面应清洁,无金属粗晶析出的过洗现象,无镀铜现象。
2)腐蚀速度:
≤6g/(m2·h),腐蚀总量:
≤72g/m2。
清洗表面形成均匀致密的钝化膜,金属表面无二次浮锈及点蚀。
4.3.清洗工艺及检测项目
1)、清洗工艺和药剂的确定
本干熄焦锅炉为新建锅炉,其污染物主要为高温氧化鳞皮、油污、焊渣、氧化垢和灰尘等。
针对此结构特点,适用采用经典的碱洗、酸洗、漂洗、钝化预膜等化学清洗工艺。
首先进行碱洗,去除油污、灰尘及可能存在的汽包防锈漆,使结垢疏松以利于清除,并使炉管表面湿润以提高亲水性,从而充分地保证其后的酸洗和钝化预膜的质量。
酸洗采用4%---7%的稀盐酸加0.3%---0.4%的缓蚀剂,以对高温氧化鳞皮、焊渣、氧化垢等进行有效清除。
漂洗采用0.1%---0.3%的柠檬酸加0.1%的缓蚀剂剂和氨水调整PH值至3.5—4.0以防止酸洗后金属表面的二次锈蚀。
钝化预膜将对受洗后的锅炉金属表面提供一个保护膜,在短期内防止锅炉产生二次浮锈。
2)、清洗工艺流程和监测项目
为了保证钝化预膜的效果,采用如下原则清洗工艺流程:
水冲洗碱洗
水冲洗酸洗中和水冲洗漂洗钝化。
本次清洗采用正反切换循环的清洗方式。
所有检测项目应保证进出口同时取样,具体项目详见附件2.干熄焦锅炉清洗工艺和监测项目。
特别注意在酸洗时,应加强清洗浓度分析。
3).化学清洗系统设计
为了保证受洗设备各部分的内表面与清洗剂接触的时间大致相同,采用可正反切换的循环清洗系统。
在清洗系统设置了流量计、压力表与温度计,以达到对清洗系统进出口清洗过程参数都进行有效监测的目的。
(1)正循环
A:
清洗循环泵
B:
锅炉主给水管道
C:
汽包
D:
清洗循环槽
B省煤器进口集箱省煤器水冷壁管
A强制循环泵入口下降管C水冷壁下降管水冷壁集箱DA
强制循环泵出口蒸发器上升管紧急放水管
(2)反循环即正循环的逆行。
具体详见附件3.干熄焦锅炉化学清洗系统配管图(正循环+反循环)
4).化学洗净重要条件及试件准备
4).1试件准备
需要与干熄焦锅炉设备上的管段同材质的管段及材料作为试验管段和监测试片,用于监测腐蚀状况和清洗预膜效果。
序号
材料牌号
数量
备注
1
20g
600mm
管材
2
19Mn6
板材
4).2水、电、气
品名
规格
数量
用途
软水
流量≥50m3/h
约350m3
清洗,废液处理
电
380V
(50+50)Kw
清洗泵等
气(压缩空气、氮气)
2~5Kgf/cm2
约500m3
顶出废液、吹扫、氮封
蒸汽
10~12Kgf/cm2
约65t
清洗剂加热用
4)、3安全教育
清洗施工正式开始前,业主应对我公司现场施工人员进行安全教育,安全教育合格后我公司人员方可在现场进行清洗作业。
五.化学清洗施工操作步骤
5.1化学洗净前准备及临时清洗系统配置
(1)施工前准备
施工前的准备:
水、电、气、汽的技术参数(流量、压力、温度等)满足方案要求,清洗结束后须将其恢复原样。
(2)隔离、标记
将受洗锅炉、锅炉循环水、汽系统各附件用盲板封死或关闭,以保证清洗过程中无串线、无异常升温。
并在拆除的阀门和拆除部位以及盲板位置设置明显标记。
(3)拆除、盲板加封
拆除锅炉给水泵进出口阀门,并短接;
将一台强制循环泵进出口和出口止逆阀门内件拆除,进出口作清洗进出口,另一台循环泵进出口关死;
水冷壁集箱闷头割除作为清洗进出口;
拆除省煤器进水口止逆阀门内件,以保证循环
所有安全阀拆除并加盲板;
所有远传二次仪表拆除;
汽包内件的拆除:
打开人孔,拆除汽包内所有非焊接的内件置于汽包外汽包内污物清理完毕后,汽包内件装入汽包内或置于槽内同时清洗
(4)清洗系统安装、检漏
