1、電力工業(yè)中的清洗 點(diǎn)擊數(shù)： 【字體：小 大】 【收藏】 一、鍋爐及其污垢 1鍋爐 鍋爐是火力發(fā)電站最基本的設(shè)備之一，電力正是通過(guò)鍋爐產(chǎn)生的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)組和發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生的。 鍋爐設(shè)備原理圖見(jiàn)圖28-1。 圖28-1 鍋爐設(shè)備原理圖 1一噴燃器；2一爐膛；3一冷灰斗；4一灰渣斗；5一水冷壁；6一防渣管；7一過(guò)熱器；8一省煤器；9一空氣預(yù)熱器；10一汽鼓；11一下降管；12一聯(lián)箱；13一除塵器；14一引風(fēng)機(jī)；15一送風(fēng)機(jī) 鍋爐按其功能分為采暖鍋爐、工業(yè)鍋爐和發(fā)電鍋爐：按其使用壓力分為低壓鍋爐、中壓鍋爐、次高壓鍋爐、高壓鍋爐、超高壓鍋爐、亞臨界參數(shù)鍋爐和超臨界參數(shù)鍋爐；按工作介質(zhì)的循環(huán)方式分為自然循

2、環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐。按燃料分為燃煤、燃?xì)狻⑷加湾仩t。 采暖鍋爐都是低壓鍋爐，按采暖方式又分為蒸汽供熱鍋爐和熱水鍋爐。低壓蒸汽鍋爐均為自然循環(huán)鍋爐，它利用鍋爐水與補(bǔ)給水的密度大于帶有蒸汽的鍋爐水(常稱(chēng)為水汽混合物)密度的原理而循環(huán)，以帶走燃燒產(chǎn)生的熱量。 輕工業(yè)供汽用的工業(yè)鍋爐多為低壓鍋爐，大型工礦企業(yè)的供氣工業(yè)鍋爐多用中壓鍋爐、次高壓鍋爐或高壓鍋爐，后者常同時(shí)用于發(fā)電這類(lèi)鍋爐也是自然循環(huán)鍋爐。 發(fā)電鍋爐也稱(chēng)電站鍋爐，除少量與電網(wǎng)不連接的地方電廠(chǎng)仍使用中壓鍋爐外，基本都是高壓、超高壓鍋爐、亞臨界參數(shù)鍋爐和超臨界參數(shù)鍋爐。高壓、超高壓鍋爐基本都是自然循環(huán)鍋爐，亞臨界參數(shù)鍋爐有自然循環(huán)方

3、式也有強(qiáng)制循環(huán)方式、直流方式。超臨界參數(shù)鍋爐都是直流鍋爐，直流鍋爐的最大特點(diǎn)是去掉了循環(huán)鍋爐所必需的汽鼓，它使補(bǔ)給水直接受熱汽化并成為過(guò)熱蒸汽。 常見(jiàn)蒸汽鍋爐的、容量及配套機(jī)理列于表281。 表28-1 常見(jiàn)蒸汽鍋爐的參數(shù)、容量及配套機(jī)組鍋爐參數(shù)低壓中壓次高壓高壓超高壓亞臨界超臨界飽和蒸汽壓力MPa2.353.97.89.810.815.717.825.0溫度225250294310316343356374.2過(guò)熱蒸汽壓力MPa2.23.57.49.013.816.323.0溫度350450480510535520540530550530550蒸發(fā)量t/h3565130120250220430

4、410670850205010503000配套機(jī)組MW61225255050100125200250600300600 2鍋爐產(chǎn)生污垢的原因page 鍋爐上的結(jié)污垢主要來(lái)自水中雜質(zhì)，鍋爐用水中含有的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)在受熱過(guò)程中會(huì)沉積在受熱表面成垢，其中懸浮物的粒徑在t2m上下，長(zhǎng)時(shí)間靜置即可因重力而自然分離并沉積成垢，膠體物質(zhì)的粒徑在0.1gm上下，如水合二氧化硅和腐殖酸它們不會(huì)從水中自然分離，但在鍋爐中受熱時(shí)可吸附到鍋爐內(nèi)、表面而成垢。水中含有的各種鈣、鎂鹽其中以幌(HCO3)2、Mg(HCO3)2形式存在的，在鍋爐中受熱會(huì)分解成難溶的CaCO3、Mg(OH)2沉積成垢，而以CaSO4、C

5、aSiO3、Ca3(PO4)2形式存在的微溶鹽在受熱濃縮過(guò)程中也會(huì)沉積成垢。水中含有的CO2、O2以及酸堿等物質(zhì)可使鍋爐材料中的鈉鐵或銅受到腐蝕i而產(chǎn)生鐵的氧化物、銅的氧化物和碳酸鹽。因此鍋爐中的污垢主要是永垢和腐蝕產(chǎn)物。 由于鍋爐的形式不同，操作條件不同，各地水質(zhì)不同所形成的垢組成也不同、，通常鍋爐水垢，尤其是高壓鍋爐中的水垢主要是鈣、鎂的硫酸鹽和硅酸鹽以及鐵垢，它們?cè)诟邷叵滦纬蓤?jiān)硬致密的復(fù)合鹽。而換熱器的垢多為鈣鎂的碳酸鹽、硫酸鹽、鐵垢和硅垢，而且呈多孑L疏松狀態(tài)。因此鍋爐清除污垢比一般換熱器難得多，工藝也復(fù)雜。 表282列出不同種類(lèi)鍋爐中垢的組成。表283列出普通鍋爐管道中水垢成分。 表

