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常见锅炉除垢清洗剂的选择和应用

作者:薛大猫 来源:凯利集团 发布时间:2021-1-25 13:42:43 浏览次数:79

摘要:本文对盐酸、氢氟酸、柠檬酸、EDTA四种锅炉常用化学清洗剂的清洗原理、特点、使用范围、以及配套助剂进行详细的阐述,并对四种清洗剂的清洗工艺及应用实例进行了简单介绍,可在锅炉清洗时进行参考。
关键词:锅炉化学清洗清洗剂
1、引言
常用的化学清洗剂可分为无机酸和有机酸。无机酸常有盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氢氟酸等,清洗效率高,但对钢铁有腐蚀作用,对贵重设备特种金属材料清洗时受到限制,废液排放污染环境。有机酸则有柠檬酸、甲酸、EDTA(乙二胺四乙酸)、氨基磺酸、羟基乙酸、葡萄糖酸等,清洗效率高,对钢铁腐蚀性很小、无毒、无味、不污染,属安全型清洗剂。
2、锅炉腐蚀的原因分析
锅炉常见的腐蚀有氧腐蚀、酸腐蚀、碱腐蚀、附着物下腐蚀和隙缝腐蚀等,其表现形式有孔蚀、皿状腐蚀和脆性爆破等,但是究其原因多是在闭塞状态下形成的,亦即.
形成了闭塞腐蚀电池(Occlude Corrosion Cell,OCC)。显而易见,如果保持锅内表面清洁无垢,就可以避免出现闭塞腐蚀电池,从而防止产生腐蚀。
3、化学清洗的全过程
化学清洗一般包括清洗对象调查、清洗对象调查、清洗方案制定、清洗方案实施、清洗效果检查和清洗工程验收、清洗对象保及清洗总结等。
4、对四种清洗剂的讨论
4.1盐酸
4.1.1盐酸清洗的机理盐酸清洗时,不仅具有溶解氧化物的作用,而且还有剥离作用,因为盐酸和一部分氧化物作用时特别是和FeO反应时破坏了氧化物和金属的连接,使氧化物剥离下来。另一方面夹杂在氧化物中和下面的铁会和盐酸反应产生氢气,逸出时将铁的氧化物从金属上面剥离下来。
4.1.2盐酸清洗的特点及缓蚀剂使用条件盐酸能快速溶解铁氧化物,工效高,酸 
洗后表面状态良好,渗氢量少,金属的氢脆敏感性小。此外,氯化铁溶解度大,无酸洗残渣。由于其清洗工艺简单、效果好、毒性小、货源充足等优点至今仍被广泛采用。但其对硅酸盐垢和硫酸盐垢的清洗效果差、且对金属的腐蚀性强,易挥发产生酸雾,为了防止腐蚀常常需要加入一定量的缓蚀剂。盐酸洗液及缓蚀剂使用条件。
4.1.3盐酸清洗工艺及应用实例电厂大型锅炉属于高压锅炉,垢的主要成分为Fe、Cu、Ni、Zn等氧化物,以铁垢为主。采用盐酸清洗。
4.2氢氟酸
4.2.1氢氟酸清洗的机理氢氟酸清洗铁锈和溶解氧化皮有清洗时间短、效率高的特点。这是因为氢氟酸有很强的溶解氧化铁的能力,是靠氟离子的特殊作用,如氢氟酸与四氧化三铁接触时会发生氟.氧交换,接着F离子与Fe离子发
生络合反应而使氧化皮溶解,此外氢氟酸有很强的除硅化物的能力。
4.2.2氢氟酸清洗的特点及缓蚀剂使用条件近年来,应用氢氟酸作为清洗剂,取得了较好的效果氢氟酸的优点:一是对硅酸盐和铁氧化物垢有特效;二是可用来清洗奥氏体钢等多种钢材制作的部件,这一点优于盐酸;三是使用浓度较低,通常为1%~2%;四是使用温度低,废液处理简单,容易,其缺点是对含铬为13%~15%的高合金钢的腐蚀速度较高,比非合金钢的腐蚀速度高10倍左右、且较盐酸成本高。
工业上氢氟酸通常不单独使用而是与氟氢化铵、盐酸、硝酸等其他物质配合使用。如氢氟酸一氢氟化铵清洗剂主要用于清洗硅垢,也可以加入盐酸或硝酸用于清洗铁锈。而盐酸一氢氟酸清洗液主要用于出去碳酸盐水垢、硅酸盐水垢和氧化铁皮的混合物,其中盐酸溶解碳酸盐水垢速度很快,但不能溶解硅酸盐水垢,而氢酸可溶解硅垢和氧化铁。为减少对金属基体腐蚀,氢氟酸洗剂也要加入缓蚀剂。
4.2.3氢氟酸清洗工艺及应用实例由于氢氟酸清洗时间短,溶垢快,为了保证清洗质量,在采用氢氟酸清洗时,其碱洗一酸洗一钝化三个步骤时,多采用不同方式。
