化學清洗操作手冊

1、天津天化科威水處理技術有限公司1工業(yè)鍋爐的清洗 11清洗目的和內(nèi)容：工業(yè)鍋爐的清洗，鍋 爐是工業(yè)生產(chǎn)中最基本的設備之一，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、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)方式分為自然循環(huán)鍋爐、強制循環(huán)鍋爐和直流鍋爐；按燃料分為燃煤、燃氣、燃 油鍋爐。污垢會嚴重影響傳熱效果，降低鍋爐使用效率，增加燃料消耗，以常見的工業(yè)鍋爐為例，每結(jié)1 mm的水垢，其熱效率可降低5以上。我國工業(yè)鍋爐和采暖鍋爐的年燃煤量是煤炭總產(chǎn)量的14；發(fā)電鍋爐的燃煤量可達煤炭總產(chǎn)量的12。如果工業(yè)鍋爐和采暖鍋爐的平均垢量為1

2、 mm，發(fā)電鍋爐的污垢平均厚度為0.5mm，則將造成4500萬ta燃料損失。污垢會嚴重影響傳熱效果，降低鍋爐使用效率，污垢的產(chǎn)生會使爐管局部過熱，加速爐管腐蝕，導致爆管事故。因此，對鍋爐水垢進行定期化學清洗，是鍋爐維護中具有節(jié)能和安全意義的一項重要內(nèi)容。 12 鍋爐產(chǎn)生的污垢 鍋爐中的污垢主要是水垢和腐蝕產(chǎn)物，主要來自以下三個方面：（一）水中的雜質(zhì)，鍋爐用水中含有的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)在受熱過程中沉積在受熱表面形成的污垢。 （二）水中含有的各種鈣、鎂鹽是以Ca(HC03)2、Mg(HC03)垢，而以CaSi03、Ca(P04)2等形式存在的微溶鹽中，也會沉積形成污垢。 （三）水中含有的C02、0

3、2以及酸堿等物質(zhì)使鍋爐材料中的鋼鐵或銅受到腐蝕，從而產(chǎn)生鐵的氧化物、銅的氧化物和磷酸鹽。由于鍋爐的形式不同，操作條件不同，各地水質(zhì)不同，所以形成的污垢組成也不同。通常鍋爐水垢，尤其是高壓鍋爐中的水垢主要是鈣、鎂的硫酸鹽以及鐵垢，它們在高溫下形成堅硬致密的復合鹽。普通鍋爐管道中水垢的成分。 13鍋爐的清洗 131 鍋爐的清洗方法 鍋爐的清洗方法可分為人工清掃、機械方法和化學清洗三大類。.人工清掃： 利用身材瘦小的工人進入鍋爐鏟刷污垢或用榔頭敲打，使水垢松動脫落。這是一種最早的清洗方法，目前已多用；. 機械方法：利用帶金屬軟管和電動刮刀的除垢器等刮隋；. 化學清洗： 利用化學藥劑去除鍋爐中污垢的方

4、法。化學清洗是目前鍋爐清洗中應用最為廣泛的一種方法。 132鍋爐清洗的條件 低壓鍋爐化學清洗導則規(guī)定，對于額定出口蒸汽壓力小于等于245MPa(25kgfcm2)的蒸汽鍋爐和熱水鍋爐，當符合下列情況之一時，才可進行化學清洗。 1. 鍋爐受熱面被水垢覆蓋80以上，并且平均水垢厚度達到或超過下列數(shù)值：無過熱器的鍋爐 1mm； 有過熱器的鍋爐 0.5mm； 熱水鍋爐 1mm。 2. 鍋爐受熱面有明顯的油污或鐵銹，并且每臺鍋爐酸洗時間間隔應不少于兩年。 火力發(fā)電廠鍋爐化學清洗導則(SDl3586)規(guī)定，直流爐和出口蒸汽壓力大于等于98MPa的汽包爐，在投產(chǎn)前必須進行化學清洗；壓力在98MPa以下的汽包