6、28-2 不同種類(lèi)鍋爐中垢的組成%鍋爐類(lèi)型垢的成分火力發(fā)電鍋爐一般工業(yè)鍋爐鍋爐類(lèi)型垢的成分火力發(fā)電鍋爐一般工業(yè)鍋爐Fe2O3+Al2O3CuOSiO2CaO62.220.30.90.892.62微量1.482.30MgOP2O5SO3灼燒減量1.22.13.09.40.051.03 表28-3 普通鍋爐管道中水垢成分% 水垢形成部位成分靠近火焰一側(cè)靠近爐壁一側(cè)水垢形成部位成分靠近火焰一側(cè)靠近爐壁一側(cè)碳二氧化硅三氧化二鐵三氧亞鐵三氧化二鋁氧化鈣0.2416.3811.586.201.6518.700.409.0010.1710.230.7516.25氧化鎂銅氧化鈉磷酸鹽硫酸鹽氧化鋅1.962.7

7、00.9623.386.308.503.7020.200.5220.923.95 3鍋爐結(jié)垢的危害page 第一篇中已介紹過(guò)水垢的危害具體表現(xiàn)為增加燃料消耗，降低傳熱效率，引起設(shè)備腐蝕I損壞設(shè)備等。如結(jié)垢影響傳熱每結(jié)1mm厚的水垢，工業(yè)鍋爐的傳熱效率即降低5%以上，造成大量燃料的浪費(fèi)，結(jié)垢引起金屬傳熱面超溫而失效。每種金屬材料都有一個(gè)最高允許使用溫度，如碳鋼為490，而結(jié)水垢后傳熱效率下降要使鍋爐內(nèi)的水達(dá)到同樣的溫度，結(jié)垢的金屬表面溫度要比清潔的金屬表面高得多，從而加速金屬材料的破壞，造成金屬材料強(qiáng)度下降I鍋爐使用壽命縮短。而垢層下的鍋爐水可被濃縮上萬(wàn)倍，其中含有的化學(xué)物質(zhì)濃度急劇加妃這種局部

8、濃縮作用是造成鋼鐵等材料腐蝕的重要原因，腐蝕產(chǎn)生的鐵的氧化物與水垢樣影1響傳熱。而鋼鐵傳熱使溫度上升反過(guò)來(lái)又加速了金屬的腐蝕。結(jié)垢還會(huì)造成管道折彎處的堵1塞，使液體流動(dòng)不暢并降低設(shè)備的生產(chǎn)能力。因此要努力減少鍋爐的結(jié)垢，積垢達(dá)一定厚度則要及時(shí)清洗，一般情況下壓力為17.65MPa(180kgfcm2)的大型鍋爐23年要清洗一次，壓力為12.7514.71MPa(130150kgfem2)的中型鍋爐要35年清洗一次，壓力為98MPa (100kgfcm2)左右的小型鍋爐也應(yīng)46年清洗一次。 二、常用鍋爐清洗藥劑 1堿洗劑 清洗鍋爐使用的堿主要是磷酸三鈉，有時(shí)也配合加入適量的氫氧化鈉和碳酸鈉，但堿

9、性一般不應(yīng)太強(qiáng)，為增加除油效果適當(dāng)加入低泡型表面活性劑潤(rùn)濕劑如OP15(烷基酚聚氧乙烯醚)。 堿處理的作用在第八章已詳細(xì)介紹，在此再簡(jiǎn)述一下。堿洗有三個(gè)作用。 (1)除去污垢中的油脂性憎水物質(zhì)。新安裝鍋爐在制造和保管過(guò)程中帶進(jìn)的油脂，要在使用前用堿液清洗，這種工藝叫堿煮爐，利用堿對(duì)油脂的皂化作用把它清除掉。 (2)使污垢中難溶于酸的硫酸鈣、硅酸鈣轉(zhuǎn)化為能溶于酸的物質(zhì)，以便在后續(xù)的酸洗過(guò)程中被清除。 (3)使垢變得疏松易被清除。在堿處理過(guò)程中污垢發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化，由堅(jiān)硬牢固的致密狀：態(tài)轉(zhuǎn)化為疏松易被潤(rùn)濕狀態(tài)，從而易被除去。 但堿洗并不是每臺(tái)鍋爐清洗時(shí)必須采取的步驟，如果鍋爐污垢易被酸溶解，表面潤(rùn)濕狀

10、態(tài)也好不進(jìn)行堿洗直接酸洗也是可以的。但對(duì)含有堅(jiān)硬鐵垢或含硅垢，堿洗往往是不可缺少的。 2酸洗劑 酸洗是清除鍋爐銹垢和水垢的關(guān)鍵步驟是整個(gè)清洗工藝的核心。使用的酸洗劑包括鹽酸、硝酸、氫氟酸等無(wú)機(jī)酸和氨基磺酸、檸檬酸、乙酸、甲酸、羥基乙酸等有機(jī)酸，這些酸的性能特點(diǎn)在第八章中已詳細(xì)介紹，在此只做一簡(jiǎn)單的敘述。 (1)鹽酸 是清洗鍋爐最常用的酸，與其他酸洗劑相比它有幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。溶垢能力強(qiáng)每lkg 5%鹽酸能溶解鐵垢(Fe304)39.6g，是每lkg 3%檸檬酸銨的5倍，是每1kg 3%磷酸的40倍。1L 5%鹽酸能溶解碳酸鈣水垢70g，也是其他無(wú)機(jī)酸達(dá)不到的。而且反應(yīng)生成的鹽都易溶于水，不存在生

