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[摘 要]锅炉化学清洗作为除垢、除锈、清洁受热面,保证锅炉安全、节能、经济运行的重要措施,是锅炉使用中的一个重要环节。由于锅炉化学清洗,尤其是酸洗是一项技术性和专业性很强的工作,如果清洗不规范、操作不当,不但会在清洗过程中造成人身伤害事故,而且容易损坏锅炉,造成金属腐蚀、氢脆、堵管和爆管等事故隐患,严重时还会造成锅炉报废,甚至引发锅炉爆炸的恶性事故。
[关键词]锅炉 化学清洗
中图分类号:TM621.2 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2015)37-0070-01
一、锅炉化学清洗过程
锅炉清洗第一步:首先要对锅炉清洗锅炉的结构、材质和换热方式进行了解。要对不同地区、不同的水质和不同的垢质进行分析和化验,针对不同的材质和不同的垢质,配置不同的化学清洗药剂,制定科学合理的清洗方案。
锅炉清洗最紧要的工作程序第一步:除垢清洗。在清洗槽循环水
内按比例加入配置好的除垢清洗剂,进行锅炉清洗除垢,根据垢量多少确定清洗循环的时间和加入药剂多少,确认全部垢质清洗下来之后转入下一步清洗程序。
第二步:清水清洗。将清洗设备和锅炉连接好后,要用清水循环清洗10分钟,检查系统状态,是 否有泄漏,同时将浮锈清洗掉。
第三步:剥离防腐清洗。按比例在清洗槽循环水内加入表面剥离剂和缓释剂,循环清洗20分钟,使垢质和清洗的各部件的分离,同时对没有结垢的物体表面 进行防腐处理,防止除垢清洗时清洗剂对清洗 部件产生腐蚀。
第四步:钝化镀膜处理。加入钝化镀膜剂,对锅炉清洗系统进行钝化镀膜处理,防治管路和部件腐蚀以及新的锈垢生成。
二、化学清洗步骤和方法
锅炉化学清洗步骤一般按以下顺序进行:
1.水冲洗。水冲洗就是清洗系统在用化学药品清洗前,先用清水冲洗。水冲洗的目的,地新装锅炉来说,是为了除去锅炉内脱落的焊
渣、氧化皮、铁锈和尘埃等;对运行锅炉来说,是为了除去其中被水冲洗掉的沉积物。水冲洗还可以对清洗系统的严密性进行一次检查。
2.碱液清洗。碱液清洗的目的,对新安装锅炉,是为了除去在制造、安装过程中,管内涂覆的防锈剂和附着的抽污;对运行锅炉,是为了除去锅内附着的沉积物、硅化物等,为下一步酸洗创造条件。
(1)?碱洗药品。碱洗使用的化学药品有:碳酸钠、磷酸钠、氢氧化钠以及表面活性剂(如洗衣粉——烷基磺酸盐)等。这些药品,常常是混合使用。一般采用的混合液为:
Na3PO4????????????浓度为0.5~1.0%
NaOh???????????浓度为0.5~1.0%
表面活性剂??????浓度为0.05%
(2)?碱洗方法。碱洗按其清洗方式的不同,分为循环清洗和碱煮。
①?循环清洗。这种方法,就是在清洗系统中先充以除盐水进行循环,同时将除盐水加热到80~100℃,然后连续地、缓慢地向清洗溶液箱内加入已配制好的浓碱液,通过除盐水的不断循环,使碱液流入清洗系统,进行循环清洗。碱液在清洗系统中的循环流速应大于0.3米/秒,循环清洗时间为8~24小时。
②?碱煮。碱煮就是向锅炉加入碱液后,加热升压到10~20公斤/厘米2,并维持此压力4小时,然后进行排污,排污量为额定蒸发量的5~10%。再被水——升压——排污。如此反复进行,直至水中无油为止。碱煮时,当碱液浓度下降到开始浓度的时,应补加药品,使其再达到初始浓度。碱煮完毕后,待碱液温度降至70~80℃时,方可排掉废液。
3.酸洗
(1)?酸洗液的配制。配制酸洗溶液的方法,有以下两种:
①?在酸洗溶液箱内配好所需浓度的酸溶液。此法是将所需的酸和其它药品都加入到酸溶液箱内,用除盐水配制一定浓度的溶液,然后加热到规定温度,再用清洗泵(耐酸泵)送到清洗系统中。
②?边循环边加药。此法是在碱洗和水冲洗完毕后,用清水泵使留存锅炉内的除盐水在清洗系统内循环,并加热到所需温度,然后慢慢地向循环的除盐水中加入缓蚀剂,待循环均匀后,再加入清洗所用的酸。
(2)?酸洗工艺。用盐酸清洗时,初始浓度为5~10%,最高温度为70℃,循环酸洗流速在0.3~1.0米/秒之内,酸洗时间一般为6小时。
柠檬酸酸洗时,初始浓度为2~4%,温度通常控制在90~98℃,循环酸洗流速为0.3~2米/秒的范围内,酸洗时间一般为3~4小时。
氢氟酸酸洗时,初始濃度为1~1.5%,最高温度为60℃,开路酸洗
时酸洗流速应大于0.15米/秒,酸洗时间约为2~3小时。酸洗结束后,废液不能用放空的方法排除,应当用降盐水(或软化水)或氮气顶排,并及时进行清洗,防止酸洗后金属表面腐蚀。排放的废液应进行处理。
4.漂洗
(1)?漂洗的目的。盐酸或柠檬酸酸洗和水冲洗后,再用稀柠檬酸溶液进行一次冲洗,这种冲洗一般称为漂洗。
漂洗的目的,是除去在酸洗和水洗后残留在清洗系统内的铁离子,以及冲洗金属表面可能产生的铁锈。漂洗后的金属表面很清洁。有利于下一步钝化处理。
(2)?漂洗工艺。漂洗时,柠檬酸浓度为0.1~0.2%,也可以在漂洗液中加入若丁(浓度为0.05%)或其他缓蚀剂,用氨水调节pH值为3.5~4.0,溶液温度为70~80℃,循环冲洗时间为1.5~2.0小时。
5.钝化。钝化就是用某些化学药品的水溶液对金属表面进行处理,使金属表面生成防腐蚀的保护膜。目前采用的钝化方法有三种:
(1)?亚硝酸钠法。采用此法钝化时,亚硝酸钠(NaNO3)溶液的浓度为0.5~2.0%,并用氨水将其pH值调节为9~10,温度为60~90℃,清洗时间为6~10小时然后排掉废液,最后用除盐水冲洗,以免残留的亚硝酸钠在运行时引起锅炉腐蚀。这种方法能使钝化后的金属表面,形成致密的、银灰色的保护膜。
(2)?联氨法。此法是用除盐水配成浓度为200~500毫克/升的联氨溶液,用氨调节其pH值为9.5~10左右,温度维持在90~160℃,在清洗系统内循环24~30小时。用这种方法处理后,金属表面通常生成棕红色或棕褐色的保护膜。钝化处理结束后,既可以将液体排掉,也可以将液体保留在设备 中作为防腐剂。
(3)?碱液法。此法是采用1~2%的Na3PO4或Na3PO4与NaOH混合液进行钝化,温度维护在70~90℃,在清洗系统中循环10~12小时,最后用除盐水冲洗,直到排出水的碱度和磷酸根与锅炉运行时所允许的标准相近为止。钝化后的金属表面产生黑色保护膜。这种膜的防腐性能不如前两种,因此,此法一般只用于中、低压汽包炉。
三、清洗后质量要求
1、工业锅炉化学清洗后质量要求
(1)、清洗以碳酸盐或者氧化铁为主的水垢,除垢面积达到原水垢覆盖面积的80%以上,清洗硅酸盐或者硫酸盐为主的水垢,除垢面积达到原水垢覆盖面积的60%以上,必要时可以通过割管检查水冷壁管的除垢效果;
(2)、用腐蚀指示片测定的金属腐蚀速度小于6g/(m2·h),腐蚀总量不大于80g/m2;
(3)、金属表面形成较好的钝化保护膜,不出现明显的二次浮锈,并且无点蚀。
2、电站锅炉化学清洗后市质量要求
清洗后的内部检查和系统恢复按照以下要求进行:
(1)、清洗后应当打开汽包和下联箱的人孔或者手孔、直流炉的启动分离器和集箱手孔等,进行内部检查并且彻底清除沉渣;
(2)、检查监视管,判断清洗效果,必要时,对水冷壁、省煤器等进行割管检查,确定清洗效果;