5、爐，除銹蝕嚴重外，一般可不進行酸洗，但必須堿煮。對于運行中的鍋爐，SDl3586規(guī)定，當水冷壁管內(nèi)的污垢量或鍋爐化學清洗的間隔時間超過表18-26中的極限值時，就應安排化學清洗。鍋爐化學清洗的間隔時間，還可根據(jù)運行水質(zhì)的異常情況和大修時鍋爐內(nèi)的檢查情況，作適當變更。以重油和天然氣為燃料的鍋爐和液態(tài)排渣爐，鍋爐的污垢極限確定化學清洗。一般只清洗鍋爐本體。蒸汽流通部分是否進行化學清洗，應按實際情況決定。 14鍋爐化學清洗常用的藥劑 1 堿洗劑 鍋爐堿洗使用的堿有磷酸三鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉等，有時為增加除油效果，適當加入低泡型表面活性劑，如OP-15。 2.酸洗劑 酸洗是清除鍋爐銹垢和水垢的關鍵步驟

6、，是整個清洗工藝的核心。使用的酸洗劑包括鹽酸、硝酸、氫氟酸等無機酸和氨基磺酸、檸檬酸、甲酸、乙酸、羥基乙酸等有機酸。其中鹽酸是鍋爐清洗最常用的酸。 3配(絡)合劑 大容量電站鍋爐的污垢主要是鐵的氧化物，這些氧化物既有隨水帶人鍋爐的，也有鍋爐運轉(zhuǎn)中自身腐蝕產(chǎn)生的。這類污垢適合用配合劑清洗。常用的配合劑有檸檬酸、氫氟酸、EDTA二鈉鹽和二胺鹽。4。 鈍化劑 經(jīng)酸洗的金屬表面處于活化狀態(tài)，需要在表面形成一層鈍化膜加以保護，因此鍋爐在清洗后投用之前要進行鈍化處理。常用的鈍化劑有NaN02、Na3P04、H202、N2H4等。 5。其他藥劑 鍋爐酸洗時，應加人緩蝕劑，以抑制金屬的腐蝕。 2鍋爐化學清洗的

7、一般步驟 一般鍋爐清洗步驟為：水沖洗(檢漏)一>堿洗一>水沖洗斗酸洗一>水沖洗一>漂洗一>鈍化。2.1水沖洗(檢漏) 利 用大流量的水將鍋爐清洗系統(tǒng)內(nèi)的灰塵，疏松脫落的污垢沖出系統(tǒng)外。一般采用高位注水，低位排放的方式。必要時也可循環(huán)沖洗。水沖洗結(jié)束后，保持系統(tǒng)滿水 位，檢查臨時管線的焊縫、法蘭、閥門和鍋爐本體的管線、閥門等有無泄漏，并對漏點進行處理。檢漏后，繼續(xù)保持滿水位，對水進行加熱。中小型鍋爐可采用爐膛 點火的方式加熱，使爐內(nèi)水達到預定溫度。如有其他鍋爐可以供給清洗系統(tǒng)足夠的蒸汽量時，可以用蒸汽加熱臨時系統(tǒng)中的水箱；通過水循環(huán)使爐內(nèi)水升溫。不論采 用何種加熱方

8、法，在加熱過程中應始終保持清洗系統(tǒng)的循環(huán)。2.2堿洗 在水的不斷循環(huán)中，把預先計算好數(shù)量的堿洗劑分批加入臨時系統(tǒng)的配液箱中。當堿濃度和pH值達到預定指標后停止加藥，并繼續(xù)循環(huán)清洗至預定時間。2.3 水沖洗 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口水的pH值小于9。然后將排水口關閉，加水至清洗系統(tǒng)滿水位，并按前述方法將水加熱至預定溫度。 2.41 酸洗 維 持爐內(nèi)水的溫度于預定溫度，并繼續(xù)保持清洗系統(tǒng)內(nèi)的水不斷循環(huán)。向清洗系統(tǒng)中加入預先計算好數(shù)量的緩蝕劑，待整個系統(tǒng)中緩蝕劑分布均勻后，向系統(tǒng)中加入預 先計算好數(shù)量的酸。加酸速度應緩慢，特別是以碳酸鹽水垢為主的鍋爐，加酸后