11、成難溶性鹽影響清洗效果的問(wèn)題。鹽酸工業(yè)來(lái)源十分廣泛而且價(jià)格便宜，具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)。使用鹽酸有安全可靠工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，除了對(duì)金屬有一定腐蝕性外并無(wú)其他危害，產(chǎn)生的廢液只需中和酸度便于處理不會(huì)造成環(huán)境污染。所以鹽酸常作為鍋爐酸洗的首選藥劑，鹽酸的缺點(diǎn)是會(huì)使不銹鋼材料的設(shè)備發(fā)生小孔腐蝕，因此不適合用于清洗不銹鋼基質(zhì)的鍋爐。page (2)硝酸 是一種很好的酸洗劑，硝酸鹽均易溶于水而且硝酸對(duì)鋼鐵有鈍化作用，對(duì)不：銹鋼無(wú)腐蝕致脆作用，所以在不宜使用鹽酸的場(chǎng)合時(shí)常用它做酸溶除垢劑。 (3)氨基磺酸 是較穩(wěn)定的固體，所以有貯存運(yùn)輸使用方便的優(yōu)點(diǎn)。氨基磺酸易溶于水，組成中含有氨基對(duì)鋼鐵有一定緩蝕作用，因此對(duì)

12、金屬的腐蝕性比鹽酸刀、耐蝕能力弱的材料可用氨基磺酸代替鹽酸清洗。一種鍋爐酸洗劑的配方示于表284。 表28-4 一種鍋爐酸洗劑的配方 原料名稱(chēng)成分（質(zhì)量）氨基磺酸緩蝕劑烷基醇酰胺（非離子表面活性劑）95.83.80.4 注：烷基醇酰胺有防止鍋爐爐體被腐蝕的作用以及潤(rùn)濕作用。 (4)醋酸 醋酸是一種弱有機(jī)酸，適合用于已有嚴(yán)重腐蝕尤其已有晶間腐蝕的設(shè)備清洗，醋酸鹽均易溶于水，不會(huì)因生成難溶鹽而影響清洗。 (5)羥基乙酸(又稱(chēng)羥基醋酸、乙醇酸) 羥基乙酸是良好的有機(jī)弱酸溶垢劑，組成中含有羥基使它的酸性及清洗力比醋酸強(qiáng)，且無(wú)產(chǎn)生脆性腐蝕的傾向，用它對(duì)已有嚴(yán)重晶間腐蝕的亞臨界參數(shù)鍋爐更換有腐蝕的水冷壁管

13、后進(jìn)行清洗可制止晶間腐蝕的發(fā)展。晶間腐蝕是金屬局部腐蝕的一種，是沿著金屬晶粒間的分界面向內(nèi)部擴(kuò)展的一種腐蝕。主要是由于晶粒表面與內(nèi)部間化學(xué)成分的差異以及晶界雜質(zhì)或內(nèi)應(yīng)力的存在造成的。晶間腐蝕破壞晶粒間的結(jié)合，大大降低金屬的機(jī)械強(qiáng)度而且往往金屬表面仍是完好的，但已不能承受敲擊所以是一種危害很大的腐蝕。 清除水垢用的其他酸的性能特點(diǎn)在第八章已有介紹。 3絡(luò)臺(tái)劑 大容量電站鍋爐的污垢主要是鐵的氧化物，這些鐵氧化物既有隨水帶人鍋爐的，也有鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)中自身腐蝕產(chǎn)生的，這類(lèi)污垢適合用絡(luò)合劑清除，常用的絡(luò)合劑有些是酸如檸檬酸、氫氟酸有些是有機(jī)酸的鹽如二乙胺四乙酸鈉鹽(EDTA)，它們都含有絡(luò)合能力很強(qiáng)的陰離子

14、。page (1)檸檬酸 檸檬酸是一種無(wú)毒、易溶于水、易生物降解的有機(jī)酸。常用于清洗不銹鋼材質(zhì)的鍋爐過(guò)熱器和再熱器管。由于鐵的氧化物被檸檬酸絡(luò)合溶解，不會(huì)有成片剝落造成彎頭部位卡塞的危險(xiǎn)。通常用36的檸檬酸加氨水調(diào)節(jié)pH3.54形成檸檬酸單銨 (NH4H2C6H5O7)。檸檬酸單銨在90以上與鐵的氧化物反應(yīng)生成易溶于水的螯合物，使鐵銹溶解。 (2)氫氟酸 氫氟酸溶解鐵氧化物的能力遠(yuǎn)高于鹽酸，在常溫和較低濃度下即能快速清除鐵的氧化物。目前氫氟酸特別應(yīng)用于直流鍋爐的開(kāi)路清洗中。氫氟酸對(duì)硅垢也有很強(qiáng)的絡(luò)合清洗能力。新安裝鍋爐內(nèi)表面的積垢主要是氧化皮、浮銹和灰塵，化學(xué)成分為鐵的氧化物和i氧化硅，因此適

