電廠化學(xué)崗前培訓(xùn)第十章熱力設(shè)備的化學(xué)清洗

1、學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)內(nèi)容n 緒論n第一章 電廠用水概述n第二章 水的預(yù)處理n第三章 水的預(yù)脫鹽（超濾、反滲透）n第四章 鍋爐補(bǔ)給水深度除鹽n第五章 凝結(jié)水精處理n第六章 超臨界機(jī)組熱力設(shè)備腐蝕概述n第七章 熱力設(shè)備的氧腐蝕和酸性腐蝕n第八章 超臨界機(jī)組的水化學(xué)工況n第九章 冷卻水系統(tǒng)的腐蝕與防護(hù)n第十章 熱力設(shè)備的化學(xué)清洗第十章第十章 熱力設(shè)備的化學(xué)清洗熱力設(shè)備的化學(xué)清洗 n第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)清洗的必要性化學(xué)清洗的必要性 n一、新建爐化學(xué)清洗的必要性一、新建爐化學(xué)清洗的必要性 鍋爐在制造、儲(chǔ)運(yùn)和安裝過程中，不可避免地會(huì)形成氧化皮、腐蝕產(chǎn)物及焊渣，并帶入砂子、塵土、水泥和保溫材料碎渣等含硅雜質(zhì)。管道在加

2、工成型時(shí)，有時(shí)使用含硅、銅的冷熱潤濕劑，或在熱彎管時(shí)灌砂，都可能使管道內(nèi)殘留含硅、銅的雜質(zhì)。此外，設(shè)備在出廠時(shí)還可能涂覆有油脂類的防腐劑。鍋爐投運(yùn)時(shí)若不去除這些臟污物，就可能產(chǎn)生下列危害： (1)鍋爐啟動(dòng)時(shí)，汽水品質(zhì)長期不合格，使機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間延長； (2)在鍋爐內(nèi)的水中形成碎片或沉渣，堵塞爐管，破壞正常的汽水流動(dòng)工況； (3)直接妨礙爐管管壁的傳熱或者導(dǎo)致水垢的產(chǎn)生，使?fàn)t管金屬過熱和損壞； (4)促使鍋爐在運(yùn)行中發(fā)生沉積物下腐蝕，以致爐管變薄，甚至發(fā)生穿孔和爆管。n二、運(yùn)行爐化學(xué)清洗的必要性 鍋爐投運(yùn)后，即使有十分完善的給水處理和合理的爐水處理，仍然不可避免地會(huì)有結(jié)垢性物質(zhì)進(jìn)入給水系統(tǒng)，而熱力

3、系統(tǒng)本身也會(huì)產(chǎn)生一定的腐蝕產(chǎn)物。這些雜質(zhì)在爐管內(nèi)形成水垢或附著物，影響爐管的傳熱和水汽流動(dòng)特性，加速爐管的腐蝕和損壞，污染蒸汽，危害機(jī)組正常運(yùn)行。因此，鍋爐運(yùn)行一定時(shí)間后，也有必要進(jìn)行化學(xué)清洗。n三、化學(xué)清洗的范圍三、化學(xué)清洗的范圍n1、新建鍋爐水汽系統(tǒng)分比較臟，清洗范圍較廣：、新建鍋爐水汽系統(tǒng)分比較臟，清洗范圍較廣：n 高壓及以下汽包鍋爐：高壓及以下汽包鍋爐：省煤器、水冷壁和汽包等；n 超高壓及其以上汽包鍋爐：超高壓及其以上汽包鍋爐：除鍋爐本體水系統(tǒng)外，還應(yīng)考慮凝結(jié)水管道、給水管道的化學(xué)清洗以及過熱器的水沖洗；n 新建直流鍋爐：新建直流鍋爐：包括鍋爐全部水汽系統(tǒng)和爐前系統(tǒng)，對(duì)于過熱器，化學(xué)清

