锅炉结垢化学清洗处理

2019-02-23 18:14:54

   锅炉结垢化学清洗处理

                     

锅炉受热面结垢的危害主要有:

1 由于垢的热阻很大,使受热面传热效果下降,结果使锅炉排烟温度升高,热效率下降。

2 使受热面金属壁温升高,严重时会引起承压部件鼓包、变形、超温爆管。

3 管内结垢,使有效流通截面积减小,工质流动阻力增大,有碍水循环的正常进行,某些脱落的水垢沉积下来,还会造成局部堵塞或流通不畅。

4 上述三项危害,最后会导致锅炉出力下降,使用寿命缩短,经济性明显变坏。

                        蒸汽锅炉化学清洗

磷酸盐等难溶水垢效果不是非常理想。由于酸洗技术操作不当会使锅炉遭受严重   1、蒸汽锅炉的停炉清洗:

   酸洗主要使用于碳酸盐水垢的清除,其原理是用强腐蚀性的盐酸或硝酸和碳酸盐反应,生成可溶性盐并放出CO2以达到除垢目的:

  为防止酸对金属的腐蚀,在酸洗过程中加有缓蚀剂以减缓对金属腐蚀,将腐蚀速度控制在6g/m2.h以下,我公司利用先进的缓腐剂,一般情况下可将其控制在2g/m2.h左右。酸洗对清除碳酸盐水垢效果非常明显,但对硫酸盐、硅酸盐及的腐蚀损伤甚至报废,因此,国家规定从事酸洗的操作人员要经过严格的技术培训,并取得省级技术监督部门颁发的资格证书方可从事酸洗。所以选者一家有清洗证书的正规清洗单位也是十分重要的。

   2、碱煮加酸洗:

  对于难溶垢的清洗,传统工艺为在高温下通过碱煮,转化为酸溶性碳酸盐,再用酸洗除去。本公司研制出一套完整的硫酸盐清洗工艺,效果相当明显。

蒸汽锅炉的清洗可分为停车清洗和不停车清洗

择有经过认证过的药剂,不要用一般公司自己内部研究出来没有任何保证的  3、蒸汽锅炉不停车清洗:

  利用运行除垢剂进行运行清洗:

  停车须停炉清洗,对于生产任务忙的企业,会影响生产进度。    但是清洗费用较不停车清洗低很多,而且见效快,对设备不会重复,多次腐蚀。

  不停车清洗技术对锅炉的各类水垢,特别是对难溶垢具有一定的清洗能力。由于其清洗时不改变锅炉水的运行状态。也不改变生产工艺的正常运行参数,故可不停车在生产过程中进行清洗。该工艺使用方法简单,但是,常年的费用较高,是停车清洗的10倍左右。现在市场上的不停车清洗剂,大多数都是在磷含量上超标,难以达到国家环保标准!本公司提醒客户,要选择这种清洗药剂,最好选非法药剂!

  在不停车清洗过程中,主要的问题还在于,在不停车药剂的运行过程中,会有较大的垢,直接从锅炉内壁脱落,严重的条件下会堵住排污和水冷壁管,运行不停车药剂时排污的次数要比正常多很多,这样也影响操作,增加成本!

二、常用锅炉清洗药剂 

1.碱洗剂 

清洗锅炉使用的碱主要是磷酸三钠,有时也配合加入适量的氢氧化钠和碳酸钠,但碱性一般不应太强,为增加除油效果适当加入低泡型表面活性剂润湿剂如OP—15(烷基酚聚氧乙烯醚) 碱洗有三个作用:

(1)除去污垢中的油脂性憎水物质。新安装锅炉在制造和保管过程中带进的油脂,要在使用前用碱液清洗,这种工艺叫碱煮炉,利用碱对油脂的皂化作用把.它清除掉。

(2)使污垢中难溶于酸的硫酸钙、硅酸钙转化为能溶于酸的物质,以便在后续的酸洗过程中被清除。

(3)使垢变得疏松易被清除。在碱处理过程中污垢发生化学转化,由坚硬牢固的致密状:态转化为疏松易被润湿状态,从而易被除去。

但碱洗并不是每台锅炉清洗时必须采取的步骤,如果锅炉污垢易被酸溶解,表面润湿状态也好不进行碱洗直接酸洗也是可以的。但对含有坚硬铁垢或含硅垢,碱洗往往是不可缺少的。

2.酸洗剂 

   酸洗是清除锅炉锈垢和水垢的关键步骤是整个清洗工艺的核心。使用的酸洗剂包括盐酸、硝酸、氢氟酸等无机酸和氨基磺酸、柠檬酸、乙酸、甲酸、羟基乙酸等有机酸,这些酸的性能特点在第八章中已详细介绍,在此只做一简单的叙述。

(1)盐酸 是清洗锅炉最常用的酸,与其他酸洗剂相比它有几个突出的优点。溶垢      能力强每lkg 5%盐酸能溶解铁垢(Fe304)39.6g,是每lkg 3%柠檬酸铵的5倍,是每1kg 3%磷酸的40倍。1L 5%盐酸能溶解碳酸钙水垢70g,也是其他无机酸达不到的。而且反应生成的盐都易溶于水,不存在生成难溶性盐影响清洗效果的问题。盐酸工业来源十分广泛而且价格便宜,具有经济实用的特点。使用盐酸有安全可靠工艺简单的特点,除了对金属有一定腐蚀性外并无其他危害,产生的废液只需中和酸度便于处理不会造成环境污染。所以盐酸常作为锅炉酸洗的首选药剂,盐酸的缺点是会使不锈钢材料的设备发生小孔腐蚀,因此不适合用于清洗不锈钢基质的锅炉。