15、合用氫氟酸清洗，尤其是直流鍋爐的管徑小，可用氫氟酸以較高流速流過(guò)的方法除去表面上的鐵氧化物和二氧化硅，由于氫氟酸對(duì)鐵氧化物的溶解速度比鹽酸和檸檬酸快幾十倍至幾百倍。因此在用鹽酸和檸檬酸清洗時(shí)，常加入少量氟化物或氫氟酸做助溶劑，以提高酸洗液對(duì)鐵的氧化物和硅垢的溶解速度。通常加入的氟化物有氟化銨或氟化氫銨。 (3)EDTA的二鈉鹽或二銨鹽 通常EDTA為乙二胺四乙酸的縮寫(xiě)，但它的二銨鹽或二鈉鹽同樣也簡(jiǎn)稱(chēng)EDTA，在使用時(shí)應(yīng)弄清它的具體成分，乙二胺四乙酸結(jié)構(gòu)式很復(fù)雜通常用H4Y的簡(jiǎn)式代表，式中Y4-是乙二胺四乙酸根，它可以與多種金屬離子形成五個(gè)五元環(huán)組成的整合物，在配合物中Y4-的配合數(shù)是六(形式六

16、個(gè)配位鍵)，通常與金屬離子以1：1方或結(jié)合。如Ca2+Y4-=CaY2- Fe3+Y4-=FeY- EDTA鈉鹽分子用Na2H2Y表示，與Fe3+離子的絡(luò)合反應(yīng)表示為：Fe3+H2Y2-=FeY-+2H+ 乙二胺四乙酸在ph1的酸性介質(zhì)中以難溶于水的H4Y狀態(tài)存在，電離產(chǎn)生的Y4-離子很少，所以通常不在pH1413.510.814Zn(OH)2Ce(OH)3Fe(OH)2*Co(OH)2*Ni(OH)2Cd(OH)2Ag2O*Pb(OH)2*Mn(OH)2Mg(OH)2稀土WO3nH2OSiO2nH2ONb2O5nH2OTaO5nH2OPbO2nH2O5.46.56.66.77.26.27.8

17、9.46.47.17.47.57.67.78.28.27.28.810.46.88.5000008.09.79.29.59.711.28.710.412.49.5010.513.51410147.51414121213138 *析出氫氧化物沉淀之前，先形成堿式鹽沉淀。 4鈍化劑 經(jīng)酸洗除垢后的金屬表面變得活潑，需要在表面形成一層鈍化膜加以保護(hù)。因此鍋爐在清洗之后投入運(yùn)行之前需要進(jìn)行鈍化處理。最適用的鍋爐鈍化劑是亞硝酸鈉，但亞硝酸鈉大量排放到水中會(huì)造成污染環(huán)境，所以在人口稠密地區(qū)的鍋爐，不宜選用亞硝酸鈉而寧可選用鈍化效果稍差的磷酸鹽鈍化劑。 用亞硝酸鈉鈍化處理的工藝為：page 1%2%NaNO

18、2，用NaOH或氨水調(diào)節(jié)pH1012，在5565溫度下，以0.10.3ms流速循環(huán)處理46h。 用磷酸鹽做鈍化劑的處理工藝為： 2%3% NaaPO42H2O，用NaOH調(diào)節(jié)pH12，在溫度7080，流速為0.1 0.3ms循環(huán)處理式浸泡處理610h。由于磷酸鹽與鋼鐵形成鐵的磷酸鹽膜，這種膜在空氣中有良好的防銹作用。 其他用于鍋爐的鈍化劑還有碳酸鈉、聯(lián)氨、雙氧水等。大容量鍋爐尤其是超臨界鍋爐必 須采用揮發(fā)性藥劑鈍化。所以采用堿性處理鈍化時(shí)使用易揮發(fā)的聯(lián)氨并用氨水調(diào)節(jié)pH值。如果在中性介質(zhì)鈍化則采用雙氧水做氧化鈍化劑。氧化形成的鈍化膜與永久氧化膜成分相同，在鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)中可轉(zhuǎn)換成永久鈍化膜。關(guān)于鈍化

19、機(jī)理在第八章已作介紹。 三、鍋爐清洗工程中的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 鍋爐清洗時(shí)清洗液在鍋爐中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與鍋爐正常運(yùn)行時(shí)水、汽的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是不伺的。對(duì)稍大的鍋爐(有過(guò)熱器)需要清洗的部位一般是水的加熱段而不是鍋爐系統(tǒng)的全部，因此在清洗時(shí)要對(duì)鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，為了把鍋爐需清洗部位與清洗設(shè)備聯(lián)結(jié)起來(lái)需要建立相應(yīng)的臨時(shí)管線(xiàn)，并對(duì)鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行改造。 1鍋爐本體系統(tǒng)的改造 鍋爐本體改造的目的：一是把鍋爐需清洗的部位從整個(gè)鍋爐系統(tǒng)中“孤立”出來(lái)，使被清洗的部位與臨時(shí)管線(xiàn)形成回路，清洗液進(jìn)入被清洗部位；而又會(huì)進(jìn)入其他不清洗部位，二是根據(jù)清洗的要求把組成的清洗系統(tǒng)變成無(wú)死角、無(wú)偏流、無(wú)短路的正常清洗系統(tǒng)。 對(duì)小型鍋爐一般

