鍋爐化學(xué)清洗技術(shù)及其范例的研討

1、鍋爐化學(xué)清洗技術(shù)及其范例的研討北京電力科學(xué)研究院(北京100045) 袁長征1.概述:我國工業(yè)鍋爐化學(xué)清洗技術(shù)、清洗工藝及其方法是隨著鍋爐容量、參數(shù)、壓力、溫度、材質(zhì)、水處理工藝垢型的類別及化學(xué)監(jiān)督管理等變化而發(fā)展起來的?；瘜W(xué)清洗始于二十世紀(jì)三十年代，我國從五十年代就開始這一工作。我國工業(yè)鍋爐、電站鍋爐化學(xué)清洗工藝及其方法大致按照如下幾種情況進(jìn)行發(fā)展和建立起來的。六十年代以前，以中壓鍋爐或中壓機(jī)組為主，只有為數(shù)不多的高壓鍋爐或機(jī)組。就我國目前而言，除電力系統(tǒng)含壓力容器外，大多為中高鍋爐，無論是新安裝的或己投產(chǎn)運(yùn)行的鍋爐，根據(jù)鍋爐臟污程度，按照NaOH和Na3PO4的配比對爐本體進(jìn)行有火煮爐或無

2、火煮爐，偶爾對鍋爐臟污程度嚴(yán)重的進(jìn)行酸洗。六十年代高壓鍋爐不斷出現(xiàn)，為數(shù)不多的超高壓爐投產(chǎn)。盡管如此，鍋爐補(bǔ)給水仍澄清器-Na+-軟化水，或Na+-H+軟化水處理及蒸發(fā)器凝結(jié)水作鍋爐補(bǔ)給水。當(dāng)時對新投產(chǎn)的或已運(yùn)行的垢量大的鍋爐本體，僅采用堿洗除硅除油鹽酸除垢磷酸鹽鈍化工序進(jìn)行化學(xué)清洗。七十年代高壓、超高壓、亞臨界機(jī)組鍋爐發(fā)展很快，鍋爐補(bǔ)給水由軟化水處理轉(zhuǎn)化為除鹽水處理工藝，水處理工藝出相繼出現(xiàn)。爐本體采用堿洗鹽酸酸洗亞硝酸鹽鈍化處理工藝；爐前系統(tǒng)因設(shè)備材質(zhì)的要求采用堿性檸檬酸單銨或檸檬酸酸洗亞硝酸鹽鈍化。對直流機(jī)組鍋爐，包括過熱器在內(nèi)采用全熱力系統(tǒng)方式進(jìn)行化學(xué)清洗。由于鍋爐材質(zhì)原因，對1000

3、t/h及以上的直流機(jī)組鍋爐采用HF酸洗，鈍化介質(zhì)采用NaNO2或N2H4行鈍化處理。八十年代后我國亞臨界或超臨界電站機(jī)組鍋爐不斷出現(xiàn)，并出現(xiàn)強(qiáng)勁勢頭，加以根據(jù)運(yùn)行爐垢成分變遷、廢液污染受到環(huán)保限制、縮短大修工期及清洗技術(shù)的開發(fā)，勇現(xiàn)出清除不同爐垢、不同的清洗方法及工藝，簡直到了層出不窮的境地。如有螯合洗凈法(EDTA2Na、EDTA銨鹽)有機(jī)酸洗凈法(檸檬酸平銨、檸檬酸)，無機(jī)酸洗凈法(鹽酸、硫酸、氨基磺酸、HF硝酸)合酸洗凈法(羥基醋酸+檸檬酸，氨基磺酸+檸檬酸，羥基醋酸+檸檬酸EDTA+硫酸)，除垢鈍化混合清洗液一步清洗法，除鹽酸法、檸檬酸單銨法、HF法、EDTA法、硫酸法常規(guī)清洗工藝外，

4、其余洗凈法均為近10年內(nèi)引進(jìn)或進(jìn)行研制的。主要為特殊鋼材而研制的。國內(nèi)外電站鍋爐常用的鈍化劑有亞硝酸鹽、聯(lián)胺、亞硝酸鹽+雙氧水，雙氧水及磷酸三鈉+亞硝酸鹽，中小鍋爐酸洗后期常用碳酸鈉中和處理。據(jù)國內(nèi)外大量文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)無論采用那一種除垢、鈍化洗凈方法均可達(dá)到化學(xué)清洗的目的。2.鍋爐化學(xué)清洗的基本原理2.1概述鍋爐的化學(xué)清洗和單一的酸洗有著根本的不同，前者包括水沖洗堿洗水沖洗酸洗沖洗除銅沖洗檸檬酸漂洗及鈍化等5至9道清洗工序，而后者只是眾多工序中一個工序。堿洗主要功能是除硅、除油及濕潤和松動垢層，酸洗工藝主要以化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)過程為主，機(jī)械能為付的除垢過程，把爐管內(nèi)表面上的鍋垢或運(yùn)行爐垢清除干凈，最后