(2)硝酸 是一种很好的酸洗剂,硝酸盐均易溶于水而且硝酸对钢铁有钝化作用,对不:锈钢无腐蚀致脆作用,所以在不宜使用盐酸的场合时常用它做酸溶除垢剂。 

(3)氨基磺酸 是较稳定的固体,所以有贮存运输使用方便的优点。氨基磺酸易溶于水,组成中含有氨基对钢铁有一定缓蚀作用,因此对金属的腐蚀性比盐酸刀、耐蚀能力弱的材料可用氨基磺酸代替盐酸清洗。一种锅炉酸洗剂的配方示于表28—4 

注:烷基醇酰胺有防止锅炉炉体被腐蚀的作用以及润湿作用。 

(4)醋酸 醋酸是一种弱有机酸,适合用于已有严重腐蚀尤其已有晶间腐蚀的设备清洗,醋酸盐均易溶于水,不会因生成难溶盐而影响清洗。 

(5)羟基乙酸(又称羟基醋酸、乙醇酸) 羟基乙酸是良好的有机弱酸溶垢剂,组成中含有羟基使它的酸性及清洗力比醋酸强,且无产生脆性腐蚀的倾向,用它对已有严重晶间腐蚀的亚临界参数锅炉更换有腐蚀的水冷壁管后进行清洗可制止晶间腐蚀的发展。晶间腐蚀是金属局部腐蚀的一种,是沿着金属晶粒间的分界面向内部扩展的一种腐蚀。主要是由于晶粒表面与内部间化学成分的差异以及晶界杂质或内应力的存在造成的。晶间腐蚀破坏晶粒间的结合,大大降低金属的机械强度而且往往金属表面仍是完好的,但已不能承受敲击所以是一种危害很大的腐蚀。

1、椐科学测算,锅炉内壁每结一毫米的水垢,就白白烧掉8%的煤炭.

目前广泛采用的传统习惯的锅炉燃煤方式,还是按照锅炉水垢结到一定程度以后才进行清洗和维护.甚至水垢结到4—5毫米厚,发生爆管现象才进行清洗,在这个结垢过程中,不知有多少煤炭不知不觉被浪费掉,锅炉也受到不同程度的损坏,而目前普遍人们现在认为这是正常的锅炉燃烧方式,     水垢的性质因水垢的种类而异,对锅炉工作影响大的是水垢的导热系数及硬度等物理性质,水垢的导热系数是表示水垢传导热量多少快慢的系数,直接影响锅炉的传热效果和金属壁温,影响锅炉的安全性和经济性;水垢的硬度是指水垢的坚硬程度,关系着锅炉结垢后是否易于清除,清除水垢是否需要花费较高的代价,是否损坏锅炉,对锅炉的安全经济运行也有重要影响。

常见水垢的导热系数和坚硬程度表:

水垢种类            碳酸盐     硫酸盐水垢 硅酸盐垢

导热系数λW/m•k 0.585.82 0.582.33 0.060.23 0.12 坚硬程度 随析出场所而异 坚硬密实

普通碳钢在常温下的导热系数为46.5 W/m•k,各种水垢的导热系数小意味着水垢层传热性能差,传热阻力大。因而结垢对锅炉工作的危害是:

一、浪费燃料,降低锅炉的热效率

由传热学所知,通过固体壁面传热量的多少取决于:

1、壁面两边的温度差

   壁面两边的温度差越大,传热量就越大。由火焰通过金属壁面向水蒸汽。传热时,火焰温度越高,水和蒸汽的温度越低,壁面两边的温差越大,传递的热量越多。

2、传热壁面面积的大小

壁面面积越大,传递热量越多,壁面面积越小,传递热量越少。

3、导热系数与壁厚的比值

   壁面导热系数截面越大,壁厚越小,其比值就越大,相应地传递热量就越多;壁面导热系数越小,壁厚越大,其比值越小,相应的传热量就越少。

当锅炉受热面结垢时,本来通过金属壁面传递热量变成了金属层和垢层两层壁传递热量,此时传热面积变化不大,如果壁面两边的温差也变化不大的话,由于垢层导热系数非常小,传热壁面加厚,使得阻力,大大增加,传热量明显降低。即使垢层仅有1mm厚即会明显地降低产气量,增高排烟温度,造成能源浪费。

在沉积水垢的情况下,为了保持原有的蒸发量和蒸汽(热水)参数,就得多烧燃料以提高火焰和烟气温度,这部分多投入的燃料就是因结垢而造成的燃料损失。据粗略估算,受热面结1mm水垢,热效率下降5%,锅炉浪费燃料8%

二、提高结垢部位金属壁的温度

   金属结垢后就会过热,金属会出现蠕伸、变型、鼓包,严重时发生过热暴管。

水垢层是位于金属壁面和受热介质水气之间的,由于水垢层导热系数小,有显著的隔热作用,结垢后大幅度提高金属壁面的温度。据估算,对蒸发受热面,沉积水垢的炉胆常会过热塌陷,沉积水垢的受热锅壳(锅筒)常会过热鼓包,沉积水垢的受热面管子则常会过热暴管。

三、影响介质流动

   蒸发受热面管子结垢后,由于吸热量减少,流通截面减少,流动阻力增大,对锅炉的循环造成不利的影响。结垢严重的时甚至堵塞管子,影响介质流动,无法清除时只好将锅炉报废。

四、造成经济浪费

   沉积水垢即使有法清除,但需要大量的人力、物力、财力,造成经济浪费,垢对金属的改变,影响寿命引发锅炉爆炸事件。 在众多的生活供暖系统、给水温度、回水温度及散热面积均符合国家规定标准,五、影响系统散热

诸多的原因是系统管路结垢影响了流量,或者是散热器结垢阻碍了散热。  


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