20、把鍋爐的給水系統(tǒng)與蒸汽(或熱水)的出口斷開(kāi)，即可把清洗部位“孤立”出來(lái)，鍋爐本體不需做任何變動(dòng)。清洗劑的進(jìn)口應(yīng)設(shè)在鍋爐的最低位置，出口應(yīng)在鍋爐的最高位置，進(jìn)出口不應(yīng)在鍋爐的同一側(cè)，而應(yīng)處于對(duì)角線(xiàn)的相對(duì)位置，這樣使鍋爐清洗時(shí)能全部裝滿(mǎn)清洗液，不留空氣和水的死角，排放時(shí)能干凈徹底不留殘液?？紤]到鍋爐的安全和工作方便原則上不要重新安裝進(jìn)出口，而應(yīng)盡量利用鍋爐原有的通道。一般利用鍋爐的排污口或給水閥門(mén)做清洗液的進(jìn)液口和排污口，出口則利用安全閥或蒸汽出口的位置進(jìn)行改裝。 而結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鍋爐，改造任務(wù)要繁重得多。首先把汽包內(nèi)的分離裝置拆除，將汽包內(nèi)所有能進(jìn)入過(guò)熱器的通道全部堵死，使清洗液不能進(jìn)入過(guò)熱器部位，

21、然后利用爐外臨時(shí)管線(xiàn)將鍋爐清洗管道(一般為水冷壁管)分成若干個(gè)循環(huán)清洗回路。清洗回路的分組應(yīng)使每一個(gè)回路內(nèi)具有相近的流通截面及水力特性，以保證回路流速相同。鍋爐回路分組不宜過(guò)多，一般為24組。每組過(guò)多使臨時(shí)管線(xiàn)變得十分復(fù)雜操作不方便。通過(guò)調(diào)整閥門(mén)使各組都能實(shí)現(xiàn)正、逆向循環(huán)，當(dāng)某一回路中清洗液循環(huán)時(shí)，其余回路能處于靜止浸泡狀態(tài)。也可以調(diào)整閥門(mén)在整個(gè)清洗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大循環(huán)。圖282 蒸發(fā)量75th汽包爐二回路清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 蒸發(fā)量75th汽包爐二回路清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖282。 設(shè)計(jì)回路時(shí)，用于計(jì)算和調(diào)整流速的公式如下： (1)清洗回路流通截面積F式中 F回路流通截面積，m2；pagen回路中平行管的根

22、數(shù)； D回路中每一根管子的內(nèi)徑，mm；一圓周率3.1416； (2)清洗回路的流速V式中 V清洗回路中清洗液的流速：ms； Q酸洗循環(huán)泵的最大流量，m3h；F清洗回路流通的截面積，m2。(3)進(jìn)、出口母管的內(nèi)徑D 式中 D母進(jìn)、出口母管的內(nèi)徑，m； Q酸洗循環(huán)泵最大流量，m3/h；V進(jìn)、出口母管允許的流速，ms。(取46m/s為宜) 2臨時(shí)管線(xiàn)的設(shè)計(jì) 臨時(shí)管線(xiàn)是把鍋爐被清洗系統(tǒng)與貯酸箱、酸泵等清洗設(shè)備連接起來(lái)組成完整的清洗回路所臨時(shí)安裝的管線(xiàn)。設(shè)計(jì)臨時(shí)管線(xiàn)應(yīng)根據(jù)清洗要求、酸洗設(shè)備情況、鍋爐房布置和周?chē)h(huán)境決定。必須保證所有工藝操作(如進(jìn)液、排液、工序間轉(zhuǎn)換、水沖洗)都能按規(guī)定方便地進(jìn)行。 圖2

23、83和圖284分別為小型鍋爐和大中型鍋爐的清洗工程爐外臨時(shí)管線(xiàn)設(shè)計(jì)原理圖。 圖中只表明各部件間關(guān)系及管線(xiàn)的連接方式廠(chǎng)溶液走向。而具體部件的規(guī)格、位置及管線(xiàn)的長(zhǎng)短彎直要根據(jù)鍋爐的實(shí)際情況確定。圖283 小型鍋爐清洗工程爐外臨時(shí)管線(xiàn)設(shè)。計(jì)原理圖page圖28-4 大中型鍋爐清洗工程爐外臨時(shí)管線(xiàn)設(shè)計(jì)原理圖 四、鍋爐清洗工程的實(shí)施 1鍋爐化學(xué)清洗一般步驟一般鍋爐清洗步驟為預(yù)洗一堿洗一水洗一酸洗一水洗一鈍化。在堿洗之前一般做一次預(yù)洗。 (1)預(yù)洗 把鍋，爐清洗系統(tǒng)和臨時(shí)管線(xiàn)全部裝滿(mǎn)自來(lái)水，如果清洗系統(tǒng)比較臟，可適當(dāng)提高水流速進(jìn)行沖洗。沖洗后保持滿(mǎn)水位，然后爐膛點(diǎn)火把爐內(nèi)水加熱到預(yù)定溫度，加熱過(guò)程中始終保

24、持水在清洗系統(tǒng)中循環(huán)。如在其他鍋。爐可供給清洗系統(tǒng)足夠的蒸汽量時(shí)，可用蒸汽加熱臨時(shí)管線(xiàn)中的水箱，通過(guò)水循環(huán)使?fàn)t內(nèi)升溫。這種加熱方式需時(shí)間較長(zhǎng)但安全可靠。 (2)堿洗 在水不斷循環(huán)過(guò)程中，把預(yù)先計(jì)算好數(shù)量的堿洗藥劑分批加入到臨時(shí)系統(tǒng)的水箱中。當(dāng)堿洗藥劑濃度和pH值達(dá)到預(yù)定指標(biāo)后停止加藥并繼續(xù)保持水循環(huán)68h進(jìn)行堿洗。 (3)水洗 堿洗結(jié)束后把堿液排放干凈，再用清水沖洗，以盡可能高的速度沖洗至出水口溶液pH值小于9。然后將排水口關(guān)閉，加水至清洗系統(tǒng)滿(mǎn)水位，并用前述相同方法把水加熱至預(yù)定溫度。 (4)酸洗 達(dá)到預(yù)定溫度后停止加熱，繼續(xù)保持清洗系統(tǒng)內(nèi)的水不斷循環(huán)。然后加入緩，蝕劑緩蝕劑應(yīng)一次加入，并保

