火力发电厂锅炉化学清洗技术

火力发电厂锅炉化学清洗技术

摘要：综述了火电厂锅炉化学清洗技术的化学清洗方式，药剂选择，钝化技术，废液处理，清洗监测和清洗效果评价等内容，对全面了解锅炉化学清洗技术在火电厂的应用具有参考价值..

关键词：锅炉化学清洗

锅炉是一种应用广泛的动力设备。在使用过程中，由于工作介质的质量、腐蚀等因素，锅炉受热面的结垢是不可避免的。锅炉结垢危害严重。有鉴于此，会降低热效率，增加燃料消耗，造成能源浪费，增加污染。严重时会造成设备损坏事故，影响正常生产，造成巨大经济损失。为了减少其危害，国内外广泛采用化学清洗法。但随着锅炉容量的增加，压力由高压、超高压、亚临界上升到超临界，结构复杂，所用材料的性能也在提高，结垢成分也在变化。这些都增加了锅炉化学清洗的难度，不利于提高锅炉化学清洗的效果。随着锅炉化学清洗技术的迅速发展，迫切需要满足不同容量、不同结构、不同材质、不同结垢成分锅炉的清洗配方和清洗方法的要求。本文对火电厂锅炉的化学清洗方法、化学选择、钝化工艺、废液处理、清洗监测及清洗效果评价进行了综述，对全面了解化学清洗技术在火电厂的应用具有参考价值。

1、清洗方式

1.1离线清洗常用于离线清洗，又称停车清洗。该方法技术成熟，使用时间长，使用范围广，除垢效果好，但最大的问题是锅炉必须关闭，影响正常生产，安装复杂的临时系统，消耗大量药剂和除盐水，增加了清洗成本和设备的不安全隐患效益。

1.2为解决锅炉离线清洗问题，锅炉在线化学清洗技术发展迅速，从研究阶段发展到实际应用阶段，改变了系统清洗必须停产的影响，清洗的腐蚀问题将不再困扰，理想化的清洗方式开始成为现实。所谓锅炉在线化学清洗又称不停清洗或带负荷清洗，是使用除垢效果强的清洗剂，在设备运行或不停止生产时，有效去除设备管道中的各种水垢(如水垢、氧化铁、混合水垢等)。).锅炉的在线清洗不影响锅炉的运行，比停机清洗更经济，特别是在核电站、海军舰船和火力发电厂的应用中，可以发挥在线清洗技术的作用。在火电行业，在线清洗技术已应用于基础设施锅炉和运行锅炉的清洗。锅炉在线化学清洗提供了一种要求连续生产锅炉除垢的方法，具有许多优点，但锅炉规模不宜过高，锅炉厚度应小于3mm，清洗期间锅炉排放量较大。

2、药剂选择

根据其中所述的锅炉，炉子可以被选择作为清洗HF的一个开放的基础设施，也可以是盐酸，硫酸的状态下选择2.1离线清洗的清洗剂，等等。洗涤无机酸，EDTA，氨基磺酸，乙醇酸，柠檬酸和其它有机酸的洗涤剂组分所选的换算，可以使用碳酸盐水垢单独的HCl，EDTA，氨基磺酸，乙醇酸或乙醇酸和柠檬酸洗涤的混合物;开放硅酸盐水垢清洗HCl或HF可用;硫酸盐水垢用的HC，氨基磺酸，乙醇酸或乙醇酸和柠檬酸的混合物;溶解的铁共同的HCl，H 2 SO 4，氨基磺酸，乙醇酸，柠檬酸，EDTA和其它清洗;混合结垢水垢成分待分析，通过合适的制剂筛选实验清洗，以确保清洁效果;商品型复合制剂也应通过实验确定和相关参数的量，以确保清洗效果。

