汽轮机高压蒸汽管道化学清洗技术解决方案

中国天辰工程有限公司 天津 300400

1 概述

高压蒸汽是高压汽轮机运行的动力,蒸汽管道系统的清洁是汽轮机正常工作的前提。如果蒸汽管道在制造、运输及安装过程中产生的轧制鳞片、油污泥沙、焊渣、表面浮层等进入汽轮机,将对汽轮机造成损害,因此进行一次彻底的化学清洗是很必要的。通过对管线的化学清洗,可将上述各种污垢、杂质清除干净,把管道中存留的其他杂质冲出,华亭煤业集团有限责任公司年处理 60万 t/a甲醇制 20万 t/a聚丙烯(FMTP)科技示范项目压缩冷冻装置汽轮机高压蒸汽管道化学清洗后蒸汽吹扫在短时间内就打靶合格,为汽轮机的正常运行创造了良好的条件。

2 清洗前的准备工作

2.1 化学清洗系统

化学清洗前,将被清洗系统中不允许参与化学清洗的部件,如视镜、电磁调节阀、单项阀、过滤器滤芯等拆除并采取临时短管措施对拆除部件的位置进行处理。关闭并隔断与化学清洗系统无关的阀门,以防止清洗液外泄。

2.2 化学清洗临时管到的设置

化学清洗临时系统(包括清洗站)的建立,温度、压力测量仪表及分析取样点均设在进出口的管道上。为了检查化学清洗效果和检测腐蚀速度,在循环系统中分别安装监测管段和腐蚀挂片,监视管段上的污垢应与被清洗管道污垢相同,腐蚀挂片材质应与被清洗管道材质相同,挂片在化学清洗前放入,清洗后取出,并计算出清洗过程的平均腐蚀速度,为了保证清洗液能很好的循环,防止在系统中产生气阻和清洗液残留,循环管道配有高点排空地点排污。

2.3 化学清洗设备

大型清洗泵站1套;清洗槽1个;中和泵站1套;中和槽1个;压力表2个;温度计2个;化验仪器1套等。化学清洗流程如图1所示:

3 化学清洗步骤

将高压蒸汽管道系统从汽轮机中拆除,利用清洗槽和清洗泵将高压蒸汽系统构成一个回路进行循环清洗。连接管道时,尽量将管道全部连接在全循环回路上,让清洗液在内部循环,以保证清洗效果。对于无法循环的分支短接管道定时排放,以维持短接内清洗液浓度,以免形成死角。清洗按照下列步骤进行:

图1 清洗泵站流程示意图

水冲洗→碱洗→碱洗后水冲洗→酸洗→酸洗后水冲洗→漂洗→钝化→氮气吹干(或工业气吹干)

3.1 水冲洗

水冲洗的目的是使用大量的水尽可能除去系统中的积灰、泥沙、脱离的金属氧化物及其他疏松污垢,并进行系统检漏。首先,液体高进低出进行冲洗,为了保证冲洗效果,每隔一小时进行一次正反向切换。干净后,将系统加满水后,将泵站切换到正常循环位置,同时进行试压检查临时系统的泄漏情况。

3.2 碱洗

碱洗的目的是去除系统中的各种油污、石墨、防锈油等有机物。系统水冲洗试压无泄漏后,升温至70℃开始加入适量的表面活性剂和润湿剂,调节阀门使每一支路流量均匀,按蒸汽管网清洗液体流向图循环8～10h,温度保持80～90℃。在碱洗过程中每30min化验一次碱度,相邻两次化验碱浓度差小于0.1%即可结束碱洗。

3.3 碱洗后水冲洗

碱洗后水冲洗是为了除去系统内残留的碱液。碱洗液排除后,及时注入清水,每隔一小时进行一次正反向切换,按照清洗循环路线进行冲洗,每当一支水冲洗的溶液至PH=6～9,进出口澄清度基本一致时,停止此工序。

3.4 酸洗

酸洗的目的是利用酸洗液与垢类物质和腐蚀产物进行化学和电化学反应,生成可溶物,以出去管道表面的污垢,酸洗的是整个化学清洗的关键步骤。碱洗后的冲洗水排除后,将配置的含柠檬酸3%、Lan-826缓蚀剂适量、酸洗助剂适量、Fe3+抑制剂适量、促进剂适量的酸液用请水泵打入系统中,确认充满后用泵循环冲洗6～8h,温度保持80℃～90℃。每隔1h进行一次正反向切换,并在管路的最高点放空和低点排污,以避免气阻和倒淋堵塞,影响清洗效果。清洗过程中,间隔30min测试酸浓度H+、铁离子Fe3+和Fe2+,酸浓度不低于1%,在0.5h内测定结果差值小于0.1%,当铁离子浓度与酸浓度稳定,样管干净后在循环1h,结束酸洗。