25、證整個(gè)清洗系統(tǒng)中能保持足夠的濃度，緩蝕劑加入量計(jì)算公： 式為： WVA%102 (28-3) 式中 W緩蝕劑用量，kg； V整個(gè)系統(tǒng)中酸液的體積，m3； A%預(yù)定緩蝕劑濃度，%。然后加入濃酸，加酸速度應(yīng)緩慢。特別是以碳酸鹽水垢為主的鍋爐加酸后會(huì)有大量二氧化碳，氣體逸出，加酸速度更不能太快。加酸后定時(shí)從清洗系統(tǒng)的出水口取樣分析酸的濃度和鐵離子的濃度，一般隔510min取樣分析一次，當(dāng)出口處酸的濃度穩(wěn)定在4%以上時(shí)，停止加酸并繼續(xù)循環(huán)清洗或浸泡清洗數(shù)小時(shí)，并每隔2030min取樣一次。當(dāng)發(fā)現(xiàn)酸濃度降低時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充酸。判斷酸洗終點(diǎn)是通過(guò)分析酸的濃度，F(xiàn)e2+、Fe3+離子濃度以及看是否還有二氧化碳?xì)?/p>

26、泡產(chǎn)生。當(dāng)酸的濃度在23h、內(nèi)穩(wěn)定不變Fe2+離子濃度上升到一定值后保持穩(wěn)定、而Fe3+離子濃度已越過(guò)最高濃度的峰值并開(kāi)始下降，并且無(wú)二氧化碳產(chǎn)生，即認(rèn)為酸洗接近完成，再適當(dāng)延長(zhǎng)一段時(shí)間即可結(jié)束酸洗。page 更直接而且比較可靠的判斷酸洗終點(diǎn)的方法是通過(guò)監(jiān)視管觀(guān)察被清洗的程度。如果能保證監(jiān)視管上的垢與鍋爐上的垢成分一致，并且清洗條件基本一致，那么監(jiān)視管如果被清洗干凈可認(rèn)為鍋爐也被清洗干凈。 (5)水洗 酸洗結(jié)束后，將酸洗液以最快速度排放，并且用盡可能高的流速用水沖洗清洗系統(tǒng)，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)使水的pH值達(dá)到45。 (6)鈍化 水洗結(jié)束后，把整個(gè)鍋爐清洗系統(tǒng)沖滿(mǎn)水，然后用前述相同方法使鍋爐中的

27、水升溫，同時(shí)按公式計(jì)算量一次加入鈍化劑并保持不斷循環(huán)，升溫到預(yù)計(jì)溫度后停止加熱，并取樣分析鈍化液中堿的濃度，調(diào)整pH1011，循環(huán)式浸泡1012h進(jìn)行鈍化處理。鈍化結(jié)束后把鈍化液排出，并用水沖洗至pH89。完成清洗過(guò)程。 對(duì)于采暖低壓熱水鍋爐和小容量低壓蒸汽鍋爐一般預(yù)洗和堿洗可省略可直接進(jìn)行酸洗。酸洗采用浸泡還是循環(huán)方式應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。如清除碳酸鹽垢可用靜態(tài)浸泡方式清洗，因?yàn)樗崛芙馓妓猁}垢時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳有鼓泡攪動(dòng)酸液和使垢崩解的作用。而水垢成分中磷酸鹽式鐵氧化物含量較多時(shí)，溶垢速度較慢又缺乏二氧化碳的鼓泡攪動(dòng)和使垢松動(dòng)崩解作用，此時(shí)可采用氮?dú)夤呐蒽o態(tài)清洗工藝，即在酸洗除垢前將氮?dú)馄窟B接到

28、各底部排污管上。酸洗時(shí)利用氮?dú)馀莸墓呐輸噭?dòng)作用加速垢的溶解、采用循環(huán)清洗除垢效率要比浸泡清洗高，但安裝循環(huán)清洗系統(tǒng)管線(xiàn)工作量大，需用管通閥門(mén)多因此成本高。當(dāng)清洗以鐵的氧化物為主的水垢即使用氮?dú)夤呐莘绞角逑矗搽y取得預(yù)期效果時(shí)應(yīng)采用循環(huán)清洗。研究表明采用低速循環(huán)清洗較實(shí)惠，用0.050.15ms舶流速進(jìn)行循環(huán)清洗已能達(dá)到對(duì)酸液的更替攪動(dòng)作用和對(duì)垢的沖刷沖擊作用，再提高清洗液的流速對(duì)提高除垢率的作用并不顯著，但清洗成本卻大幅度提高。 表287列舉了鍋爐清洗工藝。 表28-7 鍋爐清洗工藝 工藝步驟主要任務(wù)清洗液成分工藝參數(shù)預(yù)（水）洗沖法臟物自來(lái)水高流速堿洗除油、松動(dòng)垢層、清除垢層中部分溶物質(zhì)0.5