5、在清潔的活潑的金屬表面上用氧化劑或還原劑在其表面上形成保護(hù)膜，達(dá)到金屬暫時免于大氣和濕空氣浸蝕的目的。眾所周知，酸洗除垢只不過是化學(xué)清洗過程中一個主要工藝或環(huán)節(jié)，這個問題不難理解。另人難以理解的是化學(xué)清洗的基礎(chǔ)理論，關(guān)于清洗機(jī)理和方法的基礎(chǔ)研究，國內(nèi)外許多文獻(xiàn)作過這方面的報(bào)導(dǎo)，還不能講化學(xué)清洗理論已經(jīng)很完善，其理論提法也不統(tǒng)一。在參照國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，通過大量的試驗(yàn)研究及百余臺鍋爐化學(xué)清洗實(shí)踐，對這個問題進(jìn)行綜合敘述、分析和討論。鍋爐化學(xué)清洗過程可歸納為:它是以化學(xué)和電化學(xué)過程為主，機(jī)械能為副的一個全過程。研究化學(xué)清洗機(jī)理目的在于使?fàn)t管內(nèi)的污垢清洗干凈，在其上面形成完整的致密性保護(hù)膜。為了全

6、面研究清洗理論問題，首先應(yīng)對鋼鐵表面形成銹垢或鍋爐運(yùn)行中形成的運(yùn)行爐垢從兩方面進(jìn)行研究。對于新安裝的鍋爐而言，爐管內(nèi)表面形成的沉積物不外于在制造、安裝、存放過程中產(chǎn)生的，其沉積物成分和分布，以基體金屬為基底，從內(nèi)向外延伸，主要包括FeO、Fe3O4(FeO和Fe2O3混合物)、Fe2O3及硅的氧化物，有時也會有少量的銅或銅的氧化物殘存。為防止鋼鐵再次腐蝕，設(shè)備出廠前，在鋼表面涂有黃油及防繡劑之類的涂料等物質(zhì)。對于多年運(yùn)行鍋爐來講，爐垢形成、快慢及垢的成分，主要和鍋爐補(bǔ)給水方式、爐內(nèi)處理工藝及壓力有很大關(guān)系。爐垢主要成分有Fe3O4、Fe2O3、CuO、Cu、硅酸鹽及磷酸鹽的鈣鎂垢等。這些物質(zhì)在

7、垢中所占百分?jǐn)?shù)又與補(bǔ)給水質(zhì)量、凝汽器泄漏、生產(chǎn)返回水、爐內(nèi)處理的好壞，以及熱負(fù)荷大小、壓力和運(yùn)行方式等因素有關(guān)。譬如:以軟化水作鍋爐補(bǔ)給水，凝汽器泄漏時，則爐垢中以鈣鎂及鐵銅垢為主要成分，亞臨界汽爐采用全揮發(fā)性處理，爐垢中以Fe3O4鐵垢為主要成分，鍋爐以CWT處理，垢中主要以致密的a-Fe2O3垢為主要成分。前兩種垢型易清洗，后者清洗難度很大?；瘜W(xué)清洗應(yīng)徹底清除上述物質(zhì)。當(dāng)遇到垢成分復(fù)雜難以清洗的特殊爐垢時，如垢中含有r-Fe3O4、a-Fe2O3、尖狀鐵垢、SiO2、Cu垢等，為了實(shí)現(xiàn)除垢目的，應(yīng)在酸洗前后或在酸洗中輔助其它工藝或在酸洗中添加有利于垢清除的藥劑。為此目的，往往依靠試驗(yàn)研究尋

8、求好的清洗工藝，這一點(diǎn)對運(yùn)行爐垢是必要的。酸洗主要是溶解鐵的氧化物及其它金屬氧化物的化學(xué)和電化學(xué)過程，在放氫時，機(jī)械剝離氧化鐵皮、垢層及伴隨著發(fā)生其它過程。有人認(rèn)為H2的作用機(jī)理有兩種說法:一種認(rèn)為，酸洗氧化物是電化學(xué)溶解，另一種認(rèn)為是H2按化學(xué)機(jī)理將氧化鐵還原成易溶于酸液的氧化亞鐵，也有人認(rèn)為這兩種情況都存在。在酸洗時，F(xiàn)e3O4的電位高于鐵電位，而電化學(xué)過程有利于鐵皮的溶解，但H2放出也是不容忽視的，它加速了鐵皮清除。因此，研究化學(xué)清洗機(jī)理時，不能不涉及到垢的形成及其成分，這有利于化學(xué)清洗機(jī)理的研究?？傊煌夂鯊幕瘜W(xué)和電化學(xué)反應(yīng)及工藝學(xué)原理等方面進(jìn)行研究。2.2基本反應(yīng)3O4、Fe2O3、

