目前，我國火電廠普遍采用水力輸灰方式進行輸灰。在運行過程中管道內(nèi)壁易產(chǎn)生堅硬的灰垢，隨著時間的推移，垢層逐漸增厚，致使灰水管道流通面積減少，管內(nèi)灰水流動阻力增大，能耗增加，直接影響機組的安全運行。為了安全、穩(wěn)定、長周期、滿負荷、低能耗地運轉(zhuǎn)，需要對灰水管道及時進行清洗。對于灰水管道中灰垢的清洗技術，國內(nèi)外都進行了許多研究。在我國采用的有化學清洗、高壓水射流清洗、PIG（清管器）清洗等，化學清洗是應用最廣的清洗技術。
1、輸灰管道結垢原理
輸灰管道中的灰垢是干（濕）灰和水在輸送過程中發(fā)生化學反應產(chǎn)生的沉積物，其垢質(zhì)堅硬，呈灰色，一般按水流方向呈層疊分布。煤粉中的碳酸鈣經(jīng)高溫作用轉(zhuǎn)化為氧化鈣，部分氧化鈣混雜于玻璃體內(nèi)或以硫酸鈣形式存在，部分以游離氧化鈣存在。在輸灰過程中，游離的氧化鈣不停溶解于水中，使灰水中的Ca2+和PH值不斷升高，OH－的增加使HCO－轉(zhuǎn)化為CO32－，當灰水中的Ca2+和CO32－濃度超過一定飽和度時，碳酸鈣便結晶析出，沉積在輸灰管道內(nèi)壁上形成灰垢。因此，輸灰管道中灰垢的主要成分為碳酸鈣。
影響輸灰管道結垢的因素是煤灰中鈣的含量、沖灰水的PH值、硬度和沖灰水量等。煤灰中鈣的含量越高，結垢速度越快；沖灰水的硬度越高，水量越小，結垢傾向越大；沖灰水在堿性條件下，易結垢。
2、化學清洗原理
化學清洗是利用無機酸與灰垢發(fā)生化學反應，生成可溶性的鹽而將灰垢清除的一種技術。在化學反應中產(chǎn)生的CO2氣體可對灰垢產(chǎn)生剝離作用，使部分灰垢脫落而被清洗液帶出管外。但是CO2氣體也會聚積于輸灰管道的高點或管道的上部，形成氣阻，造成酸洗液與管頂灰垢隔離，使管內(nèi)的灰垢不能充分與酸洗液接觸發(fā)生反應。致使管道底部灰垢已清除干凈，管道頂部還有大量余垢未清洗掉，可能產(chǎn)生管道頂垢塌落，造成堵管等事故。為防止此情況的發(fā)生，在清洗時需在管道頂部加些排氣裝置及時排氣。
酸與灰垢的反應如下：
Ca CO3＋2H+= Ca2++H2O+CO2 ↑
針對火電廠輸灰管道化學清洗工藝中存在的問題——酸對金屬的腐蝕及在酸洗過程中產(chǎn)生氣阻造成灰垢塌落甚至堵管的危害，已有廠家研制出了新的藥劑。為酸洗工藝過程中減少腐蝕和危害，提高酸的利用率提供了保障。如清洗時為抑制酸洗液對管道的腐蝕，在酸洗液中添加緩蝕劑。為防止反應產(chǎn)生的二氧化碳聚積在管內(nèi)產(chǎn)生氣阻，使灰垢不能與酸洗液充分反應，在酸洗液中加入一定量的清洗助劑。
3、化學清洗工藝
3.1、循環(huán)清洗
循環(huán)清洗是利用兩條原有的平行排灰管形成回路，與清洗泵站形成循環(huán)系統(tǒng)，加入一定濃度的酸洗液，在灰水管道中循環(huán)流動清洗，并在酸度下降至一定程度時，不斷補充酸液。對于短距離的單條灰水管道，若條件允許可，可鋪設一條臨時管道與其構成循環(huán)回路清洗。該工藝需在停運狀態(tài)下進行，且工藝復雜，成本較高。
3.2、開路清洗
若在清洗時不能有兩條灰管形成回路，只能采用單條灰管開路清洗。方法是將灰管一端與清洗裝置連接，在配液罐中連續(xù)配制一定濃度的酸洗液，連續(xù)或間歇地注入灰管中。此工藝需在停運狀態(tài)下增加清洗設備，成本較高。
3.3、不停運化學清洗
該工藝是在灰管正常輸灰不停運的狀態(tài)下，連續(xù)注入一定量的酸液，同時注入一定量的緩蝕劑及清洗助劑，開路清洗。清洗助劑的主要昨天是在一定濃度及流速的酸液中，促進酸液與灰垢的反應，同時增加二氧化碳在水中的溶解度，減少氣阻的產(chǎn)生，保證灰管的清洗質(zhì)量。
