鍋爐化學(xué)清洗的分析和對(duì)策

蘇傳方

摘 要：鍋爐化學(xué)清洗可以有效地清除水垢、鐵銹和腐蝕沉積物等，保證鍋爐的安全性、節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性，保證鍋爐水汽系統(tǒng)中的清潔及運(yùn)行中優(yōu)良的汽水品質(zhì)，也是提高鍋爐熱效率的主要手段，是鍋爐使用過(guò)程中一步很重要的環(huán)節(jié)，也是必不可少的環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：鍋爐；水垢；化學(xué)清洗；分析和對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)：TG172 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

我國(guó)在工業(yè)鍋爐的定期檢驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)鍋爐普遍存在結(jié)垢問(wèn)題，通過(guò)與用戶(hù)的交流，發(fā)現(xiàn)不少用戶(hù)因無(wú)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，處理方法不當(dāng)，使鍋爐在更加惡劣的工況下運(yùn)行。為了達(dá)到除垢的目的，經(jīng)常找來(lái)一些無(wú)資格的單位甚至個(gè)人來(lái)清洗，有些具備清洗資格的單位不認(rèn)真對(duì)待，不制定具體的清洗方案，僅憑以往的經(jīng)驗(yàn)，急于清洗，導(dǎo)致清洗的效果不佳。鍋爐的化學(xué)清洗是一項(xiàng)很重要的環(huán)節(jié)，直接影響到鍋爐的安全運(yùn)行和節(jié)能。清洗單位必須具備相應(yīng)的清洗資格，清洗前必須制定合理的清洗方案。鍋爐的化學(xué)清洗通常是采用酸洗，順序一般為：準(zhǔn)備工作—酸洗—水頂酸沖洗—檢查和清理—漂洗—鈍化—檢驗(yàn)。為了達(dá)到更好的酸洗效果，以下幾點(diǎn)供參考。

1 水垢成分的確定

酸洗前必須先取樣化驗(yàn)，確定水垢成分，制定合理的酸洗工藝，才能體現(xiàn)酸洗的效果和作用，所以取樣化驗(yàn)是酸洗前非常重要的一步，水垢的采樣點(diǎn)也必須重視，應(yīng)采集鍋爐的不同部位具有代表性的水垢樣品進(jìn)行化驗(yàn)和分析，確定水垢類(lèi)別。鍋筒底部的水垢樣品必須采集，因?yàn)樘幱诟邷剌椛鋮^(qū)，容易形成硫酸鹽水垢和硅酸鹽水垢，根據(jù)化驗(yàn)的結(jié)果，確認(rèn)酸的成分和濃度。

2 酸洗

2.1酸洗中的溫度控制：為了加快酸洗的反應(yīng)速度，但又不能使緩蝕劑的緩蝕率有明顯降低，一般在低壓鍋爐酸洗時(shí)的溫度控制在50℃～60℃。一般采用蒸汽加熱或電加熱，條件允許的情況下，采用電加熱更易于控制溫度，嚴(yán)禁采用明火直接加熱的方法。

2.2 分步進(jìn)酸：濃酸所需用量一般是根據(jù)水垢厚度和覆蓋率與鍋爐的水容積來(lái)計(jì)算。鍋爐中水垢厚度是分布不均的，所以只能按照平均厚度來(lái)計(jì)算酸所需用量，計(jì)算值和理論值往往有偏差。當(dāng)按計(jì)算的濃酸用量一次到位時(shí)，在酸洗結(jié)束時(shí)常會(huì)發(fā)現(xiàn)酸液濃度偏高或酸液濃度不足。為了防止以上情況發(fā)生，可備足一定數(shù)量同樣的酸，酸濃度配比一般鹽酸6%～8%，最高不超過(guò)10%，氫氟酸1%～2%，若與鹽酸配用取1%。分步進(jìn)酸這樣既可防止結(jié)束時(shí)酸的濃度過(guò)高而浪費(fèi)并給廢液處理帶來(lái)不便，又可防止酸液不足而影響酸洗效果，再則可以使酸洗開(kāi)始時(shí)酸液濃度不高，反應(yīng)不劇烈而不使泡沫大量外溢引起麻煩。