9、SiO2及少量銅及其氧化物。鋼管在制造過程中形成銹垢成分與加工溫度有關(guān)，當(dāng)溫度<575時，鋼管基體表面生成Fe3O4、r-Fe2O3(占主要%)及a-Fe2O3；當(dāng)溫度>575時鋼表面依次生成FeO(其中還夾雜金屬鐵)、Fe3O4、Fe2O3；因加工工藝要求還引入SiO2和CuSO4作潤化劑而引入SiO2和Cu或CuO。+無關(guān)。在該P(yáng)H范圍內(nèi)，有氧和一定溫度存在下，鋼鐵腐蝕最快。鋼的腐蝕主要受氧擴(kuò)散控制。這個腐蝕過程是極其復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程。這一基礎(chǔ)理論研究有效地提供了提高酸洗質(zhì)量的依據(jù)，即防止酸洗后水沖洗過程中生成二次銹，及水沖洗終點(diǎn)的控制理論及方法。垢呈磚紅色，體積大于金屬

10、體積，垢呈多孔的，高溫氧化鐵皮厚度為1020um，孔徑為2030um多孔垢層，有高度脆性，受大氣腐蝕生成的垢層厚度，隨接觸時間而定，垢量一般為50200g/m2。2.3運(yùn)行爐垢的形成運(yùn)行爐垢主要含磁性Fe3O4或a-Fe2O3及少量的r或aFe2O3或Fe3O4、FeO、CuO、ZnAl3O4、NiFe2O3、Cu硅垢及磷酸鹽鈣鎂垢等組成。不同類型鍋爐和補(bǔ)給水方式等則形成爐垢及垢的成分也不盡相同，運(yùn)行爐垢型大約有十余種，其特性有的堅(jiān)硬，有的松軟，有的呈魚鱗狀，有的呈黑色、褐色、土紅色及灰褐色等不一。對于蒸發(fā)管上垢的形成過程及機(jī)理尚無統(tǒng)一認(rèn)識，對于沉積物生成和防止常碰到許多實(shí)際問題。試驗(yàn)研究表明

11、沉積物及性質(zhì)對研究化學(xué)清洗方法有較大的價值和實(shí)際意義。運(yùn)行爐總的沉積物等于腐蝕物、帶入爐內(nèi)的沉積物及吸附而產(chǎn)生的沉積物的總和。應(yīng)當(dāng)指出，鍋爐運(yùn)行過程中，尤其是投運(yùn)初期，在爐管表面內(nèi)層生成的Fe3O4溶解度很小，是具有保護(hù)性的磁性Fe3O4。由于反應(yīng)在鋼表面上進(jìn)行的，F(xiàn)e3O4與基體金屬結(jié)合力強(qiáng)，其導(dǎo)熱系數(shù)僅次于鐵，有良好的保護(hù)性。在沒有氧的情況下，這層磁性Fe3O4才具有保護(hù)性。在有氧或微氧、微氧化劑的存在下，比較可溶的Fe(OH)2將在離鋼表面一定距離處轉(zhuǎn)化生成無保護(hù)性磁性Fe3O4，隨著腐蝕不斷進(jìn)行，產(chǎn)物不斷積累而形成腐蝕產(chǎn)物。它與運(yùn)行時間、機(jī)組啟停次數(shù)及停爐保護(hù)質(zhì)量等有關(guān)。所謂沉積物是指

12、由于蒸發(fā)、爐水濃縮、帶入爐內(nèi)金屬及相關(guān)離子及水處理富余的化學(xué)藥品在鍋爐受熱面上沉積而成。沉積物多少與設(shè)備運(yùn)行時間、熱負(fù)荷大小及給水?dāng)y帶雜質(zhì)多少等有關(guān)。吸附沉積物是由吸附作用而產(chǎn)生的，一般發(fā)生在鍋爐設(shè)備熱負(fù)荷不高的汽包、下水管、下水包或下聯(lián)箱及爐管的被火側(cè)的部位。研究表明，蒸發(fā)產(chǎn)生的沉積物>吸附產(chǎn)生的沉積物>腐蝕產(chǎn)物。前面我們討論了保護(hù)膜、沉積物的形成及垢的成分等問題，現(xiàn)在研究一下膜的質(zhì)量及垢的特征。膜金屬表面上附有結(jié)合力很牢的高致密層密度的磁性Fe3O4膜，或更高致密度的a-Fe2O3膜(土紅色)，是堅(jiān)硬的有保護(hù)性，又稱平衡氧化鐵膜，其厚度與金屬壁溫度有關(guān)，不以運(yùn)行時間而變化，一般

13、厚3040um。當(dāng)80um時，在氧或氧化性離子或在內(nèi)應(yīng)力作用下，膜易受到破壞，膜的破壞是時間的函數(shù)。沉積物由給水系統(tǒng)帶入爐內(nèi)微量腐蝕產(chǎn)物在平衡膜上或已破壞的平衡膜上積聚而形成典型沉積物。試驗(yàn)研究表明，以膜上軟層沉積物作母架，各種雜質(zhì)被吸附逐步封閉或縮小孔隙而形成爐垢。垢表面沉積物的理化特性在很大程度上取決于帶入爐內(nèi)雜質(zhì)及其性質(zhì)。在我國從低壓鍋爐(1.5MPa)到中壓(3.58.0MPa)、高壓(9010.0MPa)、超高壓及亞臨界汽包爐(14.018.5Mpa)、超臨界汽包爐(>18.5Mpa)。無論那種自然循環(huán)汽包爐上升管出口干度x25%，循環(huán)倍率K4，入口流速>0.5m/s。通

