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清洗知识

简要介绍工业锅炉清洗的必要性

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2021/1/26     浏览次数:    
由于锅炉运行时间较长,不可避免地会出现结垢、锈蚀等问题,造成锅炉结垢的主要原因是给水带硬质成分,经过高温、高压不断蒸发浓缩后,在炉膛内会发生一系列物理、化学反应,最终在受热面形成坚硬、致密的结垢。水垢是锅炉“百害之首”,是锅炉事故发生的主要原因,其危害主要有:

浪费大量燃料:由于水垢的热导率仅为钢铁材料的几十分之一,因此当水垢被加热到表面时,就会阻碍传热,为了维持锅炉一定的出力,必须提高火侧的温度,从而导致向外辐射和排烟造成热量损失。根据锅炉工作压力不同,水垢的种类和厚度不同,燃油消耗量也不同,通过试验和计算,得出水垢厚度与燃油消耗量之比为:当水垢厚度(S)≥1毫米,燃油消耗量为5~13%;当2毫米,燃油消耗量为13~18%;当3毫米,燃油消耗量为18~26%。


容易使钢板、管子因过热而烧坏:由于锅炉结垢后,又要维持一定的工作压力和蒸发量,只能提高火侧温度,但水垢越厚,热导率越低,火侧温度越高。一般情况下,锅炉火侧温度约为900℃,水侧温度约为190℃。无垢钢板的温度约为230℃,一旦结垢1mm左右,与无垢钢板相比,温度提高约140℃。在温度为315℃时,20#钢板的各项可塑性指标开始下降,达到450℃时,钢板发生过热蠕动变形。因此锅炉结垢很容易使金属烧损。


增加维修费用,缩短使用寿命:锅炉因水垢引起的事故约占全部锅炉事故的三分之一,仍呈上升趋势,不仅造成设备损坏,而且危及人身安全。所以,在给水合格的情况下,锅炉运行时应严格控制锅内用水符合国家标准;在运行中要防止水垢产生,并且要对水垢进行及时的处理,要彻底防止和清除锅炉炉膛内的水垢,并控制水质。为了解决上述问题,目前最科学的方法是在锅炉运行中对锅炉综合性能好、药效全面的运行维护和定期清洗除垢。


根据锅炉工作压力不同,水垢的种类和厚度不同,燃油消耗量也不同,通过试验和计算,得出水垢厚度与燃油消耗量之比为:当水垢厚度(S)≥1毫米,燃油消耗量为5~13%;当2毫米,燃油消耗量为13~18%;当3毫米,燃油消耗量为18~26%。易使钢板、管道因过热而烧损:由于锅炉结垢后,又要维持一定的工作压力和蒸发量,只能提高火侧温度,但水垢越厚,热传导系数越低,火侧温度就越高。水垢是锅炉“百害之首”,是导致锅炉事故的主要原因,其危害主要表现在:燃料浪费大:由于水垢的导热率仅为钢铁材料的几倍,因此当水垢被加热后,传热就会受阻,为了保持锅炉的正常工作,必须提高炉体温度,从而向外辐射和排出烟气,造成热量损失。


一般情况下,锅炉火侧温度约为900℃,水侧温度约为190℃。无垢钢板的温度约为230℃,一旦结垢1mm左右,与无垢钢板相比,温度提高约140℃。在温度为315℃时,20#钢板的各项可塑性指标开始下降,达到450℃时,钢板发生过热蠕动变形。因此锅炉结垢很容易使金属烧损。加大维修费用,降低使用寿命:锅炉水垢事故占锅炉事故总数的约三分之一,仍呈上升趋势,不仅造成设备损坏,而且危及人身安全。所以,在给水合格的情况下,锅炉运行时应严格控制锅内用水符合国家标准;在运行中要防止水垢产生,并且要对水垢进行及时的处理,要彻底防止和清除锅炉炉膛内的水垢,并控制水质。为了解决上述问题,目前最科学的方法是在锅炉运行中对锅炉综合性能好、药效全面的运行维护和定期清洗除垢。


一.工业锅炉清洗前的准备


(1)清洗前详细了解锅炉的结构和材料,检查锅炉内部,确定清洗方法,制定安全措施。如果锅炉有泄漏、堵塞等缺陷,应提前采取有效措施进行处理。


(2)清洗前必须确定水垢类别。应从锅炉的不同部位抽取有代表性的水垢样本进行分析。水垢类别的识别方法见附件1“水垢类别的识别方法”,对于额定压力大于1.5Mpa的锅炉,需要对样品水垢进行定性分析..