干熄焦锅炉化学清洗系统配管图(正循环+反循环)连接清洗系统,以清洗压力(4~6kgf/cm2)对受洗系统(含临时清洗系统)检漏,以30分钟系统无渗漏为合格。
5.2水冲洗及上水
(1)用脱氧器给水泵注上水,用循环泵对锅炉进行水冲洗。
(2)使用介质:
工业水;测定项目:
目测排出污染物。
(3)判定标准:
①放气口水溢流出为满水②排出口水清洁无污染物
5.3升温
(1)起动循环
起动循环泵将锅炉及清洗系统中的纯水进行循环运动,开启蒸汽加热阀门、边循环、边加热。
(2)操作程序
①循环泵使清洗系统中的软水进行循环;
②循环同时,注入蒸汽加热;
(3)测定项目
温度,每30分钟测一次。
5.4碱洗
(1)使用化学药品浓度
碱洗主剂1.5%
碱脆防止剂0.2%
促进剂包括浸润剂渗透剂0.1%
(2)药品溶解
边循环边慢慢加入化学药品,混合均匀。
(3)清洗液注入清洗循环系统
清洗按正循环运行,按升温流程逐步升温至50~60℃左右,流量控制在50~80m3/h.
调整流量向循环槽慢慢加入碱洗液。
(4)操作程序
①碱洗液加入以后,流量控制适当,温度为80±10℃左右,正循环3-4h,反循环3-4h,碱洗总时间24h;
②化学分析:
每4小时测定一次温度和PH值;
(5)测定项目:
温度、PH
(6)判定基准:
①时间满24小时;
(7)碱洗液排出
①废液中和处理后排放;
②排液完毕后,系统上满水再冲洗。
5.5水洗升温
通过水洗,使经过碱洗后锅炉内循环水PH值为7~9,温度升至80±10℃。
(1)操作程序:
①向清洗槽内加水,边循环边上水,使回流口出水。
②水洗至循环水PH值为7~9。
③以升温流程将温度升为80±10℃左右。
(2)测定项目:
PH值,温度。
(3)判定标准:
PH值7~9,温度80±10℃。
5.6酸洗
酸洗洗为去除受洗部件内部氧化物及焊渣的主要步骤。
(1)用药品浓度
名称浓度
稀HCL4~7%
缓蚀剂0.3%--0.4%
点蚀抑制剂0.3%
(2)药品溶解及加入
①将计量的缓蚀剂和点蚀抑制剂逐步加入循环槽中循环1小时。
②将上述溶液循环混合均匀后,加入稀HCL,边加边循环分步完成。
加完后用氨水将清洗剂PH值调至3~4。
(注:
在稀HCL加入循环槽之前,应将各试片挂在清洗槽中相对流速小的部位,并自此时计时)
(3)操作程序
①清洗剂加入后,即开始正循环清洗,流量50~80m3/h,温度控制在80±10℃左右,循环1小时,切换成反向循环;
②每隔半小时测一次清洗液浓度,[Fe2+]、[Fe3+]、PH值、温度;
③清洗时间6~8小时;
(4)测定项目
清洗剂浓度、[Fe2+]、[Fe3+]、PH值、温度。
(5)判定标准
①清洗液浓度稳定
②[Fe3+]稳定
③试样管段已清洗干净。
(6)清洗液排出
①清洗液用NaOH中和后排放。
5.7水冲洗
待清洗废液排尽,在清洗槽内上水,边上水边循环进行水冲洗,直至出水口无污物。
(1)测定项目
PH值
(2)判定基准
①PH值4~7
②目测无污物
5.8漂洗
除二次浮锈,为钝化作准备
(1)使用化学药品浓度
柠檬酸0.5%,氨水
(2)药品加入
①系统循环加温,温度在50~60℃开始加药;
②加入除锈液(计量),边循环边加药。
(3)操作程序
除锈液加入后,加入计量的氨水将PH值调至3~4,保证总循环净时间2小时,温度为80±10℃,流量为50~80m3/h。
(4)测定项目:
PH值、温度
(5)判定基准
温度80±10℃,PH值3~4。
5.9钝化预膜
(1)使用药品浓度
氨水,钝化剂10%
(2)药品加入
①停止加热,利用余热保温。
②漂洗液中徐徐加入计量氨水,正循环0.5小时,调PH值至9~11
③加入计量的钝化剂。
(3)操作程序