4、洗只延伸到低溫對(duì)流過熱器以前為止。一般情況下，過熱器、具有中間再熱機(jī)組的再熱器用蒸汽吹洗。 凝汽器和高低壓加熱器的汽側(cè)及各種疏水管道，用蒸汽吹洗或水沖洗，不進(jìn)行化學(xué)清洗。n2、運(yùn)行鍋爐：、運(yùn)行鍋爐： 無論是汽包鍋爐還是直流鍋爐，只清洗鍋爐本體的水系統(tǒng)。第二節(jié)第二節(jié) 常用的清洗劑和添加劑常用的清洗劑和添加劑 n一、常用的清洗劑 n 1鹽酸 溶解： feo+2hcifecl2+h20 fe2o3+6hcl2fecl3+3h2o fe3o4，可以看作是feo和fe2o3的混合物。 caco3+2hclcacl2+h2o+co2 mgco3mg(oh)2+4hcl2mgcl2+3h2o+co2 剝離：

5、 fe+2hclfecl2+h2 fe+2fecl33fecl2 n鹽酸優(yōu)點(diǎn)：鹽酸優(yōu)點(diǎn)： 清洗能力很強(qiáng)，添加適當(dāng)?shù)木徫g劑，就可非常有效地抑制它對(duì)鍋爐金屬的腐蝕； 價(jià)格便宜，貨源充足，輸送簡便； 清洗操作容易掌握。n鹽酸的缺點(diǎn)和局限性：鹽酸的缺點(diǎn)和局限性： 不適用于有奧氏體不銹鋼的鍋爐結(jié)構(gòu)體系； 清洗后的殘余濃度較高，浪費(fèi)較大； 除銅和硅的能力差。n 當(dāng)附著物中含銅較多時(shí)，應(yīng)考慮添加銅離子絡(luò)合劑或采用特殊的除銅工藝；當(dāng)清洗含硅較多的沉積物時(shí)，在清洗液中往往需要補(bǔ)加氟化物等添加劑。n 氫氟酸與鹽酸相比是弱酸，但低濃度的氫氟酸卻比鹽酸具有更強(qiáng)的溶解氧化鐵的能力。 2fe3+6ffe(fef6) 當(dāng)氫

6、氟酸濃度過大時(shí)，除鐵作用會(huì)降低。n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 通常是采取開路清洗方式，即將清洗液一次性地流過清洗的設(shè)備，所以清洗液與金屬表面的接觸時(shí)間很短，加上酸液的濃度小，溫度較低，而且還可添加適當(dāng)?shù)木徫g劑，所以對(duì)金屬的腐蝕較輕。 可用于清洗由奧氏體鋼等多種鋼材制作的鍋爐部件，而且由于它對(duì)金屬的腐蝕性小，所以清洗時(shí)，可不必拆卸鍋爐水汽系統(tǒng)中的閥門等，從而可簡化清洗的臨時(shí)裝置。 廢液用石灰中和，將陽離子和陰離子以氫氧化鐵和氟化鈣的形式沉淀出來。n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 有毒、腐蝕性大，容易燒傷人體。 貨源不充足，價(jià)格較高。 在檸檬酸溶液中加氨，將溶液的ph調(diào)至3.54.0，檸檬酸與氨生成是檸檬酸單氨，其與鐵離子會(huì)生成

7、易溶的絡(luò)合物可得到較好的清洗效果。 fe3o4+3nh4h2c6h5o7 nh4fec6h5o7+2nh4(fec6h5o7oh)+2h2o fe+nh4h2c6h5o7nh4fec6h5o7+h2n檸檬酸作清洗劑時(shí)的工藝條件： (1)檸檬酸溶液應(yīng)有足夠的濃度，不能小于1，常用24； (2)溫度9098，最低時(shí)不得低于85，且清洗過程中不應(yīng)突然 降低溫度； (3)將清洗液的ph調(diào)控在3.54.0的范圍內(nèi)； (4)清洗流速一般采用0.6m/s，最高可用1.0m/s； (5)在保證清洗效果的條件下，可采用最短的時(shí)間(34h)，一般不 得超過6h； (6) 在清洗結(jié)束后，必須采用熱水或檸檬酸單氨的稀