14、過五十年來對各種爐型結(jié)垢形態(tài)、特征及成分與鍋爐型號、壓力、容量、爐內(nèi)處理及補(bǔ)給水處理方式不同而不同，我國運(yùn)行爐垢大約有十余種，以下介紹常見的幾種運(yùn)行爐垢的垢型。1.中低壓鍋爐以石灰Na+軟化水、Na+H+軟化水處理及蒸發(fā)器凝結(jié)水作鍋爐補(bǔ)給水的爐垢，以5080%Ca、Mg、SiO2、Fe3O4為主要成分，垢外表面呈灰白色、灰紅色，堅(jiān)硬小刀不易刮下，屬易清洗爐垢。2.鍋爐以軟化水或軟化水轉(zhuǎn)除鹽水作補(bǔ)給水的爐垢，以Fe3O4和CuO、Cu為主的爐垢，表面呈魚鱗狀，呈紅色或土紅色，垢下是薄薄一層土紅色，一般發(fā)生在凝汽器運(yùn)行不良的高壓、超高壓及亞臨界的汽包爐。3.以石灰軟化或二級除鹽水作鍋爐補(bǔ)給水的高壓

15、鍋爐的爐垢，以Fe3O4、Ca、Mg垢為主。其特征:鋼表面(內(nèi)層)附有白色磷酸鹽的Ca、Mg、Si垢，次層為黑色或灰褐色的Fe3O4，最外層一般為咖啡色，垢堅(jiān)硬，無明顯分層現(xiàn)象。4.單純以除鹽水作高壓爐補(bǔ)給水的爐垢，以5060%銅鐵垢為主，垢表面呈紅色，垢下呈灰白色。5.以除鹽水作鍋爐補(bǔ)給水的高壓、超高壓爐垢，也是以Fe、Cu、SiO2為主的爐垢，垢表面有一層松軟黑灰色附著物，下面堅(jiān)硬，呈黑紅色，垢下呈白色。6.以除鹽水作補(bǔ)給水，附有凝結(jié)水處理爐內(nèi)采用全揮發(fā)性處理的亞臨界或超臨界汽包爐，以70%以上磁性氧化鐵垢為主的爐垢，這種爐垢容易清洗。7.以除鹽水作補(bǔ)給水，熱力系統(tǒng)采用CWT處理的鍋爐，結(jié)

16、有土紅色a-Fe2O3、r-Fe2O3及ZnAl2O4爐垢，該爐垢不易清洗。8.設(shè)有中性水處理的汽包爐，結(jié)有以r-Fe2O3、CuO、SiO2及NiFe2O4爐垢時難以清洗。應(yīng)著重指出，除垢試驗(yàn)研究表明，依次難除的爐垢順序如下:Fe垢<Cu、Fe垢<Cu、Fe、Si垢<a-Fe2O3<r-Fe2O3垢<ZnAl2O4<NiFe2O4據(jù)國內(nèi)外清洗技術(shù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，鍋爐化學(xué)清洗方案確定原則，應(yīng)按照經(jīng)濟(jì)性、清洗工藝簡單且效果好、清洗工期短及對環(huán)境保護(hù)四條標(biāo)準(zhǔn)考慮。對工業(yè)發(fā)展的今天，為防止污染，保護(hù)生態(tài)平衡，保護(hù)環(huán)境顯得格外重要。所以在選擇清洗介質(zhì)和工藝時，在同等清洗效

17、果的前提下，應(yīng)把廢液污染環(huán)境問題放在首位進(jìn)行考慮。地下水、地表水污染關(guān)系到人們及子孫后代的健康，是不能忽視的。現(xiàn)在世界上25%水受到嚴(yán)重污染，已引起全世界的高度重視。3.對鍋爐化學(xué)清洗的要求及清洗工藝根據(jù)有關(guān)規(guī)定，新建的高壓及以上的汽包爐，投產(chǎn)前必須進(jìn)行化學(xué)清洗，超高壓及以上的亞臨界鍋爐爐前系統(tǒng)及過熱器根據(jù)臟污程度進(jìn)行堿洗或化學(xué)清洗。對于高壓以下汽包爐，一般只進(jìn)行堿煮爐，臟污程度嚴(yán)重的可進(jìn)行化學(xué)清洗。新鍋爐化學(xué)清洗的目的主要除去設(shè)備在制造、運(yùn)輸、存放安裝過程中形成高溫氧化鐵皮、銹垢、油脂及硅垢等污物，還起到松動、濕潤垢層為下步酸洗創(chuàng)造條件。根據(jù)運(yùn)行鍋爐垢的成分，可進(jìn)行堿洗，也可不進(jìn)行堿洗的化學(xué)