2.3 進(jìn)氫氟酸：為了有效地清除硅酸鹽水垢，一般采用鹽酸中加入一定比例的氫氟酸進(jìn)行酸洗。鍋爐內(nèi)的水垢種類(lèi)多數(shù)是碳酸鹽水垢，硅酸鹽水垢的情況比較少，受高溫輻射的部位容易形成硅酸鹽水垢。當(dāng)酸洗一開(kāi)始時(shí)就加入氫氟酸，就會(huì)和碳酸鹽水垢反應(yīng)，就很難達(dá)到清除硅酸鹽的效果。氫氟酸在酸洗結(jié)束前兩小時(shí)左右加入，才能真正起到清除的效果，加入的氫氟酸才能起到最大的清除硅酸鹽水垢的作用。

2.4 加緩蝕劑：鍋爐在進(jìn)酸液時(shí)必須同時(shí)加進(jìn)一定濃度的緩蝕劑。個(gè)別單位先進(jìn)酸，一段時(shí)間后再進(jìn)緩蝕劑，理由認(rèn)為鍋爐有水垢覆蓋，開(kāi)始酸洗時(shí)緩蝕劑作用不大，反而會(huì)影響酸洗效果，而忽視了水垢覆蓋的不均勻性以及酸液在作用時(shí)要滲入金屬壁引起鍋爐腐蝕的情況。另外還要注意一點(diǎn)，對(duì)緩蝕劑使用前測(cè)定，選擇合理的緩蝕劑，消除因緩蝕劑失效而造成的鍋爐酸洗當(dāng)中不必要的金屬腐蝕。

2.5酸洗終點(diǎn)判斷：（1）酸濃度趨于穩(wěn)定，間隔二次酸濃度變化小于0.2%，（2）檢查鍋筒內(nèi)狀況，基本無(wú)氣泡溢出3Fe2+濃度上升到一個(gè)穩(wěn)定值，F(xiàn)e3+濃度上升到最高峰，并趨于下降。同時(shí)滿(mǎn)足這3點(diǎn)要求時(shí)可結(jié)束循環(huán)酸洗，這時(shí)酸與水垢的反應(yīng)已結(jié)束。個(gè)別單位會(huì)很馬虎地說(shuō)時(shí)間差不多了，可以結(jié)束了，接著就先把酸液放掉，然后檢查除垢情況，來(lái)判斷酸洗是否結(jié)束，后發(fā)現(xiàn)酸洗未達(dá)要求時(shí)，再進(jìn)行第二次短暫的酸洗，這樣會(huì)對(duì)鍋爐產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。剛剛酸洗后，水垢與氧化鐵除掉后使金屬暴露出來(lái)，這就是活化鐵，酸液放掉后活化鐵就暴露在空氣中，有水有氧的情況下活化鐵馬上產(chǎn)生鐵銹。二次進(jìn)酸后又把剛生成的鐵銹去除掉，也就是說(shuō)把鍋爐的金屬壁腐蝕掉一層，酸洗結(jié)束后，在鍋爐的檢查中，發(fā)現(xiàn)二次進(jìn)酸的鍋爐有減薄的現(xiàn)象。

3 水頂酸沖洗

利用鍋爐給水泵把軟化水打入鍋筒，在鍋爐滿(mǎn)水情況下排擠酸液，通過(guò)排污系統(tǒng)排到中和池內(nèi)進(jìn)行沖洗，至排出液的pH為4.5～5為止。向循環(huán)箱內(nèi)加NaOH，按酸洗系統(tǒng)打循環(huán)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)水pH值達(dá)到7以上，把系統(tǒng)水排掉。為了提高沖洗效果，應(yīng)盡可能地提高沖洗流速，要盡可能縮短沖洗時(shí)間，以防酸洗后的金屬表面生銹。