3.5 酸洗后水冲洗

酸洗后水冲洗的目的是除去系统酸洗后剩余的酸洗残夜和脱落的颗粒,以便进行漂洗和钝化预处理。将酸洗液排出,用大量的水对全系统按照清洗循环路线冲洗,每隔1h进行一次正反向切换,不断开关交替进行倒淋,以使沉淀在管道内的杂物、残夜排出。冲洗过程中,应每隔30min测试一次排出冲洗液的PH值,当每一支路水冲洗的溶液纸PH=6～9,进出口澄清度基本一致时,停止此工序。

3.6 漂洗

漂洗的目的是除去水冲洗过程中可能形成的浮锈,以降低系统中铁离子的含量,保证钝化效果。酸洗后的冲洗水排除后,将配置的含柠檬酸3%、Lan-826缓蚀剂适量、酸洗助剂适量、Fe3+抑制剂适量、促进剂适量的酸液用请水泵打入系统中,确认充满后用泵循环冲洗2h,温度保持80℃～90℃。每隔1h进行一次正反向切换,间隔30min测试酸浓度H+、铁离子Fe3+和Fe2+,当总铁离子稳定或样管无锈,即可结束漂洗。

3.7 钝化

钝化的目的是防止漂洗后处于活性状态的金属表面背氧化生成浮锈,因此,管道在化学清洗后需要进行钝化处理,然后才重新投用。加水稀释使清洗系统中的铁离子浓度小于500ppm,用氨水中和至PH=9～10,将配置的含Na3PO41%、钝化液1%、钝化助剂适量的混合液加入,水温为40℃～50℃,循环4～6h,每隔1h进行一次正反向切换,保证冲洗效果。

3.8 氮气吹干(工业风吹干)

用干燥无油的氮气或工业风将系统中残留的液体吹出,为蒸汽吹扫做准备。

4 效果检测

依据化工行业标准《工业设备化学清洗质量标准》(HG/T2387-2007), 华亭煤业集团有限责任公司年处理60万t/a甲醇制20万t/a聚丙烯(FMTP)科技示范项目压缩冷冻装置汽轮机高压蒸汽管道清洗后金属表面清洁,无残留氧化物和焊渣,不出现二次浮锈,无点蚀,无明显金属粗晶析出的过洗现象,形成完整的钝化膜。碳钢平均腐蚀率低于5g/m2.h,腐蚀总量小于20g/m2。

5 清洗废液的处理

5.1 脱脂液和脱脂后水冲洗废液的处理

脱脂过程主要使用烧碱、磷酸三钠、表面活性剂和润湿剂。脱脂结束后,废液中的碱含量为0.5～1.5%。PH值为12,碱性较强,一般采用中和发处理,将脱脂液排入废液处理槽,与盐酸相互中和,使PH值达到6～9。其反映如下:

中和完成后,排至指定的排放点。

5.2 酸洗废酸和酸洗后水冲洗废液的处理

本次化学清洗中使用的清洗主剂为柠檬酸。酸洗后的废液对环境产生污染影响的主要因素为酸性,酸洗结束后,废液中酸含量为7%,PH值为1,处理也采用中和法处理。将酸性废液与片碱中和,反应式如下:

待中和至PH值为6～9后,排至指定的排放点。

5.3 钝化后废液的处理

本次化学清洗药剂有磷酸三钠及钝化助剂等药剂。钝化液对环境产生污染主要因素为碱性、亚硝酸盐。钝化液处理主要是NO2-的处理,对NO2-主要采用氨基磺酸处理,反应式如下:

反应完毕后,调节废液PH值为6～9后,排至指定的排放点。

6 结束语

青海盐湖工业集团股份有限公司金属镁一体化项目(IPMT)100万t/a纯碱装置压缩工段汽轮机高压蒸汽管道清洗完毕后,回合甲方、监理人员进行现场开管检查发现管壁均露出金属基体,无残留余垢,大大缩短了打靶时间,为汽轮机稳定运行创造了良好的条件。

《化工园区公共管廊管理规程》获批将于明年正式实施!

由中国石油和化学工业联合会化工园区工作委员会、上海化学工业区公共管廊有限公司等单位共同起草的国家标准GB/T36762-2018《化工园区公共管廊管理规程》于2018年9月17日经国家标准化管理委员会批准,将于2019年4月1日起正式实施。

该标准总结了上海化学工业区公共管廊有限公司10多年来在化工园区公共管廊建设、管理、运营等方面的经验,又充分考虑了全国各地化工区客观情况。该标准具有适用性和可操作性,主要内容包括公共管廊管理的职责、规划和设计、建设、运行、事故和应急等。2017年11月24日,该标准审查会在上海化学工业区举行,评审专家组一致认为,该标准送审稿的内容系统全面、适用性强,符合国家标准起草的要求和深度,填补了国内空白,达到了国际先进水平。专家组还充分肯定了该标准送审稿所述的管理规程对我国化工园区公共管廊管理所起到的积极作用和社会经济效益,认为其管理模式及技术手段属于行业创新。