29、Na3PO4、0.1% Na2HPO40.05%表面活性劑8090流速00.3m/s,810h水沖洗清除堿液使pH89自來(lái)水高流速酸洗清除垢層和銹層4%6%鹽酸加0.2%0.3%緩蝕劑40600.20.5m/s至垢溶為止水沖洗清除酸液使pH=45自來(lái)水高流速鈍化形成金屬鈍化表面保護(hù)內(nèi)部12 Na3PO4溫度7080時(shí)間824h流速00.2m/spH=1011 2人工或機(jī)械方法清洗鍋爐 (1)人工清掃 蒸汽鍋爐最早的清理方法是人工清掃，如利用童工或身體瘦小的工人進(jìn)入火管鍋爐鏟刷污垢或用榔頭敲打使水垢松動(dòng)脫落。目前飲用水鍋爐仍采用人為敲打鏟除方式除垢。凝汽器上結(jié)的污泥通常用，毛刷逐根捅刷或用壓力水

30、槍逐根噴射吹掃。 (機(jī)械方法除垢 排管式鍋爐可用帶金屬軟管和電動(dòng)刮刀的除垢器刮除污垢。 應(yīng)注意的是無(wú)論人工除垢還是機(jī)械除垢，凡工人進(jìn)入鍋爐都必須保持良好的通風(fēng)換氣，必須有人監(jiān)護(hù)操作，以保證人身安全。page 3煮爐清洗 煮爐清洗包括新鍋爐的除油鈍化和結(jié)水垢鍋爐酸洗前堿處理兩種工藝。 (1)新鍋爐的除油鈍化 目的是利用較高濃度的堿和在加熱條件下將鍋爐中的油脂皂化，使灰塵等硅酸鹽溶解去除同時(shí)在金屬表面建立磷酸鐵和氧化鐵鈍化膜以提高鍋爐的防腐蝕能力。 具體工藝為：先用自來(lái)水對(duì)鍋爐進(jìn)行一次預(yù)沖洗，通過(guò)充水、排水清除臟物。然后把用軟水配成的含NaOH、Na3PO4各23gL的煮爐溶液，注入鍋爐至泡鼓的中

31、間水位，然后點(diǎn)火升溫升壓至0.8MPa，并保持810h。然后從下聯(lián)箱排污點(diǎn)放水把污水放凈后，再補(bǔ)充上述煮爐溶液至汽鼓中間水位加熱升壓至11.5MPa并保持810h。然后把水排盡再補(bǔ)充煮爐液至汽鼓中間水位加熱升壓至225MPa并保持810h。經(jīng)過(guò)三期煮爐處理即可達(dá)到除油垢和建立鈍化膜的目的。 (2)結(jié)垢鍋爐的煮爐清垢 要根據(jù)垢的具體情況配制不同的堿液進(jìn)行煮爐清洗。對(duì)碳酸鹽垢用23gL氫氧化鈉、2030g幾磷酸三鈉組成的煮爐液，硅酸鹽垢用1020g億氫氧化鈉和510g兒磷酸三鈉組成的煮爐液，硫酸鈣垢用1020gL碳酸鈉、510gL磷酸三鈉組成的煮爐液(以上用藥量均為垢厚為3mm時(shí)的參考用量，應(yīng)根據(jù)

32、垢厚的具體情況適當(dāng)增減)。為提高煮爐效果減少藥劑消耗，煮爐前先用壓力水沖掃，除去泥渣、腐蝕產(chǎn)物和軟垢水垢。然后把藥液注入鍋爐至最高水位和中間水位之間的高度，點(diǎn)火加熱升壓至鍋爐額定壓力的50，保持煮爐10h，并且每隔2h在各下部放水點(diǎn)排污lmin。完成第一次煮爐后補(bǔ)充藥液至述同樣高度并加熱升壓至鍋爐額定壓力的75，再保持煮爐10h，仍采用每隔2h排污一次的方式。結(jié)束煮爐后熄火降壓排污，最后再用壓力水沖洗鍋爐。 另外為了使已有腐蝕的鍋爐停止腐蝕轉(zhuǎn)入鈍態(tài)，應(yīng)使用氫氧化鈉、磷酸三鈉式碳酸鈉作堿煮液進(jìn)行堿煮。 4用絡(luò)合清洗去除鍋爐氧化鐵垢 鍋爐酸洗最常用的是鹽酸，但用檸檬酸、氫氟酸和乙二胺四乙酸二鈉鹽這

33、些具有絡(luò)合能力的酸或鹽清洗氧化鐵垢都有很好的效果。因此鍋爐清洗中常用這些絡(luò)合劑清洗新建鍋爐的銹垢和鍋爐高溫使用中產(chǎn)生的氧化皮。下面對(duì)使用絡(luò)合劑的清洗工藝進(jìn)行具體介紹。 (1)檸檬酸清洗工藝 檸檬酸清洗成本較高，因此只在清洗奧氏體不銹鋼材料或完全是鐵的氧化物垢時(shí)才用檸檬酸清洗，而不作為運(yùn)轉(zhuǎn)鍋爐的常規(guī)清洗手段。實(shí)際清洗液使用的是檸檬酸單銨，因此在檸檬酸溶液中通人氨水控制pH值在3.5左右。檸檬酸清洗液的配制方法是，先用除鹽水溶解檸檬酸得到清洗所需數(shù)量的2%6%檸檬酸溶液；另將緩蝕劑二鄰甲苯硫脲用酒精和水調(diào)成糊狀，然后攪拌溶解加入到檸檬酸溶液中，再加入氨水調(diào)節(jié)pH3.33.5即可。 由于檸檬酸鐵溶解