操作方法是：清洗前，先按管道中垢量估算出所需的酸量，再根據(jù)灰水流量及酸度計算出加酸速度及緩蝕劑、清洗助劑的加入流速。清洗時，在灰管前端取樣點每隔30min取樣測試酸度，并通過加酸的流量調(diào)節(jié)來嚴格控制酸度。清洗后期，在灰管末端每隔15min取樣測試PH值，當PH值達到一定數(shù)值并保持30min不變時，可判定清洗結束。
1.鋼管表層處理
管道在防腐處理之前，應對管道基體表面進行處理，清除基體表面的水份、油污、塵垢、污染物、鐵銹和氧化皮等。表層處理的方法很多，一般常采用人工除銹、噴砂或化學除銹。人工除銹時，質(zhì)量標準應達到St3級；噴砂或化學除銹時，質(zhì)量標準應達到Sa2.5級，表面粗糙度30～50μm較合適。經(jīng)處理后的表面應在4小時內(nèi)涂上底漆。
2.管道外防腐設計
石油瀝青防腐層是最古老的防腐層，在大多數(shù)干燥地帶使用良好。隨著技術的發(fā)展，環(huán)氧煤瀝青、富鋅涂料等已取代石油瀝青成為鋼質(zhì)輸水管道的防腐涂料，由于環(huán)氧煤瀝青系列涂料防腐性能優(yōu)異，價格較低，一直是鋼質(zhì)輸水管道的首選防腐涂料。
環(huán)氧煤瀝青防腐層一般適用輸送介質(zhì)溫度不超過110℃，為適應不同腐蝕環(huán)境對防腐層的要求，分為普通級、加強級和特加強級3個等級。普通級的結構為一底漆三面漆，干膜厚度≥0.3mm；加強級的結構為底漆→面漆→面漆、玻璃布、面漆→面漆，干膜厚度≥0.4mm；特加強級的結構為底漆→面漆→面漆、玻璃布、面漆→面漆、玻璃布、面漆→面漆，干膜厚度≥0.6mm，面漆、玻璃布、面漆應連續(xù)涂繳。實際工程中應根據(jù)工程條件、輸送介質(zhì)等進行等級選擇。
防腐層施工時環(huán)境溫度應高于5℃，空氣濕度低于80%。稀釋劑配比5%，玻璃布壓邊20～25mm，布頭搭接長度為100～150mm。防腐層電壓檢查：普通級2000V；加強級2500V；特加強級3000V。防腐層檢查：每10km漏點≯5處，用低壓音頻信號檢漏儀測定。
3.管道內(nèi)防腐設計
鋼管內(nèi)防腐根據(jù)輸送介質(zhì)的不同需選擇不同的防腐工藝，常用的防腐工藝有水泥砂漿內(nèi)襯、防腐涂料及塑料襯里等工藝。
水泥砂漿內(nèi)襯主要用于輸送供水和飲用水的管道，襯里用水泥應選用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，標號為425號或525號。襯里施工前應檢查管道的變形狀況，豎向最大變形不得大于管徑的2%，內(nèi)壁不得有結露和積水。水泥砂漿重量配比在1：1～1：2范圍，水泥砂漿坍落度宜取60～80mm，抗壓強度不低于30Mpa。
輸送非飲用水，尤其是輸送污水的管道內(nèi)防腐一般可采用環(huán)氧煤瀝青防腐涂料3層做法，一道底漆兩道面漆，也可采用無機富鋅底漆配環(huán)氧樹脂涂料兩道，干膜厚度0.2～0.4mm。
4.管道陰極保護設計
陰極保護屬于電化學保護，是利用外部電流使金屬腐蝕電位發(fā)生改變以降低其腐蝕率的防腐蝕技術，通常采用兩種方法，即犧牲陽極法陰極保護、外加電流法陰極保護。埋地鋼質(zhì)管道，通常采用犧牲陽極法陰極保護與防腐涂層聯(lián)合保護，在防腐工程中得到廣泛應用，效果良好。
陰極保護體系的設計，先要了解管道的長度、直徑、壁厚、涂層種類，以及管道所處地理位置的土壤地質(zhì)結構、土壤電阻，計算確定犧牲陽極種類、規(guī)格、數(shù)量和使用壽命。常用Al、Zn、Mn合金作犧牲陽極，陽極開路電位在1.5v以上，陽極一般在200～500米內(nèi)埋設一組，陽極電纜可采用vv型橡膠鋼芯電纜，填包料可采用50?SO4，50%膨潤土，一般設計使用壽命可達15～30年。
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