淺談工業鍋爐化學清洗在企業中的應用

余光豐

摘要:以化學清洗的方式進行工業鍋爐除垢,既能保證鍋爐設備的安全運行,又符合國家節能減排的政策。

關鍵詞:工業鍋爐 化學 清洗

中圖分類號:TM621文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)03-0135-01

隨著中國經濟的發展,鍋爐在企業中的運用越來越廣泛,鍋爐的使用同時也帶來了由于鍋爐水質處理不當而引發的結垢問題,尤其是在水質不良地區或者采用不恰當水處理方法的企業,這些問題尤為突出。采用化學清洗的方法,除去鍋爐水冷壁管、其他受熱面管道及熱交換器夾套水側內壁上所沉積的水垢,既可以保證鍋爐或熱交換設備的安全運行、延長使用壽命,又能為企業節約大量能源,同時也符合國家的節能減排政策。

1化學清洗的定義

時企業節約大量能源,很多企業都會在實際生產中遇到各種形式的化學清洗問題。鍋爐或熱交換器除垢,通常有化學清洗和物理清洗兩種手段,化學清洗是利用某些化學藥劑的水溶液將金屬管壁上各種垢類沉積物,以化學反應的方式,使它們溶解下來,并在其金屬表面形成一層保護膜。而物理除垢通常是人工通管、刀刮鏟鑿,或者采用帶有刀頭的鉆管機進行強行清管。實踐證明,化學清洗是除垢的最經濟科學的方法,而物理除垢往往徒勞無功,嚴重的還會使管壁受損變薄變形,影響設備安全使用。

2化學清洗在企業工業鍋爐中的應用

2.1清洗碳酸鹽水垢

碳酸鹽水垢,也稱鈣鎂水垢,易在鍋爐水循環較慢和溫度較低的部位形成,如鍋爐預熱器、省煤器、給水管道以及冷卻水通道和冷卻塔中,一般熱水鍋爐結垢的大多是這種。碳酸鹽水垢遇稀鹽酸時,可以大部分溶解并生成大量的泡,且溶液內所剩的殘渣很少。

2.2清洗硫酸鹽水垢

硫酸鹽水垢是以硫酸鈣為主要成分的水垢,常沉積在鍋爐內溫度高、蒸發量最大的蒸發面上,通常是白色或黃白色,特別堅硬致密,手感滑膩。

還有硅酸鹽水垢,其成分絕大部分是鋁鐵的硅酸化合物,一般是灰白色的堅硬水垢,常常勻整的覆蓋在熱負荷很高或水循環不良的爐管內壁上,如水冷管壁。這種水垢在稀鹽酸中很難溶。

此外,還有以碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽以及鐵鋁氧化物等混合組成的混合垢,很難分出哪種是主要成分。另外還有呈黑色的油垢,多結生在鍋爐溫度最高的部位。這種垢加酸不溶,難于清除,危害甚大。

3企業工業鍋爐化學清洗的工藝過程和條件

以最常見的鹽酸清除碳酸鹽水垢為例,對工業鍋爐的化學清洗工藝過程進行簡單的討論。

工業鍋爐的化學清洗通常采用清洗系統內清洗液動態循環的模式。鍋爐的化學清洗一般步驟為:清洗前的準備、水沖洗、堿煮、酸洗和鈍化。

①清洗前的準備。化學清洗應選擇有清洗資質的隊伍進行,清洗前應選擇適當的清洗工藝,制定好清洗方案,必要時還要對鍋爐內部管路進行適當截留,以保證結垢段管路清洗液流速大致相同。

②水沖洗。除去鍋爐運行中產生的部分可被沖刷掉的沉積物,同時還可以檢驗該清洗系統是否有滲漏。水沖洗至排水清澈透明即可。

③堿煮。堿煮是指在鍋爐內加堿液后,升溫進行煮燒,其目的是使金屬和氧化物電位改變,為酸洗創造條件。堿煮的藥品主要是氫氧化鈉和磷酸三鈉,通常是混合配比使用。堿煮期間在維持壓力和排氣量為額定蒸發量5%-10%的條件下,維持12-14小時,視污垢量可適當延長時間,當藥劑濃度下降到一半時,應適當補加到開始濃度。

④酸洗。預備一個大容量的耐酸水箱,將清洗用的所有藥品都加入其中。配置成一定濃度的溶液,并用適當方法加熱到一定程度,然后用耐酸型清洗泵將清洗液灌注入清洗系統中進行循環清洗。在配制過程中,應嚴格控制清洗液的濃度,并在酸液中加入適量的緩蝕劑,清洗過程中嚴格控制溫度和流速。無論浸泡或循環,都要取樣測定濃度、含鐵量,以決定酸洗的終點。酸洗結束后,要避免放空,因為空氣進入鍋爐內會發生嚴重的腐蝕,酸洗結束后,立即用軟化水(或除鹽水)排擠廢酸,即以水頂酸。同時進行沖洗,盡可能提高沖洗流速,盡量縮短沖洗時間,以防酸洗后的金屬表面重新生銹。

⑤鈍化。酸洗后的金屬表面極易受到腐蝕,因此,應立即進行鈍化處理,一般采用氫氧化鈉和磷酸三鈉的混合溶液,從鍋爐下部打入原有清洗系統中,并且循環10-12小時,一方面將酸洗時殘留在循環回路中的酸液中和掉,另一方面促使金屬表面形成黑色保護膜。鈍化結束后,用軟化或者除鹽水沖洗干凈。

總之,工業鍋爐的化學清洗,可以說是企業在日常工作中隨時會觸及的一個問題,解決好這個難題,是鍋爐設備繼續安全運行的保障。做好日常工作,盡量避免鍋爐結垢,結垢后及時采取正確的化學清洗方式,是節能減排政策的最好響應。

參考文獻:

[1] 郝景泰,于萍,周英.工業鍋爐水處理技術[M].氣象出版社,2007.

[2] 勞動部教材辦公室.工業鍋爐水質處理[M].中國勞動出版社,1997.