蒸汽加氧吹洗方法技术

本发明专利技术涉及对火力发电厂及蒸汽动力设备锅炉过热器和再热器的蒸汽加氧吹洗方法。其特征是蒸汽的质量流速为大于３５０ｋｇ／ｓ. ｍ↑［２］至小于６００ｋｇ／ｓ. ｍ↑［２］的范围，蒸汽温度为大于４５０℃至等于５５０℃的范围，可变压和稳压吹洗，加氧量的控制是根据气体状态方程式用压力表和温度计测得氧气在加氧过程中压力和温度的变化以确定其加氧量为蒸汽量的０. ３－１‰。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对火力发电厂锅炉的过热器和再热器的。在以往技术中，火力发电厂锅炉过热器和再热器的清洗，一般采用化学清洗方法。我国能源部制定的锅炉化学清洗导则中规定对17.4MPa以上的锅炉的再热器进行化学清洗，清洗时，必须保证管内流速达到国际标准即0.15米/秒以上。过热器进行化学清洗时，还配备有防止立式管产生气塞和腐蚀产物在管内沉积的措施。大容量机组的过热器多数由奥氏体钢制成的，因此不能采用含卤族元素的化学药品进行清洗，否则易产生氯脆。并且化学清洗用药昂贵，清洗后有废液，不利于环境保护。在苏联刊物《动力建设》(1985年第6期第17-33页)中公开了一种蒸汽加氧吹管清洗方法，以及采用这种方法和化学清洗相结合的方法，用于对汽包炉以及中间再热式直流炉的过热器的清洗。苏联采用的这种蒸汽加氧吹管清洗方法中，采用相邻锅炉的蒸汽作为汽源，进行稳压吹洗。采用蒸汽加氧吹洗代替化学清洗具有重要的实用意义，可减少昂贵的化学清洗用药，减少清洗废液，有利于环境保护。苏联采用的这种蒸汽加氧吹管清洗方法提供的蒸汽的质量流速为600-800公斤/米2·秒，蒸汽温度为250°-450℃。这种方法最终形成的氧化膜耐蚀性优于NaNO2所形成的钝化膜，一般用NaNO2进行钝化膜的耐蚀性试验用CuSO4点滴试验在7min左右。但是这种吹洗的效果差，因为金属表面有结露现象，影响了氧化膜的形成，并且这种清洗方法成本昂贵。在先有技术中，由于再热器截面积大，清洗再热器的成本高，所以以往对再热器不进行清洗，但是再热器结垢量大时，会直接影响水汽品质。苏联的蒸汽加氧吹管清洗方法也只是用于对汽包炉和中间再热式直流炉的过热器的清洗，不适用于对再热器的清洗。本专利技术的目的是提供一种蒸汽加氧吹管清洗方法，采用这种方法可大大减低了结垢速率，提高了水汽品质，延长锅炉的清洗周期和锅炉的使用寿命。并且扩大了清洗范围，除了对汽包炉和中间再热式直流炉的过热器清洗外，还能对中间再热式直流炉的再热器进行清洗。本专利技术提供的方法减少吹管次数，缩短了清洗工期，节省了燃料和水用量，因而大大降低清洗成本。并且减少噪音，更有利于环境保护。本专利技术的目的是通过下述特征来达到的本专利技术的对火力发电厂及蒸汽动力设备锅炉过热器和再热器的，每吹一次管分三个阶段，第一阶段为蒸汽冲洗，第二阶段为加有氧气的过热蒸汽冲洗，氧的添加量为0.3-1‰，第三阶段为全部系统进行蒸汽冲洗，蒸汽具有一定的质量流速和温度范围，其特征是，蒸汽的质量流速为大于350kg/sm2至小于600kg/s·m2的范围，蒸汽温度为大于450℃至等于550℃的范围，可变压和稳压吹洗，加氧量的控制是根据气体状态方程式 (P1V1)/(T1) = (P2V2)/(T2) 用压力表和温度计来测得氧气在加氧过程中压力和温度的变化以确定其加氧量为蒸汽量的0.3-1‰。并且对汽包炉的过热器采用变压吹管，调节主蒸汽的调节阀门，当饱和蒸汽压力从0.9MPa-0.5MPa，每变压一次吹管4分钟，与此同时，加氧为蒸汽量的0.3-1‰，然后进行全部系统蒸汽冲洗。本专利技术的蒸汽加氧吹管清洗方法采用的蒸汽为自身蒸汽。本专利技术提供的方法与苏联的蒸汽加氧吹管清洗方法相比，具有有益的效果、苏联采用的过热蒸汽温度为250℃-450℃，本专利技术通过割管试验得出在蒸汽温度小于350℃时，过热器管金属表面有结露现象，因此不可能形成完整的耐蚀性保护膜，清洗效果差。而当蒸汽温度在大于550℃时所形成的氧化膜质量不好，其耐蚀性差且有龟裂现象。本专利技术提供的方法采用的蒸汽温度为350°-550℃，这时过热器或再热器管的金属表面所形成的保护膜的耐蚀性好，CuSO4点滴试验在12分钟以上，保护膜的厚度在2-15μm，先有技术中从未作过对保护膜厚度的研究。在先有技术中，国际耐蚀性标准是5分钟为高耐蚀。苏联的蒸汽加氧清洗方法只公开了其耐蚀性能达到相当于进行化学清洗所产生的最好的钝化膜，即NaNO2所形成的钝化膜，进行CuSO4点滴试验所达到的耐蚀性为7分钟左右。