锅炉化学清洗介质的选择

2019-03-11 19:03:00 zixun
锅炉化学清洗介质的选择 锅炉化学清洗的主要目的是阻止沉积物下腐蚀和局部过热的发生, 它是保证 锅炉安全、正常运行的必要措施之一另外,锅炉化学 A 洗对节能也有着重大的意 义。然而,在锅炉化学清洗工艺中,采用的清洗介质基本都是酸性介质,即使添 加了缓蚀剂, 对锅炉设备或多或少还有腐蚀 L 对清洗介质的选择是制定锅炉化学 清洗方案的核心内容。事实上钊对某具体的锅炉的清洗,清洗介质的选择又是多 项的,显然在多个清洗介质中只有一种是最佳的 下面就电站锅炉的情况,对化学清洗介质的选择作一论述 1 影响化学清洗介质选择的因素 影响选用清洗介质的因素有垢的化学组成、锅炉的类型和结构、安全、环保以及 清洗成本等。 1.1 垢的化学组成 在锅炉的正常运行期间, 给水管和水冷壁水侧的碳钢表面上沉积了薄薄一层 磁性氧化铁,它的好处是阻止 r 金属的进一步腐蚀然而,随着时间的推移,这些 沉积物逐渐增厚,最终会导致沉积物卜腐蚀和阻碍传热等这时,锅炉的正常运行 就受到了威胁锅炉结垢积盐的过热蠕胀的敏感性是随着锅炉的参数提高而提高 的 3MPa 锅炉在水垢厚度超过 4mm 时引起蠕胀爆管,10MPa 锅炉垢厚超过 2mm 可 引起蠕胀爆管,15MPa 锅炉 lmm 厚即能引起过热蠕胀爆管,18MPa 锅炉只需超过 0.5mm 厚就能造成过热蠕胀爆管。 在许多锅炉中,尤其是在具有很好的水处理化学控制和监测方案的锅炉中, 管内沉积物的主要成分是氧化铁、铜和氧化铜以及少量的镍、铬和锌等. 凝汽器的泄漏和其他因素会产生另外的沉积物, 其主要成分是坚固的盐和氧化硅 他们中大多数的溶解度随着温度的升高而下降针对这样的垢, 在选择清洗介质的 时候要格外注意。 影响清洗剂的选择和清洗工序的确定的另一个主要因素是沉积物的多层性 多层沉积物一般是由氧化铁和氧化铜组成。 1.2 锅炉的类型和结构 锅炉的类型也影响着清洗介质的选择我国电站锅炉主要有汽包炉和直流炉 两种,汽包炉的水系统和蒸汽系统是分开的一般情况下,其过热系统不参与清洗 ‘相比较而言,它的清洗方案更为简单在清洗锅炉汽包、水冷壁和省煤器时,往 往采用半汽包清洗工艺虽然汽包炉化学清洗时采用满水位清洗对清洗操作和清 洗效果有较好的保证,但要根据实际情况而定. 直流炉与汽包炉在结构上的明显差别就是没有汽包这样, 直流炉在清洗的时 候过热器和再热器也要参与由于过热器和再热器的管子是山高等级不锈钢制成, 也就限制了对清洗介质的选用,特别是不能选用盐酸. 1.3 其他影响因素 还有一些因素也影响着对锅炉化学清洗介质的选择,即清洗成本、安全和废 液处理等在众多的清洗介质中盐酸的清洗成本最低,而 EDTA(乙二胺四乙酸)和 柠檬酸的清洗成本较高盐酸是一种强酸, 对令属和水泥均有强烈的腐蚀作用盐酸 又是一种挥发性酸 HCL 气体对人体有伤害作用。在使用盐酸清洗的时候,安全问 题十分重要。 废液处理也影响着清洗介质的选用清洗废液的处理费用一般占整个清洗费 用的 1/3 甚至更高山于成本问题,在某些清洗实践中,一部分清洗废液的处理往 往流于形式。 2 主要清洗介质 迄今为比,常用的锅炉清洗介质有盐酸、EDTA(乙二胺四乙酸)、柠檬酸、甲 酸和经基乙酸的棍合酸等。 2.1 盐酸 盐酸一直是锅炉清洗的首选用清洗介质。