碱洗采用大循环方式;酸洗则按锅炉本体、高压给水系统、低压给水系统分别采用开路酸洗、局部钝化和整体大循环钝化的方法。
氢氟酸清洗应用实例:某厂扩建改建工程的首台670t/h超高压锅炉确定采用氢氟酸开路清洗。清洗范围为凝结水管路的一部分:除氧器、给水管道、锅炉本体(省煤器、
汽鼓、水冷壁)、过热器及过热蒸汽管。将其划分为三个系统,即:由凝结水泵、凝结水管道、除氧水箱、给水泵前后管道组成一个系统:由给水泵、高压给水管道、省煤器、汽鼓、水冷壁管(为保证最低流速,对角分为两部分)为另一个系统;由给水泵、高压给水管道、省煤器、汽鼓、顶棚过热器、包墙管过热器、屏式过热器、对流过热器、过热蒸汽管路为再一个系统。使用0.6%~1.2%氢氟酸、加0.2%SH-416缓蚀剂·在55左右、分系统进行清洗。分系统进行冲洗后。用磷酸盐在85'~90℃下对全系统循环钝化。清洗后检查浮锈洗净,无新的锈蚀,认为清洗与钝化效果较好,腐蚀速度为2.85g/(m2h),偏高原因是缓蚀剂用量偏低,而且该缓蚀剂对低合金热强钢缓蚀作用较差所致。
4.3柠檬酸
4.3.1柠檬酸清洗的化学机理用柠檬酸进行清洗,主要不是用它的酸性来溶解铁的氧化物,而是利用它和铁离子生成络离子的能力。柠檬酸本身与铁垢的反应速率较慢,且生成物柠檬酸铁的溶解度较小,易生产柠檬酸铁沉淀。
在用柠檬酸作清洗剂时,为了生成易溶的络合物,常要在清洗液中加氨水将溶液pH值调至3.5~4.0,柠檬酸在不同的pH值条件下,其离解程度也不同。
4.3.2柠檬酸清洗的特点及缓蚀剂使用条件用柠檬酸清洗的特点之一就是需要高温,因此必须选择耐高温的缓蚀剂。普通的有机化合物,一般在高温下容易分解,故应选用在高温下比较稳定的化合物。柠檬酸洗液及其缓蚀剂的使用条件。
4.3.3柠檬酸清洗工艺及应用实例柠檬酸多用于新控超高压直流锅炉的结水系统(炉前系统)及过热器、再热器等的氧化铁皮和胸蚀产物的清洗。一般的清洗工序为:冰洗一-碱洗一酸洗- -钝化。详细实例。
4.4 EDTA
4.4. 1 EDTA清洗的机理和特点EDTA清洗实质是其络和基元(Y4)和金属离子两相反应,在一定条件下生成稳.
定的络合物。在清洗过程中同时存在着电离、水解、络合、中和等多种化学反应。清洗液弱酸性开始,依靠炉内络合体系自身的物理化学变化,金属离子被络和溶解,随着炉内积垢的清除,pH值逐渐升高至清洗结束,清洗介质达到钝化条件,从而实现洗垢、钝化一步完成。
EDTA清洗剂对氧化铁和铜垢类沉积物以及钙、镁垢有较强的清洗能力.清洗后金属表面能生成良好的防腐保护膜、无需另行钝化处理、可从废液中回收EDTA再利用:但药品价格昂贵。
4.4.2 EDTA清洗工艺及应用实例EDTA洗炉方法适用范围广泛,目前国内主要有以下两种:EDTA协调洗炉法和EDTA铵盐洗炉法。
EDTA洗炉实例:望亭电厂12号炉是国产第一台000/ 1亚临界直流锅炉,为单炉体双炉膛、兀型布置.本次清洗采用EDTA铵盐清洗工艺,取得了较好的效果。
清洗范围包括:主给水管路、高加水侧、省煤器、水冷壁管、低温过热器、启动分离器等.
清洗参数。
(1)EDTA为22t(清洗时系统最高浓度达S.6% ),缓蚀剂为2.8t( 1%浓度)。
(2)p日为9.0士0.2。
(3)温度为120-130C.
(4)时间为8h.
清洗效果。
清洗结束前检查监视样管,氧化铁垢全部清洗干净,金属表面呈灰黑色,钝化膜良好。锅炉清洗结束割炉管7根。其中膜式水冷壁管2根,省煤器进出口管各1根,双面水冷壁管1根,低温过热器进出口管各1根。
用肉眼观察管内结垢已清洗干净。用洗垢法测定除垢率,均在95%以上。
清洗时监视装置中投放金属指示片8块,金属腐蚀速率。
5、结语
火力发电厂的热力设备,新建和运行一段时间后均需要进行化学清洗,化学清洗是具有重要节能和安全意义的维护措施,而清洗剂的选择对整个清洗结果有着直接的影响,因此在进行化学清洗时应根据实际情况对清洗剂做出合适的选择,使清洗效果达到最佳水平。