(3)、检查完毕后,恢复汽包内和系统中拆下的装置和部件,并且撤掉堵头、隔板、节流装置等,使系统恢复清洗前状态。
(4)、被清洗的金属表面清洁,基本上无残留氧化物和焊渣,无镀铜现象,无明显金属粗晶析出的过洗现象。
[关键词]锅炉 化学清洗
中图分类号:TM621.2 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2015)37-0070-01
一、锅炉化学清洗过程
锅炉清洗第一步:首先要对锅炉清洗锅炉的结构、材质和换热方式进行了解。要对不同地区、不同的水质和不同的垢质进行分析和化验,针对不同的材质和不同的垢质,配置不同的化学清洗药剂,制定科学合理的清洗方案。
锅炉清洗最紧要的工作程序第一步:除垢清洗。在清洗槽循环水
内按比例加入配置好的除垢清洗剂,进行锅炉清洗除垢,根据垢量多少确定清洗循环的时间和加入药剂多少,确认全部垢质清洗下来之后转入下一步清洗程序。
第二步:清水清洗。将清洗设备和锅炉连接好后,要用清水循环清洗10分钟,检查系统状态,是 否有泄漏,同时将浮锈清洗掉。
第三步:剥离防腐清洗。按比例在清洗槽循环水内加入表面剥离剂和缓释剂,循环清洗20分钟,使垢质和清洗的各部件的分离,同时对没有结垢的物体表面 进行防腐处理,防止除垢清洗时清洗剂对清洗 部件产生腐蚀。
第四步:钝化镀膜处理。加入钝化镀膜剂,对锅炉清洗系统进行钝化镀膜处理,防治管路和部件腐蚀以及新的锈垢生成。
二、化学清洗步骤和方法
锅炉化学清洗步骤一般按以下顺序进行:
1.水冲洗。水冲洗就是清洗系统在用化学药品清洗前,先用清水冲洗。水冲洗的目的,地新装锅炉来说,是为了除去锅炉内脱落的焊
渣、氧化皮、铁锈和尘埃等;对运行锅炉来说,是为了除去其中被水冲洗掉的沉积物。水冲洗还可以对清洗系统的严密性进行一次检查。
2.碱液清洗。碱液清洗的目的,对新安装锅炉,是为了除去在制造、安装过程中,管内涂覆的防锈剂和附着的抽污;对运行锅炉,是为了除去锅内附着的沉积物、硅化物等,为下一步酸洗创造条件。
(1)?碱洗药品。碱洗使用的化学药品有:碳酸钠、磷酸钠、氢氧化钠以及表面活性剂(如洗衣粉——烷基磺酸盐)等。这些药品,常常是混合使用。一般采用的混合液为:
Na3PO4????????????浓度为0.5~1.0%
NaOh???????????浓度为0.5~1.0%
表面活性剂??????浓度为0.05%
(2)?碱洗方法。碱洗按其清洗方式的不同,分为循环清洗和碱煮。
①?循环清洗。这种方法,就是在清洗系统中先充以除盐水进行循环,同时将除盐水加热到80~100℃,然后连续地、缓慢地向清洗溶液箱内加入已配制好的浓碱液,通过除盐水的不断循环,使碱液流入清洗系统,进行循环清洗。碱液在清洗系统中的循环流速应大于0.3米/秒,循环清洗时间为8~24小时。
②?碱煮。碱煮就是向锅炉加入碱液后,加热升压到10~20公斤/厘米2,并维持此压力4小时,然后进行排污,排污量为额定蒸发量的5~10%。再被水——升压——排污。如此反复进行,直至水中无油为止。碱煮时,当碱液浓度下降到开始浓度的时,应补加药品,使其再达到初始浓度。碱煮完毕后,待碱液温度降至70~80℃时,方可排掉废液。
3.酸洗
(1)?酸洗液的配制。配制酸洗溶液的方法,有以下两种:
①?在酸洗溶液箱内配好所需浓度的酸溶液。此法是将所需的酸和其它药品都加入到酸溶液箱内,用除盐水配制一定浓度的溶液,然后加热到规定温度,再用清洗泵(耐酸泵)送到清洗系统中。