2.2在线清洗剂应满足安全、高效、低成本的要求。目前常用的在线清洗剂主要有单组分剂、复合络合剂和商品清洗剂。

2.2.1典型的商用清洗剂有“清洗”、“自动除垢清洗”等。 它们是聚合物缩合物，具有溶垢、级腐蚀和钝化三种功能。 当温度低于350 °c 时，不会挥发，也不会被蒸汽带出锅炉。 即使清洗过程中产生的蒸汽用于蒸饭和洗澡，也不会与清洗前有什么不同。 当温度大于350 °c 时，化学品会分解失效，水温≥350 °c 的锅炉不宜使用。 对腐蚀速率≤0.003 g / (m2b)的低合金钢和3 # 钢，除鳞速率≥6% 的普通碳酸盐垢，除鳞速率≥93% 的特殊硅酸盐垢，除鳞速率≥95% 的特殊憎水垢，金属氧化物除垢率≥9% ，采用“自动除鳞”技术。

2.2.2具有代表性的复合络合剂由乙二胺四乙酸(EDTA)和氨基三乙酸(NTA)组成，它们主要由缓蚀剂和启动子组成。复合配合物剂与铁、铜、钙、镁、锌、铝等离子体形成稳定的络合物，易于污水去除。·在处理炉水时，钢表面形成的钝化膜致密，膜的防腐性能优于磷酸盐工作条件。参考文献d]由界面活性剂、渗透剂、剥离剂、分散剂、表面与负载清洗剂一起开发。

2.2.3区分单组单组洗剂洗剂区分乙二胺四乙酸(EDTA)，通过EDTA EDTA除垢目的优良络合性能和洗涤断期间的清洗剂中的一种表示，EDTA洗涤系统安装拆卸工作量等缺点，是目前比较线清洗剂EDTA EDTA具有易溶于水，钙和镁的公共比例，铜和铁等钠盐或铵盐的金属离子的络合强具有良好的除污。在实际使用中，常施加到低压锅炉的其钠盐的清洗。当一个较低的压力，当温度超过140度低的温度，EDTA的钠盐和铵盐是在稳态如EDTA的二钠盐作为例子，当与二价金属离子，pH值，生成氢氧化钠的溶液L高，三钠盐产生，和三价金属离子络合反应;同时，将溶液的pH升高至8以上，钝化之前锅炉的金属所提到的，因为规模决定的性质必须能够确定小规模清洁组合物，清洁剂，腐蚀抑制剂，以合理的各种添加剂，如铜，除了硫脲使用不应超过1.5%的最高含量，或白色沉淀，影响铜的添加的效果，并减少清洁速率。常规的清洁方法步骤中，由于它的许多步骤，因为效果差并发临时系统的药物的消耗，长时间，还没有使用时，化合物式除鳞 - 钝化步骤完成时，现在被应用。

2.3钝化剂是指锅炉除垢后在金属表面产生保护膜的药剂。目前，广泛使用的钝化剂如纳米2、N2H、H2O2-丙酮肟和磷酸盐，要求具有优异的钝化质量，不腐蚀设备，工艺简单，易于达到所需的条件，且对环境无污染，由于废物排放。各种钝化剂的主要钝化工艺参数如下。

2.3.1 nano. 利用亚硝酸钠氧化制备的钝化剂，成分为 fe3o4，膜层致密性好，钢灰色，耐蚀性好，成本适中，缺点是亚硝酸盐是一种致癌物质，废液污染严重，其进一步的应用受到解毒处理的限制。

2.3.2N2H也是常用的钝化剂，其膜的主要成分为Fe3O4，呈棕红色或棕褐色，膜质量好，成本低。缺点是肼是致癌物，废液排放被污染，必须进行解毒处理，钝化时间较长。

2.3.3磷酸进程都与一个磷酸盐或聚磷酸盐和氢氧化钠钝化剂]磷酸铁薄膜的与高温〖80-95的活性金属表面上形成)℃，黑色，中等成本的混合物，小残基的做酸废液和清洁系统可以废气排放，易于处理;缺点是膜质量差，耐腐蚀性好，用于钝化中小型锅炉。

2.3.4edta该方法利用EDTA除鳞后pH升高的特点实现钝化，完成一步除鳞钝化。本实用新型的特点是用同一种药剂一步完成除垢和钝化。操作简单，施工周期短，钝化剂可回收，漆膜呈褐色，废水排放污染小。缺点是成本高，回收EDTA所需硫酸消耗量大，配药复杂(需考虑结垢量和成分)，除硅效果差。