9、會有大量二氧化碳氣體送出，加酸速度更不能太快。加酸的同時，要從清洗系統(tǒng)的出 口處開始取樣分析酸的濃度和鐵離子濃度，一般每隔1015 min取樣分析一次。當酸加完后，繼續(xù)循環(huán)或浸泡數(shù)小時，并每隔2030min取樣分析一次。當發(fā)現(xiàn)酸濃度降低到和垢的反應速度明顯減緩時，應及時補充酸。判斷酸洗終點是通過分析酸的濃度、Fen、Fe¨離子濃度等。當酸濃度在23h內(nèi)穩(wěn)定不變， Fen離子濃度濃度上升到一定值并開始下降，即認為酸洗已經(jīng)完成判斷酸洗終點的另一個直接而又可靠的方法是通過監(jiān)視管觀察被清洗的程度，來確認鍋爐被清洗的狀況。如果監(jiān)視管的垢與鍋爐的垢及清洗條件基本一致，那么當監(jiān)視管段被清洗干凈的時

10、候，也就可以認為鍋爐被清洗干凈。2.5水沖洗酸洗結(jié)束后，應將酸洗液以最快速度排放，并以盡可能短的時間和盡可能高的流速沖洗清洗系統(tǒng)，當系統(tǒng)出口水的pH值大于5時，即可結(jié)束水沖洗。2.6 漂洗 漂洗是一個低濃度酸洗的過程，其操作步驟和酸洗過程一樣，只是酸洗劑的濃度較低。漂洗終點的判斷也和酸洗終判斷一樣。 2.1 鈍化 將系統(tǒng)內(nèi)水的溫度控制在預定范圍，必要時可用向系統(tǒng)中加入自來水的方法降溫。向漂洗液中加入NaOH或NH3， H，O，調(diào)節(jié)pH值所需范圍，加入鈍化劑，循環(huán)或浸泡清洗。在鈍化過程中，每1h取樣分析鈍化液中堿的濃度和鈍化液的pH值。在鈍化結(jié)束后，把鈍化液排出，并用鍋爐給水沖洗至pH89，清洗

11、過程結(jié)束。 3 煮爐 50年代中期以前生產(chǎn)的鍋爐曾采用過鉚接與脹接工藝，這種鍋爐有制造縫隙，不可能采用酸洗的方法清除氧化皮、焊渣、灰塵等污垢，所以采用煮爐的方法除銹除垢。結(jié)了垢的鍋爐也常采用煮爐的方法除垢。直到鍋爐采用全焊接制造工藝后，酸洗除垢才得以廣泛應用。但低壓鍋爐仍把煮爐去油污作為投產(chǎn)前的清洗和防腐蝕方法；當垢中有硅酸鹽和硫酸鹽時，采用煮爐轉(zhuǎn)化，可以除垢或有助于垢的徹底清除。煮爐主要分堿煮爐和橡膠煮爐兩種。 3.1堿煮爐原理及應用常規(guī)的堿煮爐是使用NaOH和Na3P04混合液，在O52MPa壓力下經(jīng)2448h的加熱，以除油、去垢并使金屬鈍化，堿除油污的原理在前面已敘述過，這里主要講一下堿