8、溶液來置換 清洗廢液，而不能將熱的檸檬酸清洗廢液直接放空。 n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 由于鐵離子與它生成易溶的絡(luò)合物，清洗中不會(huì)形成大量的懸浮物和沉渣；它對(duì)金屬基體的侵蝕性小，對(duì)奧氏體不銹鋼安全性高，可采用較高流速。因此，它可用來清洗受熱面大、管徑小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高參數(shù)、大容量機(jī)組的爐本體系統(tǒng)和爐前系統(tǒng)。n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 藥品較貴，除垢能力較鹽酸差，對(duì)銅垢、鈣鎂垢以及硅垢溶解能力較差，清洗過程要求較高的溫度與流速，需要大容量酸洗泵。n edta清洗就是用絡(luò)合作用溶解金屬表面沉積物。 edta是四元弱酸。它本身難溶于水，但當(dāng)羧基上的氫被na+或nh4+取代后，則其水溶性增強(qiáng)。在溶液中，它能與銅鐵和鈣鎂等金屬氧

9、化物反應(yīng)，并形成按1:1的比例進(jìn)行的可溶的穩(wěn)定絡(luò)合物，使沉積物絡(luò)合溶解，具有較強(qiáng)的除鐵垢能力。 edta清洗可分為edta胺鹽和edta鈉鹽兩種工藝。 edta鈉鹽清洗又稱為協(xié)調(diào)edta清洗，其特點(diǎn)是：利用edta絡(luò)合除垢原理，從弱酸性開始洗爐，依靠爐內(nèi)絡(luò)合體系自身的物理化學(xué)變化，隨鐵垢的不斷溶解，清洗液的ph值自動(dòng)升高，最后以鈍化ph值結(jié)束洗爐，從而實(shí)現(xiàn)了除垢和鈍化一步完成。近年來協(xié)調(diào)edta清洗技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。 n影響協(xié)調(diào)影響協(xié)調(diào)edta清洗效果的主要因素：清洗效果的主要因素：n (1)清洗液的edta濃度。協(xié)調(diào)edta清洗，一般濃度為1.5左右。n (2)清洗液的ph值。edt

10、a鈉鹽溶液的ph值在5.35.8的范圍內(nèi)時(shí)，清洗結(jié)束時(shí)溶液的ph值可上升到8.59.5，從而可保證良好的鈍化效果。n (3)清洗液的溫度。常將溫度控制在130140的范圍內(nèi)。n (4)清洗液的流速。edta清洗的流速控制在0.51.0m/s范圍。n (5)緩蝕劑及其他助劑的選擇: 在edta清洗中常用的緩蝕劑和其他助劑主要有烏洛托品、硫脲、n2h4、mbt等單體，以及tsx04、tsx05等復(fù)配物。 除了緩蝕劑之外，為了抑制fe3+和cu2+離子對(duì)金屬基體的腐蝕，以及防止鍍銅現(xiàn)象的發(fā)生，在清洗中還必須根據(jù)實(shí)際情況添加有效地抑制劑和掩蔽劑。n 優(yōu)點(diǎn)： 可同時(shí)實(shí)現(xiàn)除垢和鈍化，從而克服了鹽酸清洗等工

11、藝程序多、工期長、用水量大、排放困難的缺點(diǎn)。n缺點(diǎn)： 藥品價(jià)格高，清洗成本高； 它配藥工作量較大，清洗時(shí)需要100以上的高溫。 5鍋爐設(shè)備起動(dòng)前的加氧蒸汽清洗工藝鍋爐設(shè)備起動(dòng)前的加氧蒸汽清洗工藝 (1)原理：原理：新建鍋爐汽水管道內(nèi)表面上的氧化物主要由熱力學(xué)不穩(wěn)定的低價(jià)氧化鐵(feo)組成，它在適當(dāng)?shù)臏囟认屡c氧發(fā)生反應(yīng)，可轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)鐵的氧化物(fe3o4或fe2o3)。這樣，沉積層的相組成和結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化，其結(jié)構(gòu)堅(jiān)固性被破壞。在一定壓力、溫度的過熱蒸汽以較高流速通過時(shí)，便能將沉積物機(jī)械地除去；另外，在清洗后的金屬表面，由于高溫下氧化劑的作用，會(huì)形成良好的保護(hù)膜。 (2)特點(diǎn)：特點(diǎn)：工藝簡單、無