2.3.5 h2o2方法利用氧化钝化形成保护膜。 胶卷质量好，呈灰白色。 废液无污染，成本较低，钝化温度为(40ー50 °c)。

2.3.6丙氧肟是一种新型脱氧剂，利用其强还原性能进行钝化处理。该方法的膜良好，呈棕红色或棕色，其毒性仅为肼的1/1。不足之处是钝化温度高，废液色度高，排放污染，应进行处理。

3、钝化方式

3.1步骤的过程中的方式常用锅炉酸洗，漂洗，然后钝化。该液体和该液体漂白剂如权利要求钝化之间更好的凝聚力。洗涤，以防止活性金属表面暴露于空气中后，造成二次锈的产生影响钝化膜的质量。与此相反，过程控制复杂，多个临时设备，水耗，繁琐的操作，废白溶液，增加了成本，持续时间长。然而，广泛使用的，成熟的技术，如亚硝酸钠，N 2 H 4，H 2 O 2，丙酮肟使用此方法的过程中是钝化钝化溶液为酸洗涤，钝化除鳞步骤。 EDTA是一种用于由药物本身的特性来确定的药剂，清洁以P执行可以从初始5.2增加至5.6(用EDTA钠的不同比率来确定)8.0-9.5实现钝化。短的持续时间的过程中，不消耗漂白溶液，几乎没有临时设备，小型水耗，操作简单，并可以被回收，但价格昂贵EDTA，约80%的回收率，因为用盐酸基本清洁的价格相当发达一个廉价，污染少排放钝化能够恢复剂，具有现实意义。

3.3半步工艺是将漂白液和钝化液结合成一个整体，比一步工艺少，但比一步工艺好，其优点介于二者之间。如果用磷酸冲洗，可以通过调节pH值来实现钝化。这种方法常用于建筑窑炉的化学清洗。

4、废液处理

4.1根据清洗废液的特点，对清洗废液进行经济有效的处理，使其达到国家工业污水排放标准。 锅炉清洗废液是酸洗废液和钝化废液的总称，这些废液是从新建的锅炉清洗和定期清洗锅炉的火力发电厂中排出的。 清洗废液排放时间短，污染物浓度高，变化大，对环境的直接排放影响大。 酸洗废液主要含有游离酸(如盐酸、氢氟酸、 edta 和柠檬酸)、缓蚀剂、钝化剂(如磷酸钠、肼、丙酮肟和亚硝酸钠)以及大量溶解物(如 fe、 cu、 ca 和 mg 盐)。 常用的处理方法有石灰混凝沉淀法、焚烧法、化学氯化法、粉煤灰吸附法和生物法等。 采用好氧曝气-活性炭生物膜法处理柠檬酸清洗后丙酮肟钝化废水，效果良好。

(1)炉内焚烧：在炉内高温条件下，有机物分解成二氧化碳和水蒸气，废水中的重金属被氧化成不溶于水的金属氧化物颗粒。某电厂进行了锅炉柠檬酸废液焚烧试验，柠檬酸在燃烧过程中基本完全分解，灰渣水中COD仅略有升高..方法安全可靠..

(2)化学氧化分解法：在酸洗废液，加入过量的氧化剂(例如，HO，纳索，(NH)SO)，氧化降解的COD，也有利于金属离子的沉淀。 HO文献可盐酸洗涤废物炉COD值从1000mg / L的降低到100mg / L的或更低，加入氧化剂，然后后处理(NH)大二搅拌2H，COD值将降低至10mg / L到。

(3) 吸附法：用活性炭或粉煤灰吸附法去除废水中的COD。粉煤灰是火力发电厂的废弃物，具有粒径小、比表面积大、吸附、中和、沉降、混凝等特性，且与废弃物处理相比，处理成本也较低，具有良好的应用前景。COD和Fe、Cu等金属盐的去除率分别达到88%和9%。采用粉煤灰除灰系统处理锅炉酸洗废液的方法在某电厂进行了多次试验和应用，取得了良好的效果。废酸液从灰场排出，水质没有恶化，灰水碱度略有降低，pH值由11.16降至10.3。