18、清洗。對于不同等級壓力的汽包爐均可進(jìn)行鹽酸酸洗，含特殊材質(zhì)例外。當(dāng)酸洗液中含有除油、除硅助劑時，同樣可省去堿洗工藝。3.1中低高壓鍋爐設(shè)備清洗范圍、材質(zhì)及清洗介質(zhì)自然循環(huán)汽包爐就高壓及以下爐而言，額定蒸汽<1.5MPa為低，雙汽包中壓爐為1.53.5MPa，單汽包中壓爐為3.58.0MPa，雙汽包及單汽包高壓爐均為9.010.0MPa，超高壓汽包爐為13.713.9MPa。從低壓汽包爐至超高壓汽包爐范圍內(nèi)，爐本體的材質(zhì)均碳鋼及低合金鋼，主要材質(zhì)是鍋爐汽包鋼、BHW35(14MnMoVg)、20A、20碳鋼、12CrM0V、15CrM0、ST35、ST45、鋼研102、10CrM0910等

19、材質(zhì)，以上材質(zhì)均適用鹽酸、氫氟酸、檸檬酸、氨基磺酸、EDTA鈉鹽、EDTA銨鹽、硫酸、硝酸及混合酸等介質(zhì)清洗，不會損壞設(shè)備。對中、低、高壓汽包爐的清洗范圍:部分給水管、省煤器、汽包、下水管、水冷壁管及相應(yīng)的聯(lián)箱等部位。為了提高除垢效果減緩金屬的腐蝕，對于無機(jī)酸、有機(jī)酸、螯合劑及混合劑作清洗劑時，常用的緩蝕劑分別如下:1.鹽酸清洗的緩蝕劑有:IS-129、IS-156、801、7793、1017、XA-IA、SH707、TPRI-I.II、SH-04、SH-416、F-102、TXS-04、Rordi-31A、IMC-5、IMC-42.檸檬酸清洗的緩蝕劑有:檸檬1號、若丁、鄰二甲苯硫脲，其綬蝕率

20、>97%以上。3.氫氟酸清洗的緩蝕劑有7種:列舉3種配方，緩蝕效率均在座99%以上。0.05%硫脲，0.02%NH4SCN(有毒)，0.02%HPB，0.02%0P15；0.05%硫脲，0.02%NH4SCN(有毒)，0.02%新潔爾滅；0.03%MBT，0.02%NH4SCN，0.02%4502，0.05%0P15。4.氨基磺酸清洗的緩蝕劑有:LAN8206、TPRI7型緩蝕效率>97%。5.硫酸緩蝕劑有:SHT一369、N105。6.EDTA清洗的緩蝕劑:依此比特30A、TPRI6型。3.2中低高壓汽包爐常規(guī)化學(xué)清洗工藝及清洗工序?qū)ψ匀谎h(huán)的或強(qiáng)制循環(huán)的汽包爐，一般不含忌用氧離

21、子的奧氏體等特殊鋼材，任何清洗介質(zhì)均可以進(jìn)行洗爐，但是制定、確定化學(xué)清洗方案時應(yīng)符合制定方案原則的四條標(biāo)準(zhǔn)。否則將受到限制。目前國內(nèi)外鍋爐化學(xué)清洗大致有以下幾種清洗工藝。常規(guī)化學(xué)清洗工藝的清洗工序一般按照下列步驟進(jìn)行。鍋爐設(shè)備在沖洗被清洗部位之前，最好在沖洗之前應(yīng)對過熱器保護(hù)完畢。沖洗方式主要按介質(zhì)劃分的系統(tǒng)或回路分別進(jìn)行沖洗直到設(shè)備沖洗干凈為止。為了防止臨時系統(tǒng)安裝時殘留在系統(tǒng)或容器中的焊渣、木塊、焊條頭等帶入爐內(nèi)，除單項(xiàng)人工清掃外，先對臨時系統(tǒng)單項(xiàng)水沖洗合格，再按計(jì)劃對各回路進(jìn)行沖洗。當(dāng)酸洗泵流量能滿足要求，可進(jìn)行整體回路沖洗已合格。沖洗標(biāo)準(zhǔn):水質(zhì)澄清，目視無懸浮細(xì)小顆粒。沖洗時間由系統(tǒng)臟

22、污程序、沖洗方式而定，一般為510h。沖洗用水為常溫的除鹽水，對于中壓以下的小鍋爐可用澄清水，最好用軟化水。(1)堿洗的目的已敘述過，堿洗一般采用如下幾種藥劑及工藝條件(A)0.20.5%Na3PO4+0.10.3%Na2HPO4+濕潤劑(B)0.20.3%Na2CO3+02%Na2HPO4+0.30%Na2SO3+0.05%濕潤劑(2)堿洗工藝條件(A)任選上述配方(B)清洗時間812h，溫度7585，流速0.204m/s(C)系統(tǒng)含油高的可用煮爐方法代替，新裝中低壓鍋爐投產(chǎn)前只進(jìn)行煮爐不酸洗。(3)堿洗后的水沖洗爐本體堿洗后的水沖洗時間一般為46h，這是在用除鹽水或軟化水能滿足的條件下。供