(3)清洗前,根据锅炉的实际情况,清洗方案必须由专业人员制定,并经技术负责人批准。清洁方案应包括以下内容:

①锅炉用户名称、锅炉型号、注册号、使用寿命和上次清洗时间等。
②锅炉是否有缺陷:
③锅炉结构和腐蚀状况,包括水垢分布、厚度(或沉积量)、水垢分析结果和设备状况。


(4)清洗范围和清洗方式。

⑤根据“清洗工艺小试”、锅炉结构、锅炉材质及结垢量、清洗系统,确定清洗剂、缓蚀剂、钝化剂等助剂的浓度和用量,以及清洗温度、时间等工艺条件;
⑥化学清洗系统图:
⑦清洗所需的节流、隔离和保护措施;
⑧清洁过程中需要监控和记录的项目;
⑨清洗废液的清除和处理;

⑩清洗后或残留水垢的清洗,清洗质量验收条件;锅炉化学清洗应严格执行清洗方案。如遇特殊情况,需改变清洗方案时,应由原批准的技术负责人签字同意。


(5)清洗前,应重新检查化学清洗药物,如原液的纯度和所选缓蚀剂的缓蚀效率,并根据技术和安全措施的要求准备好设备和材料。


二、工业锅炉化学清洗工艺及验收要求


1.工业锅炉是指为工业生产或生活提供蒸汽和热水的锅炉,一般指额定工作压力≤2.5MPa的锅炉。


2.化学清洗条件的确定:工业锅炉的化学清洗包括碱洗或酸洗。锅炉产生水垢或铁锈时,应及时清洗,但酸洗方法应符合下列条件之一,每台锅炉的酸洗间隔不应少于两年。


(1)锅炉受热面积垢80X10-2以上,平均积垢厚度达到或超过下列值;对于没有过热器的锅炉:lmm。;带过热器的锅炉:0.5mm;热水锅炉:lmm。


(2)锅炉受热面腐蚀严重。


3.清洗系统:工业锅炉只采用碱洗,一般不需要循环系统。使用酸洗时,应采用循环和静态浸泡相结合的方法。


4.化学清洗过程

(1)运行锅炉的化学清洗过程包括碱沸转化、水洗、酸洗后水洗、漂洗、钝化等各个阶段,其中碱沸转化和漂洗可根据具体情况避免。
(2)化学清洗前,应清除锅内积聚的沉淀物和污垢。如果有堵塞的管道,尽量提前清除。
(3)对于以硫酸盐为主的水垢,应进行碱煮改造,要求如下:
(1)根据水垢的厚度和成分,将溶解在溶液中的碳酸钠和磷酸三钠的混合溶液加入锅炉,使锅炉水中试剂浓度均匀达到na2co3:(0.3-0.6)X10-2na3po412h202(0.5-1.0)X10-2(相当于P043-浓度1250-2500mg/l)。
②缓慢增加锅炉压力,在5小时内将锅炉压力升至额定工作压力的一半,维持36-48小时。如果结垢严重,碱煮的转化时间应适当延长。
(3)沸腾时间应定期取样分析。当锅炉水碱度低于45mmol/L,P043-浓度低于1000mg/L时,应适当加入碳酸钠和磷酸三钠。
(4)碱沸转化后,应将碱液排干,用水冲洗至出水PH值小于9。


(5)酸洗控制要求如下:

(1)酸洗液浓度:HCI或硝酸(4-8)%,用盐酸洗涤,加入氟化物添加剂:hfl%;或者氟化钠(5-8)‰。腌制时间为6-8小时。
②酸洗后阶段,应按以下几点确定酸洗终点,并及时停止酸洗。
A.酸浓度趋于稳定:30分钟后两个分析结果的绝对差值小于0.2*10-2。
B.铁离子浓度趋于平衡。


(6)酸洗后,锅内的酸洗废液应迅速用清水喷出。如果冲洗水量不足,也可以边排酸边供水(排酸速率不大于供水速率),冲洗后期加入适量碱液中和酸。用水顶酸或脱酸中和水冲洗,直至流出物的酸碱度大于或等于4.5。


(7)酸洗后必须中和钝化,防止金属腐蚀。钝化一般采用以下方法:水洗后,在系统循环下,加入Na3PO4.10H2O使其浓度达到(1-2)%,加入NaOH调节PH值,PH值应控制在11-12。通常,可以采用压力低于工作压力的钝化。当锅内钝化液浓度均匀时,关闭循环系统,然后点燃锅炉,缓慢升压至额定工作压力的一半左右。额定工作压力≥1.6MP、额定蒸发量≥10t/h的锅炉,酸洗后应按电站锅炉的要求进行冲洗钝化。


5.残垢处理:中和后,必须打开所有检查孔,手动清理锅内松散的残垢和沉淀物,防止水垢脱落后堵塞管道。


6.清洁过程中的化学监控:

(1)碱煮过程:每隔4小时(接近终点时每隔1小时)测量一次碱洗液的PH值、总碱度和PO43-浓度。
(2)酸洗过程:开始时每30分钟(酸洗中间阶段每1小时)测量一次酸洗液中的酸浓度。当Fe3-和Fe2-的浓度接近终点时,分析时间应缩短。
(3)中和脱酸水洗涤过程中,后期每15分钟测量一次出口的PH值。
(4)钝化过程:每3-4小时测定一次钝化液的酸碱度和PO43浓度。


上述项目的测定方法见附件7《清洗过程的化学监测和分析方法》


7、清洗质量验收要求:

(1)除垢率:
①清洗以碳酸盐为主的水垢,除垢面积应达到原水垢覆盖面积的80%。
②清理硅酸盐或硫酸盐垢,除垢面积应达到原垢覆盖面积的609%。如果除垢率低于上述规定,或锅炉主受热面仍覆盖有难以清理的水垢,停炉前应将锅炉运输一个月左右,脱落后的残渣和残留水垢用人工清理。
(2)锅炉清洗后的表面应形成良好的钝化保护膜,金属表面不应有二次浮锈和点蚀。
(3)腐蚀指示器测得的金属腐蚀速率平均值应小于6g/m2.h,腐蚀总量小于72g/m2。
(4)锅内所有水冷壁管和对流管应保持畅通。如果管子在清洗前堵塞,清洗仍不能顺利进行,应由有资质的单位进行修复。


三,对于不同的水垢和金属材料,应选择合适的酸洗剂和助溶剂,工业锅炉清洗剂一般选择如下:

(1)盐酸一般用于清洗碳酸盐垢。
(2)硅酸盐垢可以通过在盐酸中加入氢氟酸或氟化物来清洗。
(3)硫酸盐垢或硫酸盐与硅酸盐混合的垢,应事先用碱煮沸,然后用盐酸或含氟盐酸清洗。
(4)氧化铁垢可以通过在盐酸或硝酸中加入氟化物来清洗。
(5)对于电站锅炉,当一次氧化皮中铜含量较高(CuO>5×10-2)时,应采取措施防止金属表面镀铜,一般可选用盐酸、氟化物、硫脲等清洗助剂。
(6)清洗奥氏体钢时,不应使用盐酸作为清洗剂。一般可用氢氟酸、EDTA、柠檬酸、甲酸、醋酸等有机混合酸作为清洗剂清洗含铬材料的锅炉部件。
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