总时间为6小时
(4)测定项目
PH值
(5)判定基准
PH值9~11,循环6小时
六.化学监督
6.1试片和监视管段
准备试片和监视管段,重量和表面状况经确认后,在清洗前分别挂于汽包及循环槽中,用于腐蚀状况监测。
化学清洗过程中腐蚀率以试片为准,数量及设置部位见下表
试片/监视管段
材质
清洗槽
备注
试片1#
20g
2
试片2#
19Mn6
2
监视管段接在临时系统循环回路上,清洗后观察清洗效果。
6.2测定项目
按测定要求及测定项目认真做好清洗化学监督工作,做到及时准确。
6.3酸洗和钝化
酸洗时定期(2次/h)观察清洗槽中试片的表面状况,并记录于《化学分析与化学监督报告》。
6.4记录
如实填写《化学分析与化学监督报告》和《工艺流转卡》
七.安全措施
(1)遵守建设单位的规章制度,做好安全生产三级教育;
(2)清洗前,所有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伤急救方法;
(3)现场应挂上安全字样及清洗区域标志,禁止无关人员进入;
(4)清洗现场严禁吸烟,动火办理动火证,动火完毕清理现场,消灭火种;
(5)用水、电、汽(气)必须经厂方同意后,在指定的地点使用;
(6)高空作业或危险作业时,必须佩带安全带,施工中严禁高空坠物;
(7)清洗中,禁止在清洗系统上进行其他工作,尤其不准明火作业;
(8)清洗中必须有检修人员,随时检修清洗设备;
(9)所有清洗人员必须穿戴好劳动保护用品;
①进入厂区必须戴安全帽;
②进入施工区工作服,乳胶手套,防酸胶鞋必须穿戴整齐;
③加入清洗剂时,必须戴好防护眼镜,以防药液飞溅伤人;
(10)搬运清洗剂,严禁肩扛、手抱;
(11)在夜间施工行走时,注意扶梯,孔洞、地面盖板等是否可靠,防止滑倒、坠落;
(12)清洗中,应注意用电、用汽安全;
(13)清洗现场配置急救水源、毛巾、药棉及其它医药用品,以备急救时使用;
(14)按照本公司ISO9001规定的作业程序文件实施各施工步骤;
八.附件
附件1.干熄焦锅炉原则流程图
附件2.干熄焦锅炉清洗工艺和监测项目
附件3.干熄焦锅炉化学清洗系统配管图(正循环+反循环)
附件4.干熄焦锅炉化学清洗工程工时工序表
附件5.干熄焦锅炉化学清洗工程用原料或药剂一览表
附件6.干熄焦锅炉化学清洗工程用设备一览表
附件7.干熄焦锅炉化学清洗工程化学分析监督用试剂、仪器一览表
附件2.清洗工艺和监测项目
序号
工序
清洗介质
工艺参数
监测
备注
PH值
温度
(℃)
流量
(m3/h)
时间
(h)
项目
取样
位置
频次(次/h)
终点
1
水冲洗
软水
……
常温
50~80
2-4
……
……
……
目测无污物
大循环
2
碱煮
氢氧化钠
磷酸三钠
碱脆抑制剂
……
80±10
50~80
24
温度
时间
各溢流口
1
满24h
大循环
3
水冲洗
软水
……
常温
50~80
2-4
……
各溢流口
……
目测无污物
大循环
4
酸洗
稀HCL4%~7%腐蚀抑制剂
3~4
80±10
50~80
6~8
清洗液浓度[Fe3+][Fe2+]温度
进出口
2
2
相隔30分钟清洗液%≤0.2%
[Fe3+]稳定
大循环
5
中和水冲洗
软水
……
常温
50~80
2-4
……
各溢流口
……
目测无污物
大循环
6
漂洗
柠檬酸0.5%
氨水
3~4
80±10
50~80
2
温度
PH值
进出口
……
满2小时
大循环
7
钝化
钝化剂10%
9~11
保温
50~80
6~8
……
……
……
满6小时
大循环+浸泡
8
废液处理
工业盐酸片碱
6~9
常温
——
——
PH
——
——
6~9
——
洗前准备