23、水不足時，沖洗時間是前者的2倍左右。沖洗流速040.5m/s。沖洗終點(diǎn)為沖洗出口水澄清透明、無細(xì)小顆粒，PH=9左右。(1)酸洗工藝條件A56%Hcl+0.20.4緩蝕劑+0.10.15%N2H4注:當(dāng)垢中含銅時應(yīng)加硫脲的除銅劑，有硅時應(yīng)加NH4HF其劑量由小型試驗(yàn)或根據(jù)垢中含銅硅垢的百分?jǐn)?shù)多少采用經(jīng)驗(yàn)劑量或由小試確定。B2.53.5%C6H8O7·H2O+0.20.3%緩蝕劑十氨PH=3.04.0C1.01.5%HF+0.30.5%緩蝕劑D3.05.0%H2SO4+0.3%HF+0.3%緩蝕劑+0.5%除銅劑注:爐垢中含鈣垢(CaSO4)時，不適用H2SO4洗爐，但硝酸適用于奧氏體

24、鋼酸洗，不會發(fā)生應(yīng)力腐蝕破壞。E5.010.0%NH2SO3H(氨基磺酸)+0.30.5%緩蝕劑注:當(dāng)垢含銅硅垢時可添加銅的封閉劑和除硅助劑F在添有緩蝕劑的NH2SO3H和C6H8O7的混合酸可清洗多種爐垢，但價格昂貴、可清洗效果好。G58%EDTA鈉鹽或銨鹽+0.3%EDTA緩蝕劑+0.1%N2H4+0.15%助劑注:中高爐一般在用EDTA洗爐，太昂貴、廢液處理工作量大。H56%EDTA+0.51.0%多乙醇胺PH=9左右，即ACR清洗法清洗溫度分別為:A:5560，B:8590，C:4050，D:5060，E:5060，F(xiàn):5060，F(xiàn):5060，G:135±2，G:6065，清

25、洗流速分別為:VA:0.20.4m/s，VB:061.4m/s，VC:0.150.2m/s，VD:0.30.5m/s，VE:>0.2m/s<1.2m/s，VF:0.31.4m/s，VG:0.050.15m/s，VH:0.20.4m/s。清洗時間分別為:TA:410h，TB:46h，TC:1.54h，TD:46h，TE:610h，TF:68h，TG:812h，TH:68h。中低壓以下鍋爐化學(xué)清洗，在有條件的情況下，采用除鹽水沖洗，無條件時，用軟化水沖洗或工業(yè)水沖洗；對高壓爐酸洗后必須用除鹽水沖洗。水沖洗標(biāo)準(zhǔn):水質(zhì)澄清透明，PH5，F(xiàn)e<50mg/L。爐本體沖洗時間一般24h。3

26、215漂洗工藝當(dāng)酸洗的水沖不當(dāng)時，產(chǎn)生二次銹，應(yīng)采用含緩蝕劑的0.20.5%C6H8O8在5060下漂洗12h。對于A、B、C、D、E、F酸洗工藝來講，均可以采用NaNO2、N2H4、NaNO2+Na3PO4、H2O2、Na3PO4、Na2CO3、Na3PO4+Na5P3O10等鈍化劑進(jìn)行鈍化，工藝條件如下:A.亞硝鹽作鈍化劑:0.50.8%NaNO2，PH=9.09.5，溫度:5060，時間:46h，V:0.150.2m/s。B.聯(lián)銨鈍化:300400mg/LN2H4，PH=9.510，溫度:9095，時間:2448h，V:0.150.2m/s。C.混合鈍化劑鈍化工藝:0.51.0%NaNO

27、2+1.01.5%Na3PO4，PH=910，溫度:6590，時間:812h，V:0.150.2m/s。D.多聚磷酸鹽鈍化工藝:0.15%H3PO4+0.2%Na5P3O10，氨水PH=4.510，溫度:70，V:0.150.2m/s。E.微酸性除銅鈍化工藝:0.50.8%NaNO2，0.20.3%C6H8O7，100200mg/L，CuSO4，50100mg/Lce，溫度:50±5，時間:46h。F.磷酸鹽鈍化工藝:1.020%Na3PO4·12H2O，溫度:8090，時間:812h，V:0.150.2m/s。新近北京電力科學(xué)研究試驗(yàn)研究出一種除垢鈍化在同一溶液中一步完成