12、需使用化學(xué)藥劑、除垢與鈍化合一、可形成較穩(wěn)定的鈍化膜。 (3)工藝：工藝：蒸汽吹洗速度5080m/s質(zhì)量流量不低于600kg/(m2s)；蒸汽壓力4mpa，溫度170450；加氧量0.11g/l。 n二、化學(xué)清洗添加劑 在腐蝕介質(zhì)中加入少量某種物質(zhì)就能大大降低金屬的腐蝕速度，這種物質(zhì)稱為緩蝕劑。其緩蝕效果常用緩蝕效率( )來表示 v0和v1分別為未加緩蝕劑時(shí)和加入緩蝕劑后金屬的腐蝕速度。 化學(xué)清洗的緩蝕劑應(yīng)滿足下列要求： (1)有良好的緩蝕性能，必須使腐蝕速度降至8g/(m2h)以下，不發(fā)生明顯的局部腐蝕(如點(diǎn)蝕)，并且有利于防止氫脆； (2)不影響清洗劑的清洗能力； (3)無毒性，使用安全方

13、便，并且清洗廢液排放以后不污染環(huán)境。 清洗液中cu2+離子的濃度較高時(shí)，這些cu2+離子會(huì)與鐵發(fā)生置換反應(yīng)：fe+cu2+fe2+cu，從而導(dǎo)致鋼鐵腐蝕，并在鋼鐵表面析出金屬銅，這就是所謂的鍍銅現(xiàn)象。為了防止鍍銅，可添加銅離子絡(luò)合劑，即掩蔽劑，例如，硫脲、nh3等。n 清洗液中的fe3+會(huì)引起基體金屬的腐蝕：fe+2fe3+ 3fe2+。當(dāng)fe3+超過一定量時(shí)，會(huì)使鋼鐵腐蝕顯著加快，甚至產(chǎn)生點(diǎn)蝕。一般希望fe3+10的聯(lián)氨保護(hù)溶液。 (2)用木塞或特制塑料塞將汽包蒸汽引出管堵塞。若因汽包內(nèi)部裝置焊死，無法進(jìn)行堵塞時(shí)，則應(yīng)考慮嚴(yán)格控制汽包內(nèi)的液位。為此，應(yīng)拆下原有水位計(jì)，并在其管座上安裝臨時(shí)玻璃

14、水位計(jì)來指示液位。同時(shí)，在臨時(shí)水位計(jì)處安裝停止清洗泵的事故按鈕，并將汽包內(nèi)事故放水管改作為臨時(shí)酸液溢流管用。n 8氫氣的排放氫氣的排放 為避免酸洗時(shí)所產(chǎn)生氫氣引起爆炸事故，或者產(chǎn)生氣塞而影響清洗，在清洗系統(tǒng)的最高點(diǎn)及酸箱頂部，都應(yīng)安裝無彎頭、并具有一定管徑的排氫管。n 三、化學(xué)清洗步驟三、化學(xué)清洗步驟n 化學(xué)清洗的一般步驟：沖洗沖洗堿洗堿洗酸洗酸洗漂洗漂洗鈍化鈍化。n 1水沖洗水沖洗 化學(xué)清洗前，先用工業(yè)水對(duì)整個(gè)酸洗系統(tǒng)進(jìn)行大流量沖洗，再用除鹽水沖洗。沖洗掉系統(tǒng)中的沉積物。沖洗流速越大越好。n 2堿洗堿洗 高壓以上鍋爐：采用0.20.5na3po4+0.10.2na2hpo4。 中低壓爐：采用