34、度較低，因此清洗時(shí)溫度應(yīng)盡量保持在95以上，低于80時(shí)會(huì)有檸檬酸鐵沉淀產(chǎn)生。檸檬酸清洗多用于過(guò)熱器管，為防止在立式的過(guò)熱器下彎頭積有雜質(zhì)造成堵塞，清洗時(shí)流速可提高到0.50.8ms，清洗時(shí)間宜控制在5h以?xún)?nèi)，以防清洗過(guò)久因檸撩酸鐵局部過(guò)飽和而產(chǎn)生沉淀。循環(huán)清洗時(shí)每隔1520min采樣一次，化驗(yàn)pH值，F(xiàn)e2+、Fe3+離子和檸檬酸濃度各一次。整個(gè)清洗過(guò)程保持pH=3.5，當(dāng)Fe2+離子濃度保持穩(wěn)定后停止清洗。用90以上的除鹽水置換出檸檬酸液，并沖洗至pH值超過(guò)5。最后用0.5%亞硝酸鈉在pH9以上溫度在6570進(jìn)行鈍化處理6h即完成清洗工藝。page (2)氫氟酸清洗 注意不能用氫氟酸單獨(dú)清洗

35、含碳酸鈣垢的鐵銹垢，因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生難溶的氟化鈣影響清洗的進(jìn)行。當(dāng)鍋爐垢中二氧化硅含量超過(guò)15%，用堿處理轉(zhuǎn)化也難以奏效時(shí)可用鹽酸加氟化氫銨的方法，或鹽酸中加少量氫氟酸配成的混酸進(jìn)行清洗。在檸檬酸清洗時(shí)也可以加入上述藥劑助溶，加入的氟化氫銨濃度小于0.5%、氫氟酸用量在0.3%0.5%。 一般水垢中含有少量二氧化硅而以碳酸鹽垢和鐵銹垢為主時(shí)用鹽酸即可清除，因?yàn)辂}酸與水垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，會(huì)使少量的二氧化硅成小片殘?jiān)鼱顟B(tài)從水垢中掉下來(lái)同時(shí)被除去+但，當(dāng)二氧化硅含量大于10%時(shí)，二氧化硅不僅不掉下來(lái)反而形成一層薄膜，起到保護(hù)碳酸鹽水垢，阻礙其與鹽酸反應(yīng)的作用，此時(shí)應(yīng)使用鹽酸與氫氟酸的混合溶液去除含硅質(zhì)較多

36、的水垢，實(shí)際清洗中如果二氧化硅含量在10%左右，可在鹽酸中加入71%氫氟酸。二氧化硅含量在15%時(shí)，在鹽酸中加入2%的氫氟酸，當(dāng)二氧化硅含量大于20%時(shí)，在鹽酸清洗液中應(yīng)加人3%的氫氟酸。 具體清洗工藝為：使用HCl：HF8：2，總酸濃度為10左右的混酸洗液，在3040溫度下清洗，并應(yīng)加入Lan5做緩蝕劑，酸洗后排出廢液再用自來(lái)水沖洗至中性?；蛟儆?.5%2%的氫氧化鈉做堿洗鈍化處理，溫度為8090，鈍化后再用水沖洗干凈。 也可以單獨(dú)使用氫氟酸對(duì)新建汽鼓鍋爐和直流鍋爐進(jìn)行清洗，此時(shí)一般把鍋爐分成凝結(jié)水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、鍋爐本體幾個(gè)系統(tǒng)分別清洗。氫氟酸使用濃度為1%1.5%、用泵進(jìn)行通過(guò)式清洗，清

37、洗液溫度在4555之間，每個(gè)系統(tǒng)所用清洗時(shí)間少于幾，工藝流程為循環(huán)除油潤(rùn)濕清洗開(kāi)路氫氟酸除銹清洗十循環(huán)鈍化處理。 循環(huán)除油潤(rùn)濕清洗工序是因?yàn)槭褂脷浞崆逑刺幚頃r(shí)間短，為確保清洗效果事先必須對(duì)被清洗設(shè)備徹底除油，以使氫氟酸清洗時(shí)能充分與銹層接觸。一般使用除油能力強(qiáng)的表面活性劑如十二烷基磺酸鈉、平平加型脂肪醇聚氧乙烯醚，OP型烷基酚聚氧乙烯醚等做除油洗滌劑。 氫氟酸除銹清洗時(shí)，在配制氫氟酸溶液時(shí)要非常小心，應(yīng)戴好防護(hù)手套、眼鏡避免氫氟酸與皮膚接觸。氫氟酸清洗時(shí)要配合使用緩蝕劑，常用的SH416等商品緩蝕劑主要成分都是以2-疏基苯并噻唑?yàn)橹饕煞值模昧吭?.2%左右。 清洗后直流鍋爐用聯(lián)氨和氨進(jìn)行循環(huán)鈍化處理，汽鼓鍋爐用亞硝酸鈉或磷酸鹽進(jìn)行鈍化處理，處理溫度為8590C。 (3)乙二胺四乙酸二鈉鹽清洗 由于EDTA鈉鹽價(jià)格昂貴，清洗成本高。因此只在必要時(shí)才使用。如已有嚴(yán)重腐蝕再用鹽酸清洗將加重腐蝕的鍋爐，用奧氏體不銹鋼新建鍋爐進(jìn)行整體清洗可用EDT