②?边循环边加药。此法是在碱洗和水冲洗完毕后,用清水泵使留存锅炉内的除盐水在清洗系统内循环,并加热到所需温度,然后慢慢地向循环的除盐水中加入缓蚀剂,待循环均匀后,再加入清洗所用的酸。
(2)?酸洗工艺。用盐酸清洗时,初始浓度为5~10%,最高温度为70℃,循环酸洗流速在0.3~1.0米/秒之内,酸洗时间一般为6小时。
柠檬酸酸洗时,初始浓度为2~4%,温度通常控制在90~98℃,循环酸洗流速为0.3~2米/秒的范围内,酸洗时间一般为3~4小时。
氢氟酸酸洗时,初始濃度为1~1.5%,最高温度为60℃,开路酸洗
时酸洗流速应大于0.15米/秒,酸洗时间约为2~3小时。酸洗结束后,废液不能用放空的方法排除,应当用降盐水(或软化水)或氮气顶排,并及时进行清洗,防止酸洗后金属表面腐蚀。排放的废液应进行处理。
4.漂洗
(1)?漂洗的目的。盐酸或柠檬酸酸洗和水冲洗后,再用稀柠檬酸溶液进行一次冲洗,这种冲洗一般称为漂洗。
漂洗的目的,是除去在酸洗和水洗后残留在清洗系统内的铁离子,以及冲洗金属表面可能产生的铁锈。漂洗后的金属表面很清洁。有利于下一步钝化处理。
(2)?漂洗工艺。漂洗时,柠檬酸浓度为0.1~0.2%,也可以在漂洗液中加入若丁(浓度为0.05%)或其他缓蚀剂,用氨水调节pH值为3.5~4.0,溶液温度为70~80℃,循环冲洗时间为1.5~2.0小时。
5.钝化。钝化就是用某些化学药品的水溶液对金属表面进行处理,使金属表面生成防腐蚀的保护膜。目前采用的钝化方法有三种:
(1)?亚硝酸钠法。采用此法钝化时,亚硝酸钠(NaNO3)溶液的浓度为0.5~2.0%,并用氨水将其pH值调节为9~10,温度为60~90℃,清洗时间为6~10小时然后排掉废液,最后用除盐水冲洗,以免残留的亚硝酸钠在运行时引起锅炉腐蚀。这种方法能使钝化后的金属表面,形成致密的、银灰色的保护膜。
(2)?联氨法。此法是用除盐水配成浓度为200~500毫克/升的联氨溶液,用氨调节其pH值为9.5~10左右,温度维持在90~160℃,在清洗系统内循环24~30小时。用这种方法处理后,金属表面通常生成棕红色或棕褐色的保护膜。钝化处理结束后,既可以将液体排掉,也可以将液体保留在设备 中作为防腐剂。
(3)?碱液法。此法是采用1~2%的Na3PO4或Na3PO4与NaOH混合液进行钝化,温度维护在70~90℃,在清洗系统中循环10~12小时,最后用除盐水冲洗,直到排出水的碱度和磷酸根与锅炉运行时所允许的标准相近为止。钝化后的金属表面产生黑色保护膜。这种膜的防腐性能不如前两种,因此,此法一般只用于中、低压汽包炉。
三、清洗后质量要求
1、工业锅炉化学清洗后质量要求
(1)、清洗以碳酸盐或者氧化铁为主的水垢,除垢面积达到原水垢覆盖面积的80%以上,清洗硅酸盐或者硫酸盐为主的水垢,除垢面积达到原水垢覆盖面积的60%以上,必要时可以通过割管检查水冷壁管的除垢效果;
(2)、用腐蚀指示片测定的金属腐蚀速度小于6g/(m2·h),腐蚀总量不大于80g/m2;
(3)、金属表面形成较好的钝化保护膜,不出现明显的二次浮锈,并且无点蚀。
2、电站锅炉化学清洗后市质量要求
清洗后的内部检查和系统恢复按照以下要求进行:
(1)、清洗后应当打开汽包和下联箱的人孔或者手孔、直流炉的启动分离器和集箱手孔等,进行内部检查并且彻底清除沉渣;
(2)、检查监视管,判断清洗效果,必要时,对水冷壁、省煤器等进行割管检查,确定清洗效果;
(3)、检查完毕后,恢复汽包内和系统中拆下的装置和部件,并且撤掉堵头、隔板、节流装置等,使系统恢复清洗前状态。
(4)、被清洗的金属表面清洁,基本上无残留氧化物和焊渣,无镀铜现象,无明显金属粗晶析出的过洗现象。