15、0.51.0naoh+0.51.0na3po4。 為了進(jìn)一步提高堿洗效果還可以同時(shí)加入0.010.1的表面活性劑或除油劑。應(yīng)注意，當(dāng)系統(tǒng)中有奧氏體鋼，不宜采用naoh。 一般是采用邊循環(huán)邊加藥的方式配制溶液。具體作法是：首先是將清洗系統(tǒng)內(nèi)充以除鹽水，并進(jìn)行循環(huán)，同時(shí)將除鹽水加熱到80以上，然后連續(xù)注入事先已配好的濃堿母液。加藥完畢后，使溶液溫度維持在8090，循環(huán)流速在0.3m/s以上，持續(xù)824h，即可排放廢液。 堿洗結(jié)束后，先放盡系統(tǒng)內(nèi)的堿洗廢液，然后用除鹽水沖洗清洗回路至出水ph8.4，水質(zhì)澄清、無顆粒物為止。 n3酸洗酸洗n 鹽酸或檸檬酸清洗時(shí)，鹽酸或檸檬酸清洗時(shí)，采用閉式循環(huán)。在堿洗

16、后，往系統(tǒng)注入適量的除鹽水，維持循環(huán)，并加熱到所需溫度，鹽酸最高溫度為60，檸檬酸通常控制溫度為9098，然后邊循環(huán)邊加入所需的緩蝕劑和濃酸量。加藥后繼續(xù)按擬定的清洗回路進(jìn)行大流量的循環(huán)清洗，并定期倒換清洗回路。酸洗持續(xù)的時(shí)間一般為46h，但實(shí)際上應(yīng)根據(jù)化學(xué)監(jiān)督的結(jié)果來判斷酸洗的終點(diǎn)。n 當(dāng)清洗至酸液中全鐵含量和酸度基本穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)退出監(jiān)視管進(jìn)行檢查。若監(jiān)視管已清洗干凈，再循環(huán)1h左右，即可結(jié)束酸洗。這時(shí)，便可開始用除鹽水頂排廢液，并進(jìn)行水沖洗，沖洗至排出水的電導(dǎo)率50s/cm、ph=3.54.5、全鐵含量95者為優(yōu)良。 (3)根據(jù)腐蝕指示片的失重計(jì)算腐蝕速度腐蝕速度，腐蝕指示片的腐蝕速度應(yīng)低于

17、8g(m2 h)。 (4)清洗后鍋爐啟動(dòng)啟動(dòng)時(shí)的汽水品質(zhì)也是評(píng)定清洗效果的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，其水平值達(dá)到正常運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)所需的時(shí)間越短，則清洗效果越好。n二、廢液的處理n1亞硝酸鈉（亞硝酸鈉（nano2）廢液的處理）廢液的處理n(1)尿素分解法：尿素分解法： 將尿素用鹽酸酸化后，使亞硝酸根轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛ィ簄(2)氯化銨處理法：氯化銨處理法： 將廢液排入廢液處理池，然后加入nh4c1： 實(shí)際氯化銨的加藥量應(yīng)為理論量的34倍，為加快反應(yīng)速度可向廢液池通入加熱蒸汽，使溫度維持在7080。為防止亞硝酸鈉在低ph值下分解造成二次污染，應(yīng)維持ph值在59。另外，此廢液不能與廢酸液排入同一池內(nèi)。n (3)次氯酸鈣處理法：次氯酸鈣處理法： 將nano2排入廢液處理池并加次氯酸鈣： 次氯酸鈣加藥量應(yīng)為亞硝酸鈉的2.6倍。此法可在常溫下通入壓縮空氣進(jìn)行攪拌。 n2聯(lián)氨廢液的處理聯(lián)氨廢液的處理 將聯(lián)氨廢液排入廢液處理池，并加入次氯酸鈉次氯酸鈉后： 監(jiān)測水中殘余氯的含量0.5mg/l時(shí)，即可排放。n