(4)化学处理法(cecp 法) : 采用混凝沉淀法和 ph 调节法。 据报道，当 ph 值为10ー12时，可用石灰处理从废液中除去铁和铜，铁和铜的浓度可低于标准排放质量浓度(mg / d)。

(5)活性污泥法：利用微生物降解有机物分解，降解一部分有机物，分解成二氧化碳和水等无机物，一部分有机物作为微生物代谢营养物质，从而去除废水中的有机物。据报道，柠檬酸洗涤废水与电厂生活污水合并处理，COD和BOD的去除率可达90%以上

4.2自钝化废液或废水含有毒物质钝化，不符合排放标准或COD，它必须排放标准之前进行处理。

5、清洗监控和清洗效果评价清洗监控

5.1工艺条件在选择合理的清洗配方的前提下,清洁过程被确定为满足所要求的条件，如浓度，温度和流动清洁剂的速率，等等。清洗剂浓度过低，清洁速率;过高，导致洗掉，而且也浪费了，需要适当的，例如盐酸，4%-7%，EDTA2%-10%，FH1%1.5%，温度低，冲击的清洁效果;过高，增加腐蚀。不同的药物，不同温度下的选择。通常无机酸(40-70)℃，柠檬酸(90-98)℃，EDTA(120-140)℃为宜。在低流速下，冲击式除鳞效果：过高，增加了腐蚀循环净化率不低于0.2米/ S，开清洁是0.15M / s，最大不应超过1米/秒以上。

5.2清洗过程的控制对于保证清洗效果非常重要。在实际应用中，临时系统设计，安装满足要求，操作，控制等按确定的方案实施，认真细致地做好保洁工作组织，人员培训资料准备等工作..在不能满足方案要求的情况下，为了保证清洗效果，必须采取措施进行改进，以保证清洗的顺利实施..对于结构特殊的锅炉，在设计清洗系统时应考虑清洗液流动的均匀性，以防止短路或不清洗的情况发生。用水泵提供循环清洗电源，保证水泵出力满足要求..两相流清洗技术系统简单，无清洗泵，持续时间短，效果好，是传统循环清洗方法的替代方案..

5.3除垢要点在常见的几种锅炉垢中,铁垢比较好除,更好除了溶解的铁，将不重复;除去铜秤除了使用除硫脲，这取决于清洗过程中，它可以是1.3%-1.5%消除氨铜的NH2H2O方法;如果较高比例的铜含量，使用EDTA洗涤，需要对铜去除处理，EDTA2%，80℃时，NHH2O调pH(8.8±0.1)，时间1.5小时。对于硅垢，由于与氟硅六氟化硅发生反应的形成，使之与HF硅垢残渣没有清洗，用HC，0.4%可以加入氟化钠或0.2%NHF清洁，改进的去除二氧化硅垢效果洗涤时;锌，铝组分的比例由于残余的氧化皮的含量低，但往往存在，主要是由于形式锌铝和难以清洗过程中去除可能残留在一次清洗用EDTA，而需要其与清洁质量分数之前加入盐酸10%，而腐蚀速率下降到做的工作。

5.2评价指标锅炉化学清洗过程包括除垢、冲洗、钝化、运行等阶段，各阶段评价指标不同，分别说明。

5.2.1除垢及漂洗阶段

(1)除垢率：表示清洗剂除垢能力的指标以百分比表示。值越大，效果越好.

(2)腐蚀速率：表示设备在清洗过程中的腐蚀程度，单位为xxxg/(m2·h)或mm/a，火电厂锅炉化学清洗指导原则设定为10g/(m2·h)，越小越好。

(3)腐蚀量：指金属的每当金属与化学品和设备的水溶液待清洁腐蚀或线接触的单位面积，单位为g /μm表示的质量。

5.2.2钝化效果在钝化阶段的质量一般描述钝化膜的颜色和膜质量的密度。为了评价钝化效果，可用CSO和溶液时间作为定量评价指标。滴液时间的长短反映了膜的耐蚀性，不同点滴液时间的差异反映了膜的均匀性和致密性，也可以用湿热箱法或极化曲线法观察。