水冲洗及上水
碱煮
废液
处理
中和水冲洗
钝化
漂洗
水冲洗
酸洗
附件4.干熄焦锅炉化学清洗工程工时工序表
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
运输进场
――
安全教育
――
系统隔离
――
――
配管
――
――
――
――
――
――
升温、水冲洗
――
碱洗
――
――
水冲洗
――
酸洗
――
水冲洗
――
漂洗、钝化
――
系统恢复
――
――
――
――
交工验收
――
附件5.干熄焦锅炉化学清洗工程用原料或药剂一览表
序号
名称
数量
备注
1
NaOH
240kg
2
Na2CO3
380kg
3
Na3PO4
540kg
4
碱脆防止剂
140kg
5
活性剂
140kg
6
消泡剂
70kg
7
盐酸
15050kg
8
盐酸
1200kg
中和用
9
缓蚀剂
240kg
10
点蚀抑制剂
230kg
11
柠檬酸
350kg
12
氨水
2500kg
13
常温钝化剂
7000kg
附件6.干熄焦化学清洗工程用设备一览表
序号
名称
型号及规格
数量
备注
1
循环泵
37、22KW
各一台
“+”后为备用IS型
2
加液泵
IS80-65-160
1台
3
水冲泵
RPP-54-110
1+1台
4
压力表
0~1.6MPa
2+1只
5
温度计
0~150℃
4+1只
6
闸阀
Dg100
2只
循环泵出口用
7
闸阀
Dg50(或65)Pg16
Dg80Pg16
Dg32Pg16
10+2只
16+2只
8+2只
水冷壁管道连接用
循环清洗用
试压、流量控制用
8
流量计
转子流量计
3台
9
配电箱
常规
2套
10
橡胶管
40
100m
放空、排污用
11
无缝钢管
80*4
50(或65)*4
25*4
约175m
约100m约50m
12
循环槽
8m3
1套
13
废液处理槽
8m3
1套
可现场制作
14
配液槽
3m3
1套
可现场制作
15
法兰
Dg200
Dg80
Dg150
Dg100
Dg25
4
30
6
10
2
轴流泵进出口,省煤器进口,水冷壁下降管,给水泵进口,锅筒、蒸发器省煤器排污口,过热器排污口
16
电焊机
2只
17
氧乙炔
2套
附件7.干熄焦锅炉化学清洗工程化学分析监督用试剂、仪器一览表
(1)化学监督用药剂一览表
序号
名称
等级或浓度
数量
备注
1
NaOH
AR,0.2mol/L
1000mL
[H+]
2
酚酞
指示剂1%
1000mL
3
PH试纸
广泛试纸
20本
4
H2SO4
AR,0.05mol/L
500mL
总碱度
5
氨水
AR,1:
1
100mL
调PH
6
磺基水杨酸
指示剂10%
100mL
7
KCNS
指示剂40%
100mL
8
溴百里酚蓝
指示剂0.2%
30mL
9
EDTA
AR0.01mol/L
1000mL
测[Fe3+]、[Fe2+]
10
H2SO4
0.5mol/L
120mL
11
过硫酸铵
10%
100mL
12
HCI
AR1:
4
100mL
调PH
13
硫酸铜溶液
1.3%
30mL
滴定钝化效果
14
高氯酸镁
5%
120mL
(2)分析仪器一览表
序号
名称
数量
备注
1
酸碱式滴定管、滴定架
2套
25mL
2
温度计
1只
0~100℃
3
三角烧瓶、烧杯
各1只
250mL
4
胖肚吸管、吸管
各1根
1,2,5mL
5
吸耳球、取样杯
各4只
6
干燥剂、滤纸
若干
7
PH计
1台
8
CNT-40微型调温电热锅
1台
加热
9
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