12、除垢和轉(zhuǎn)化的原理。 對于結(jié)了碳酸鈣、硫酸鈣、硅酸鈣和鎂垢的小容量鍋爐來說，采用煮爐除垢，可使除垢率達60以上。在煮爐中，Na3P04可轉(zhuǎn)化鈣的碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽和氫氧化鎂，使之以松散的磷酸鹽形式脫落；氫氧化鈉可轉(zhuǎn)化鎂的硅酸鹽和二氧化硅，使之成為松散的或易溶的產(chǎn)物脫落，其反應為： 3CaC03+2Na3P04-Ca3(P04)2+3NazC03 3CaS04+2Na3P04Ca3(P04)2+3Na2S04 3Mg(OH)2+2Na3P04-Mg3(P04)2+6NaOH 3CaSi03+2Na3P04Ca3(P04)2+3Na2Si03 MgSi03+2NaOHMg(OH)2+Na2Si0

13、3 Si02+2NaOHNa2Si03+H20 煮爐除垢主要基于難溶化合物轉(zhuǎn)化的原理，使垢層與煮爐藥劑反應時變得松散脫落。只有少部分垢是被溶解除去。煮爐之后必須進行徹底的沖洗清掃，否則脫落的垢渣可能堵塞爐管和聯(lián)箱。 另外，為了使已有腐蝕的鍋爐，停止腐蝕轉(zhuǎn)入鈍態(tài)，有時也使用Na0H、Na3P04作為堿煮液進行堿煮。 3.2橡膠煮爐原理與應用 橡膠也稱單寧(丹寧)，其主要成分是單寧酸和水解單寧。單寧是多元酚，它對水垢有酸溶和配合金屬離子的雙重作用，煮爐去垢能力強。用單寧煮爐除垢時，主要和碳酸鈣垢起作用，它不是靠溶解作用，而是使垢變軟，變松散而脫落。因此，單寧煮爐之后必須清理殘垢。 目前，我國的電站

14、鍋爐已基本上全部采用酸洗除垢，不再采用煮爐除垢，因為煮爐除垢的洗滌率通常低于60，這對電站鍋爐來說是遠遠不夠的。 3.3使硅酸鹽和硫酸鹽轉(zhuǎn)化溶解的原理硅酸鹽與堿作用時能形成易溶的硅酸鈉，但在常溫下其反應速度相當?shù)?。為了提高硅酸鹽垢的溶解速度，除主要適當提高堿濃度外，主要靠提高清洗溫度和延長清洗時間。 4 鍋爐常用的清洗工藝 4.1煮爐清洗工藝 1. 新建鍋爐的除油鈍化先用自來水對鍋爐進行一次預沖洗。通過充水與排水清除脫落的污垢，然后用軟化水配成的含Na0I-I、Na3P04各23gL的煮爐清洗液，注入鍋爐至汽包中間水位，鍋爐，點火升溫至o·8MPa保持810h。從下聯(lián)箱排污閥將煮爐清

15、洗液放凈，再補充上述的清洗液至汽包中間水位，加熱升壓至11.5MPa，保持810h，然后將清洗液排凈。再次補充上述的清洗液至汽包中間位置，加熱升壓至22.5VlPa，保持810h。經(jīng)過三期煮爐處理，即可達到除油垢和健全鈍化膜的目的。 2. 結(jié)垢鍋爐的煮爐除垢 對于結(jié)垢的鍋爐，要根據(jù)垢的具體情況配制不同的清洗液。對碳酸鹽垢用23gL NaOH、2030/LNa3P04組成的清洗液煮爐；硅酸鹽垢用1020gL NaOH和510 gL Na3P04組成的清洗液煮爐；硫酸鈣垢用1020gL Na2CO，和510 gL Na3P04組成的清洗液煮爐。以上均為以垢厚3ram的參考用藥量，實際使用時應根據(jù)垢