5.2.3在运行阶段，该阶段是对清洗效果的一般检查，一般用文字定性描述，可以用水和蒸汽质量合格的时间长度来表示。水汽质量合格的时间越短，清洗效果越好。

5.3清洗时，应放置有刻度的具有代表性的水冷壁管作为监测管，并测量清洗前后管的重量和表面积。锅炉壁内的监测管更有利于观察除垢效果，其代表性优于清洗泵。

5.3.2在实际应用中主要发生指示被提供给监视器管段腐蚀或清洁片的腐蚀速率，通过计算结束时获得的评价要被清洁，但不能及时数据腐蚀和腐蚀条件。使用腐蚀效率是及时的仪器来学习，在清洗，便于清洁显示器的每一个瞬间腐蚀速率指导工作。的电化学测量技术的方法，常规的锅炉的化学清洗腐蚀优惠券腐蚀速率测量可以更换，并以弥补不足腐蚀优惠券片测量，该清洁过程可以找到的腐蚀速率，腐蚀并采取适当的处理方法。

5.3.3腐蚀量是评价整个化学清洗过程总腐蚀程度的指标。它是通过指示器清洗前后的质量变化与试件总面积的比值来计算的。

5.3.4钝化膜的建立是化学清洗工程中的重中之重。钝化膜的质量直接影响化学清洗的最终评价和防腐效果。如何判断钝化膜的质量是一个有待解决的问题。一般情况下，在钝化过程中设置监测管，检查钝化膜的形成情况。采用滴液法测定监测管或采样管清洗后的滴液时间，得到钝化膜质量评价数据。在锅炉运行初期监测蒸汽中的氢含量，可以了解锅炉的钝化状态和水长钝化膜的形成。积累的数据表明，在锅炉清洗和投入运行后5天内，蒸汽的氢含量可以在正常运行中稳定，这表明锅炉的钝化效果是令人满意的，并能在短时间内转变成永久氧化膜。目前，测试钝化膜质量的方法主要有CuSO4法、热箱观察法和极化曲线法。

5.3.4.1CmSO4滴溶法2用兰变红还原成Cu色。这种变化的持续时间可以作为测试钝化膜的质量指标。试液配方：0.4%Cu0440m：10%NaCl120mL：0.md/LHCl5mL混合。当检查膜时，将制备好的溶液滴在被测膜表面，观察颜色变化。从兰变红开始的时间越长，膜的耐蚀性越强;不同点的变色时间差越小，表明薄膜更加均匀。该方法简单实用，可充分测试并应用于膜。

5.3.4.2热箱的方法是观察到在一定条件下，时间去锈发生指标对于检查点：较长的时间越长，耐腐蚀性，钝化膜的质量越好。条件是温度(90±2)℃，16小时;如果温度(30±2)℃，它8h的时间。该方法并不复杂，但很长一段时间，并已观察到的专用设备。

5.3.4.3极化曲线法本方法利用电化学原理测试极化曲线，以检验薄膜质量。以试样为一电极，甘汞为另一电极，浸泡在0.025g/l NaCl、0.057g/lna2o4和0.164g/lna2co3溶液中，测量极化曲线的方法复杂，需要专用设备，投资高，技术强，主要用于缓蚀剂的选择和清洗工艺。

5.3.5锅炉应在清洗后投入运行，及时增加排污量，调整锅炉水、给水，添加化学品，使锅炉质量在尽可能短的时间内达到合格。 以此时间作为锅炉清洗效果的评价指标。

5.4为了能够对锅炉化学清洗的整体质量进行评价，建议设置定量评价指标和定性评价项目，在锅炉清洗质量总体评价中设置优秀，合格，不合格等次。各级定量评价指标给出的推荐评价值。

6、结束语

文中所述的定性评价方法根据视觉检查的结果主要是评价。清洗方面，显示，清洗之后应该是干净和基本上不含残留的氧化物和炉渣;腐蚀方面，粗金属现象没有显著沉淀，无铜，固定阀装置，仪器的无损伤的现象;钝化方面，为了形成良好的钝化膜，无二次锈和点蚀。