4 檢查和清理

酸洗結(jié)束后需打開(kāi)人孔、頭孔、手孔等檢查孔，清理鍋筒、集裝箱底部堆積物，檢查各管路是否暢通，逐根沖洗受熱面管、下降管和排污管等，必須全部清理干凈。如有不暢通管盡量進(jìn)行疏通，疏通后還是不暢通的管應(yīng)做好相應(yīng)的記錄，通知用戶(hù)進(jìn)行更換處理。

5 漂洗

漂洗是完成酸洗和水頂酸沖洗后，用漂洗劑（一般為檸檬酸）溶液進(jìn)行一次沖洗，主要目的是去除酸洗和水頂酸沖洗后殘留在金屬壁上鐵銹和清洗系統(tǒng)中鐵離子，使金屬表面更有金屬光澤，有利于鈍化處理。漂洗工藝的要求：漂洗時(shí)檸檬酸的溶度為0.2%～0.3%，在漂洗溶液中加入適量的緩蝕劑溶度為0.2%～0.3%，用氨水調(diào)節(jié)PH3.5～4，溶液溫度80℃～90℃，循環(huán)沖洗時(shí)間一般為1.5h～3h。要求每30min化驗(yàn)一次酸度、Fe3+、pH值，觀察數(shù)值的變化。漂洗對(duì)于低壓鍋爐化學(xué)清洗而言，并不是必須的步驟，看酸洗和水頂酸沖洗后視具體情況而定，如果金屬壁上存在多處鐵銹情況或用戶(hù)和工藝有要求的，鈍化處理前應(yīng)該進(jìn)行漂洗。

6 鈍化

為了防止金屬壁產(chǎn)生腐蝕，必須進(jìn)行鈍化處理，低壓鍋爐常用的鈍化劑為NaOH與Na3PO4的混合液，加1%～2% Na3PO4用NaOH來(lái)調(diào)整溶液的PH值在10～12，在70℃～90℃下鈍化10h～12h。有些清洗單位鈍化工藝不太合理，往往不能形成理想的鈍化膜，經(jīng)分析，有些清洗單位在鍋爐酸洗結(jié)束后不是采用清水頂出廢液或采用漂洗來(lái)清除殘留酸液（這樣可以不使活化鐵暴露在空氣中），而是把酸液放盡后用清水直接沖洗掉爐內(nèi)殘留酸液，這樣使活化鐵在酸液放掉后馬上就暴露在空氣中，很快就形成鐵銹，故按以上工藝進(jìn)行鈍化就不能形成良好的鈍化膜，要除去鐵銹并形成很好的鈍化膜可采用帶壓（壓力取鍋爐的額定工作壓力的二分之一左右）鈍化的方法，這樣就可以形成良好的鈍化膜。

7 酸洗后檢驗(yàn)

7.1除垢率的檢查，打開(kāi)檢查孔目視檢查除垢情況，必要時(shí)可以通過(guò)割管檢查受熱面管的除垢情況。除垢率是一個(gè)估數(shù)，要從各個(gè)部位的除垢情況來(lái)綜合衡量，必須達(dá)到《低壓鍋爐化學(xué)清洗規(guī)則》的要求。

7.2 腐蝕試片的檢查，檢查試片外觀，稱(chēng)重并計(jì)算腐蝕速度與腐蝕總量，應(yīng)符合《低壓鍋爐化學(xué)清洗規(guī)則》的要求。

7.3通水檢查，檢查鍋爐的管路暢通情況。

7.4鈍化膜的檢查，目視檢查鍋爐金屬表面是否形成良好的保護(hù)膜，不可出現(xiàn)明顯的二次浮銹和點(diǎn)蝕。

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