16、的實際厚度適當增減。對鍋爐進行水沖洗后，用清洗液注人鍋爐至最高水位和中間水位之間的高度，點火加熱升壓至鍋爐額定壓力的50，保持10h，并且每隔2h在各下聯(lián)箱底部排污1rain。完成第一次煮爐后，補充同樣的藥劑至同樣液位高度，加熱升壓至鍋爐額定壓力的75，保持10h，并每隔2h排污一次。結(jié)束煮爐后熄火降壓排污，最后用水沖洗鍋爐。 4.2配合清洗法去除鍋爐銹垢工藝 1. 檸檬酸清洗工藝先將清洗所需數(shù)量的檸檬酸加入清洗系統(tǒng)，配成24的清洗液，再加入預先計算好數(shù)量的緩蝕劑然后加氨水調(diào)節(jié)pH=354進行循環(huán)清洗。檸檬酸清洗時溫度南保持在8095，低于80會有檸檬酸鐵沉淀產(chǎn)生而影響清洗效聚。清洗時間一般控

17、制在5h以內(nèi)。清洗時每2030rain取樣一次，分析pH值、Fe2+、Fe3離子濃度和檸檬酸濃度。當Fe3離子濃度穩(wěn)定后可停止清洗。然后用80以上的自來水轉(zhuǎn)換出檸檬酸液，并用水沖洗至pH值超過5。再用O2的檸檬酸清洗液進行漂洗，溫度和pH值和酸洗時保持一樣，并每15min取樣分析pH值、Fe2+、Fe3+離子濃度和檸檬酸濃度，當Fe3離子濃度穩(wěn)定后停止漂洗。用80以上的脫鹽水置換出漂洗液，調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)的溫度到65。70，用氫氧化鈉或氨水調(diào)節(jié)pH=911，加入O5NaN02， i6：度為O5，鈍化6h后結(jié)束。檸檬酸一般用作鍋爐投產(chǎn)前的清洗。在檸檬酸清洗時也可加入氫氟酸或氟化氫銨，一般氟化氫銨濃度小

18、于0.5，氫氟酸的用量在0.30.5。 2氫氟酸開路清洗工藝 用氫氟酸對直流鍋爐和汽包鍋爐進行開路清洗。一般把鍋爐分成凝結(jié)水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、鍋爐本體幾個系統(tǒng)分別清洗。氫氟酸使用濃度為115，用泵進行通過式清洗，清洗液溫度在4555之間，每個系統(tǒng)清洗時間少于lh，清洗后直流鍋爐用聯(lián)氨和氨進行循環(huán)鈍化處理，汽包爐用NaN02或NaaP04進行鈍化處理。 氫氟酸開始清洗前，必須先對被清洗設備徹底除油，以免影響氫氟酸清洗效果，一般用循環(huán)潤濕工藝除油。 3EDTA二鈉鹽清洗工藝 用計算用量的去離子水配制EDTA二鈉鹽溶液，用NaOH調(diào)節(jié)pH至52左右，加熱到90以上送入鍋爐，點火加熱鍋爐，使清洗液溫度達

19、135140，每1520min取樣，分析EDTA、Fe2、Fe3離子濃度及pH值。通常經(jīng)45h清洗，清洗液pH值可達885。此時，F(xiàn)e3離子濃度不再升高，即可認為清洗完畢，并且金屬表面已進入鈍態(tài)。放出的清洗液中的EDTA可以回收。 EDTA二鈉鹽適合于清除高含量的低價鐵的氧化物垢。如果垢中鐵的氧化物含量低于65，則不如改用其他清洗方法效果更好。如果垢中二氧化硅的含量超過5，它的清洗效果會顯著降低。若垢中銅含量高于5，則應在清洗氧化鐵之后，加115的氯水和O2的過硫酸銨除銅，或用ACR法除銅。 4.3鹽酸與氫氟酸的混酸清洗當水垢中含有碳酸鈣垢、鐵垢及二氧化硅時，不能總用氫氟酸清洗，因為會產(chǎn)生難溶