在先有技术中，每提高一分钟的耐蚀性都要耗费很大的工时和成本才能达到。而目前的化学清洗方法中，考虑到环境保护的因素，化学药品的浓度控制在0.5%-1%的范围内，其形成的钝化膜耐蚀性小于2分钟，为此锅炉必须在一个月内起动，否则锅炉管会产生锈蚀，影响汽水品质，以致造成锅炉爆管等事故。为了提高经清洗后锅炉管内钝化膜的耐蚀性，苏联采用了20%的NaNO2进行化学清洗后，锅炉管内所产生的钝化膜的耐蚀性才能达到高耐蚀性的要求，最高耐蚀性也只能达到7分钟。但是由于化学药品浓度过高，不能满足环境保护的要求，而且NaNO2又是一种致癌物，所以目前国际上很少采用。而苏联采用的蒸汽加氧吹管清洗方法能达到对低合金钢7分钟的耐蚀性是来之不易的。本专利技术的清洗方法能达到对低合金钢12分钟以上的耐蚀性，对高合金钢能达到120分钟以上的耐蚀性是有了很大的提高，因而保证了机组安全可靠的运行并延长了锅炉的使用寿命。苏联的蒸汽加氧吹管清洗方法采用的蒸汽质量流速为600-800kg/s·m2，而本专利技术通过中型试验得出蒸汽质量流速仅需大于350kg/s·m2。苏联的方法采用较大的蒸汽质量流速仅能对锅炉的过热器进行清洗，而不能用于再热器，因为再热器的截面积大，要提高到600-800kg/s·m2是不能实现的。而用化学清洗的方法对于由奥氏体钢制成的锅炉容易产生氯脆。所以在以往技术中，对于再生器无法清洗。本专利技术的方法提供的蒸汽质量流速使清洗的范围扩大了，不仅能用于过热器的清洗，而且能用于先有技术从末能实现的对再热器的清洗。并且本专利技术提供的蒸汽质量流速实际上只要大于350kg/s·m2就可以达到同等清洗效果，从而节省了煤、水、油，大大降低了成本。汽水品质合格外，还保证了机组安全经济运行。本专利技术的蒸汽加氧吹管清洗方法可用锅炉的自身蒸汽进行，也可用邻炉蒸汽进行清洗。在先有技术中都是用邻炉蒸汽进行清洗，这样在清洗过程中必须停止一台正常发电的机组，为供给待清洗的锅炉使用蒸汽。采用邻炉蒸汽吹洗，需要增加安装管路的工作量并且管路连接复杂，消耗工时，消耗金属材料和能源。同时不能满足再热器清洗对蒸汽质量流速的要求，这也是先有技术中不能对再热器进行清洗的主要原因之一。采用本专利技术的蒸汽加氧吹管清洗的方法，对500MW的直流炉的清洗与不加氧的蒸汽清洗方法比，降低除盐水量71.9%。节约用水达到41万元。苏联的蒸汽加氧吹管清洗方法用于250MW的直流炉的清洗，与不加氧的蒸汽清洗方法相比，降低除盐水量25-50‰。可见采用本专利技术的方法的500MW容量机组都比采用苏联的方法的250MW机组要大大节约用水，降低成本。本专利技术的方法提供了对汽包炉过热器可采用变压蒸汽加氧吹洗，对直流炉的过热器和再热器的清洗可采用稳压吹洗，从而扩大了清洗的范围。对汽包炉的过热器采用稳压和变压吹管清洗的比较可得出。采用变压清洗在与稳压清洗相比采用同样的技术参数进行清洗的条件下，可确保同样的清洗质量，并可节省煤、水、油，节省工时约三分之一。经割管检查，经过清洗以后，采用苏联清洗方法的直流炉的金属管内表面的残余垢量为小于50g/m2，采用本专利技术方法的直流炉金属管内表面的残余垢量为34g/m2，采用苏联的清洗方法的汽包炉管内残余垢量小于70g本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对火力发电厂及蒸汽动力设备锅炉过热器和再热器的蒸汽加氧吹洗方法，每吹一次管分三个阶段，第一阶段为蒸汽冲洗，第二阶段为加有氧气的过热蒸汽冲洗，氧的添加量为０. ３－１‰，第三阶段为全部系统进行蒸汽冲洗，蒸汽具有一定的质量流速和温度范围，其特征是，蒸汽的质量流速为大于３５０ｋｇ／ｓ. ｍ↑［２］至小于６００ｋｇ／ｓ. ｍ↑［２］的范围，蒸汽温度为大于４５０℃至等于５５０℃的范围，可变压和稳压吹洗，加氧量的控制是根据气体状态式Ｐ↓［１］Ｖ↓［１］／Ｔ↓［１］＝Ｐ↓［２］Ｖ↓［２］／Ｔ［２］，用压力表和温度计来测得氧气在加氧过程中压力和温度的变化以确定其加氧量为蒸汽量的０. ３－１‰。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洁，曹杰玉，柯于进，张增，李彦全，胡善葆，杨秋来，杨福亭，
申请(专利权)人：能源部西安热工研究所，山西省电力公司电力建设二公司，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]