28、的新工藝，為系列除垢鈍化液，并具有除Cu、SiO2、油漬及鐵垢等功能，在除垢過程中使鋼鈍化。該成果屬國際首創(chuàng)國際先進(jìn)水平，參加過國際學(xué)術(shù)交流，先后獲得華北電力網(wǎng)局、北京政府科技進(jìn)步特等獎、三等獎項(xiàng)，先后在新投產(chǎn)前的或運(yùn)行中的臺超高壓、亞臨界汽包爐上應(yīng)用獲得優(yōu)良的清洗效果。該成果研制成功克服了常規(guī)化學(xué)清洗工藝和系統(tǒng)復(fù)雜，腐蝕速率高，清洗工期長，費(fèi)用高，清洗廢液污染環(huán)境等弊病，現(xiàn)正在推廣應(yīng)用。3.3化學(xué)清洗工藝實(shí)例上面介紹的以鹽酸、檸檬酸單銨、氫氟酸、硫酸、氨基磺酸、EDTA及混合清洗法等清洗介質(zhì)完成整個化學(xué)清洗過程一般需7道或8道清洗工序才能完成，下面介紹幾個常規(guī)清洗工藝及最新研制的除垢鈍化一步

29、完成的清洗工藝。某廠1號爐為HG410/1009型高壓、自然循環(huán)單爐膛燃煤汽包爐，自投產(chǎn)來第一次運(yùn)行爐酸洗，時間間隔16.5年，結(jié)垢量952g/m2，氧化鐵垢65%左右，硅垢2.19%，銅垢5.86%。根據(jù)垢量及垢的成分進(jìn)行了清洗工藝選擇試驗(yàn)，并制訂了鹽酸酸洗低濃度亞硝酸鹽鈍化的清洗方案及實(shí)施，獲得優(yōu)秀的清洗效果，洗下垢量近2噸，清洗后的管樣呈銀灰色，垢已除凈，元鍍銅、二次銹、點(diǎn)蝕及附著物，汽包及聯(lián)箱內(nèi)壁檢查同水冷壁管洗后的效果。從爐本體水沖洗、水壓、升溫、酸洗、沖洗、漂洗及鈍化等一系列清洗工序，到整個化學(xué)清洗結(jié)束歷時55.5h，總用除鹽水2000t。1.水沖洗回路:爐本體采用高壓給水省煤器汽

30、包四側(cè)水冷壁臨時管線灰池。2.酸洗鈍化回路:整體酸洗回路為清洗泵省煤器汽包四側(cè)水冷壁清洗管；第二回路為清洗泵一對角水冷壁(1/2水冷壁)汽包對角水冷壁清洗箱。3.鈍化回路用整體回路進(jìn)行的，酸洗后的水沖洗回路，采用整體回路、分部回路交替流量進(jìn)行的。1.清洗泵:Q:280t/h，壓力:0.89MPa2臺2.濃酸箱:10m31個3.清洗箱:20m31個4.壓差式流量計(jì):0600t/h1個5.自制混合加熱器，蒸汽流量:810t/h，壓力:0.81.3MPa6.臨時管線中Dg50Dg300各種截止閥、球閥、襯膠隔膜閥、楔式閘閥等1.酸洗工藝:5%Hcl，0.3%IS129，0.15%NH4HF，0.2%

31、硫脲，溫度:55±1，V:0.20.5m/s實(shí)際清洗時間7.8h。2.清洗及鈍化工藝.:在含緩蝕劑的0.3%C6H8O7、4060下整體循環(huán)漂洗1.5h后，用氨水調(diào)PH=909.5，溫度:55±1，添加0.6%NaNO2進(jìn)行整體循環(huán)鈍化4h。3.洗下垢量近2t，總腐蝕量30.26g/m2，腐蝕速率:3.88g/m2·h。該酸是一種固體酸；別名又稱固體硫酸，其水溶液與鹽酸、硫酸具有同等酸性，穩(wěn)定性極高，水解后為酸式硫酸，屬低毒性介質(zhì)，對于清除有色金屬表面上的鈣鎂水垢及銹垢具有特效功能，且腐蝕速率小，其小溶液在60以下幾乎不分解，但80量大分解。所以鍋爐化學(xué)清洗時，溫

32、度控制在60以下。在相同條件下對鋼、鋅、黃銅的腐蝕速率僅是鹽酸的1/41/7。氨基磺酸常和檸檬酸、氯化物、氟化物配合使用，以除去難溶的爐垢。該酸對堿土金屬類的水垢有較好的溶垢能力，在其對鈣、鎂等化合物作用較為劇烈，反應(yīng)方程式如下: 氨基磺酸與鈣、鎂鹽在水中溶解度很大，所以它適用于清洗鈣、鎂鹽垢，常用于冷凝器，閃蒸裝置的清洗。它還與鋼鐵表面腐蝕產(chǎn)物有如下反應(yīng): 當(dāng)垢中以鐵垢為主，硅垢為副時，清洗液中可添加Nacl、MF2以增強(qiáng)去垢能力，達(dá)到徹底除垢目的。氨基磺酸:5%一8%緩蝕劑:LAN90010.1%0.15%助劑:0.5%5.0%清洗溫度:5060清洗時間:810h氨基磺酸清洗壓力容器始于九