20、的氟化鈣而影響清洗。當水垢中二氧化硅的含量很小時，可單獨用鹽酸清除上述污垢。但當二氧化硅含量大于10時，單獨用鹽酸清洗就難以奏效，此時可使用鹽酸和氫氟酸的混酸來去除含硅的水垢。在使用鹽酸和氫氟酸的混酸清洗時，一般控制總酸濃度在10左右， HCI：HF=8：2，在3040下清洗。一般，當Si02含量在10左右，HF的濃度為1；Si02含量在15時，HF的濃度應為2；當Si02含量大于20時，HF的濃度應為3。酸洗時添加緩蝕劑，酸洗后要進行水沖洗和鈍化。 4.4甲酸與羥基乙酸的混酸清洗對于結(jié)垢嚴重并且大面積產(chǎn)生晶間腐蝕的亞臨界參數(shù)鍋爐，使用EDTA和檸檬酸都無法使除垢率達到90以上時，應采用甲酸與

21、羥基乙酸的混酸清洗。甲酸與羥基乙酸清洗以除垢為主，兼有使垢剝離脫落作用。對于堅硬而附著牢固的腐蝕產(chǎn)物，主要靠酸溶作用去除。一般用5的甲酸與5的羥基乙酸，并加入0.3的二鄰甲苯硫脲緩蝕劑進行清洗。在鍋爐中加入軟化水至汽包最低水位，加熱升溫循環(huán)，當溫度達95cc時，將混酸注入鍋爐并繼續(xù)加熱，保持9397溫度，進行循環(huán)清洗。每隔15min取樣一次，分析清洗液中的酸濃度、Fe2、Fe3離子濃度。如果酸濃度下降到原濃度的40時，應補充混酸溶液。酸洗時間均為68h。當酸濃度和Fe3離子濃度穩(wěn)定不變時，可停止酸洗，用氮氣頂出酸洗液后用50C的軟化水沖洗，然后鈍化。 7 鍋爐化學清洗系統(tǒng)的設計 鍋爐在化學清洗

22、時，清洗液在鍋爐中的運動規(guī)律與鍋爐正常運行時水、汽的運動規(guī)律是不同的。而且對于一些鍋爐，化學清洗一般是水的加熱段而非鍋爐系統(tǒng)的全部。因此，在對鍋爐進行化學清洗前，必須對鍋爐進行適當?shù)母脑?，利用臨時管線把鍋爐和清洗設備相聯(lián)結(jié)形成清洗系統(tǒng)。 7.1鍋爐本體的改造鍋爐本體改造的目的首先是把鍋爐需清洗的部位從整個鍋爐系統(tǒng)中“孤立”出來(包括拆除不宜清洗的計量儀表、閥門等)，使被清洗的部位通過臨時管線形成回路。清洗液進入被清洗系統(tǒng)時，不會進入其他不參加清洗的部位。二是根據(jù)化學清洗的要求，把參加清洗的各部位調(diào)整成對化學清洗來講都具有符合要求的工藝參數(shù)(主要指流速)，成為無死角、無偏流、無短路的清洗系統(tǒng)。

23、對于一般的小型鍋爐，把給水系統(tǒng)與蒸汽(或熱水)的 出口斷開，即可把清洗部位“孤立”出來，鍋爐本體不需要作其他變動。清洗液的出口應在鍋爐的最低位置，出口應在鍋爐的最高位置。進口和出口不應在鍋爐的同 一側(cè)，而應處于對角線的位置。這樣使鍋爐在清洗時清洗液能充滿鍋爐，排放時干凈徹底不留殘液。對于小型鍋爐，原則上不要重新安裝進出口，而盡量利用鍋爐原 有的通道。一般利用鍋爐的排污口和冷水口作清洗液的進液口和排污口，剎用安全閥蒸汽出口位置作清洗液出口。對于結(jié)構(gòu)比較復雜的鍋爐，改造任務比較繁重。首 先要把汽包內(nèi)的分離裝置拆除，將上下聯(lián)箱的手孔割開作為清洗液的進出口。下降管加裝節(jié)流孔板，然后利用臨時管線將割開的聯(lián)箱手孔和鍋爐