清洗液中,HCL 的浓度通常在 5% 一 10%之间,温度为 50 一 650C 之间。视沉积物的量,有时常温清洗,效果也不 错口盐酸清洗工艺一般分为静态浸泡和强制循环两种。 清洗时间通常在 4h 左右, 但总的盐酸清洗液的接触时间不可超过 10h 强制循环的盐酸清洗工艺在国内比 较常见盐酸是强酸, 与垢的反应速度快, 故盐酸清洗中也常常用到静态浸泡工艺。 浸泡清洗时,每隔 1 小时需要强制循环几分钟,使清洗液中酸浓度分布均匀。在 浸泡清洗中,采用氮气鼓泡清洗土艺对于碳酸盐、磷酸盐和铁铜混杂的垢的清除 有较好的效果。 如果垢中含有硅酸盐成分,可以添加 0.25% 一 1%的氟化氢铵(NH4F - HF) 作为助溶剂来清除。如果垢中铜含量低于 0.3%,可以加人 2%的硫脲进行去除; 若铜含量过高,则需要溴酸铵(NH4BrO4)或过硫酸铵[(NH4)2S2O8],浓度在 1% 一 3%之间,与盐酸协作,进行分步清洗 2.2 EDTA EDTA 的清洗机理是络合反应与垢水解反应的综合过程由于 EDTA 无毒,便于 排放,对设备的腐蚀较容易控制,近几年在国内采用 EDTA 清洗电站锅炉的实例 越来越多。国内多采用 EDTA 或 EDTA 二钠盐作为清洗介质,一般清洗液的浓度在 8%-10%,温度 135 一 1409C。一般情况下,清洗液的初始 pH 值在 5.5 一 5.7,国外 多采用 EDTA 四铵盐作为清洗介质[7]。其典型的 EDTA 清洗液的 pH 值在 9 一 9.5 之间, 浓度 5%,温度 135T,循环清洗。 除垢的时间在 12 一 36h 之间, 清洗过程中, ED1'A 的浓度不应低于 0.4%。 采用 EDTA 清洗的优势很明显,但是其清洗费用要比盐酸清洗高出很多,且 清洗时间长。 2.3 柠檬酸 柠檬酸与 EDTA 一样,也是一种络合剂。担其络合性要比 EDTA 差常用与新建 锅炉的给水系统和过热器、再热器的清洗,也可用于运转锅炉的过热器超温水蒸 气氧化腐蚀产物的清洗。 在柠檬酸清洗中,以柠檬酸单铵的形式进行清洗的较为多见这时的 pH 值应 控制在 3.5.温度为 95℃以卜国外有采用柠檬酸二铵进行清洗除垢的报道[7]其 中提到当清洗液的 pH 值为 5 一 6, 加热温度在 115 一 135℃之问时有很好的表现。 2.4 甲酸 羟基乙酸混合酸 甲酸/羟基乙酸混合酸 甲酸和羟基乙酸均为强有机酸,它们的混酸在国外较为常见,对于于已严重 结垢并且大面积产生晶间腐蚀的亚临界参数的锅炉来说,使用 EDTA 和柠檬酸清 洗的除垢率都无法达到 90%以上,而采用盐酸又会加重晶间腐蚀,这时可以考虑 采用甲酸/羟基乙酸的混酸清洗[1]另外, 国外对直流炉的清洗多采用该混酸替代 盐酸作为清洗介质。 混酸清洗的典型清洗液的初始浓度为甲酸 1%羟基乙酸 2%,最佳清洗溢度范 围为 80 一 950C ,循环清洗根据垢的厚度,经试验可以适当提高酸的浓度 3 结语 综上所述锅炉化学清洗介质的选择是一项复杂的工作在确定清洗介质的时候, 须 要仔细分析垢的组成,针对不同锅炉类型和不同清洗介质的特点,结合其他诸如 清洗成本、废液处理等因素,通过试验比较,才能选择种适合特定锅炉情况的最 佳清洗介质。
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