33、十年初，首先應(yīng)用在發(fā)電機(jī)凝汽器銅材的清洗，而后引伸到石化、電力等部門的鍋爐設(shè)備的清洗。實(shí)踐證明對有色金屬腐蝕速率小，使用材質(zhì)范圍廣，清洗效果好。單純使用對被清洗的垢型使用范圍小，與相關(guān)助劑配合使用，擴(kuò)大了使用范圍。一臺1625t/h壓力為17.5Mpa自然循環(huán)汽包爐，采用EDTA進(jìn)行全熱力系統(tǒng)設(shè)備的清洗，用一臺低壓加熱器加熱。洗前全熱力系統(tǒng)沖洗耗時5.3天，配藥耗時7天，實(shí)際配藥時間84h，EDTA清洗時間32.8h，EDTA清洗總耗時為14天。清洗工藝條件:EDTA鈉鹽:4.0%4.5%緩蝕劑:0.3%0.35%助劑:0.1%0.2%清洗控制溫度:135±5EDTA清洗液中Fe2+

34、0.15%清洗面積:12900m2清洗下來的垢量:41OKg，清洗后的管內(nèi)表面呈灰黑色或鋼灰色，腐蝕速率<2g/m2·h。實(shí)踐及EDTA除垢機(jī)理表明，它適用于清洗碳酸鹽、硫酸鹽及鐵銹等，若工藝中無除硅除銅作用，應(yīng)保持原有的堿洗工藝和除銅工藝，以保證清洗質(zhì)量。硫酸是使用廣泛的一種工業(yè)酸，稀釋時放出大量的熱，使用時有危險(xiǎn)性，由于和鈣鹽易形成溶解度小的CaSO4，一般設(shè)備含CaSO4垢時不使用硫酸。當(dāng)垢中含鈣少，鐵的化合物高或清洗不銹鋼和鋁合金設(shè)備時，可使用酸。1.硫酸清洗機(jī)理硫酸和爐垢的化學(xué)反應(yīng)如下: 2、清洗工藝條件H2SO4:35%助劑:0.3%緩蝕劑:SHT3690.3%清洗

35、溫度:(50±5)清洗流速:1.52m/s清洗時間:78h鍋爐清洗后呈鋼灰色，均勻溶蝕，腐蝕速率:3.94.0g/m2·h清洗效果優(yōu)良除垢鈍化一步清洗新工藝就是除垢和鈍化在同一溶液中同時完成除垢鈍化過程，即在除垢過程中裸露出來金屬表面，使基體金屬處于鈍態(tài)。隨著時間延長，垢不斷被清除干凈，鋼的基體不斷進(jìn)入鈍化狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了同一溶液中一次除垢鈍化的目的，其廢液無毒，無須特殊處理。該方法既適于基建爐清洗，也適合運(yùn)行爐清洗。通過在七臺超高機(jī)組鍋爐及一臺亞臨界汽包爐上應(yīng)用，效果滿意。下面列舉采用該方法清洗一臺670t/h爐基建爐本體的情況。清洗工序如下:(1)沖洗:采用除鹽水在常溫下對

36、爐本體進(jìn)行沖洗，沖至合格，總沖洗時間為5h。沖洗結(jié)束后，采用爐本體的沖洗水進(jìn)行循環(huán)加熱，準(zhǔn)備進(jìn)行酸洗鈍化工作，循環(huán)加熱費(fèi)時2.5h。(2)除垢鈍化一步清洗；待爐內(nèi)留有的沖洗水加熱到8590停止加熱。在系統(tǒng)大循環(huán)情況下，注入鈍化緩蝕劑，注入時間0.5h。之后向爐內(nèi)同時注入清洗劑和助劑，注入時間為0.95h，自注清洗劑開始計(jì)清洗時間，至清洗結(jié)束，總共循環(huán)清洗3.1h，從水沖洗至除垢鈍化液排凈為止，清洗總費(fèi)時為9.1h。清洗結(jié)束后通過對各部位檢查，結(jié)果認(rèn)為，汽包水側(cè)內(nèi)壁及割管的內(nèi)表面呈鋼灰色或個別部位呈銀灰色，垢己除凈(100%)，形成良好保護(hù)膜，無點(diǎn)蝕、二次銹及黃色附著物等現(xiàn)象，平均腐蝕速率為1.64g/(m2·h)。清洗工藝:混合清洗劑:3%4%助劑:0.2%0.3%緩蝕劑:0.4%0.5%清洗時間:46h本次清洗歷時1.5天，實(shí)際清洗時間為4.1h N2H4，鈍化實(shí)例500MW機(jī)組，配套1650t/h、壓力為25MPa的直流鍋爐，全熱力系統(tǒng)設(shè)備采用俄方提供的低濃度EDTA鈉鹽2次酸洗、高溫度N2H4鈍化的整體化學(xué)清洗。主要清洗工序如下:(1)沖洗。全熱力系統(tǒng)設(shè)備采用除鹽水對整體進(jìn)行分段沖洗，而后用熱的除鹽水沖通過熱