鍋爐水垢的去除方法

鍋爐一旦結了水垢、污垢，不但會降低熱效率，給系統(tǒng)的安全、正常運行帶來隱患，還會使水處理劑無法及時到達金屬表面而失效，加速金屬腐蝕的速度。因此，及時去除各類水垢是保障安全和設備壽命的重要前提！那么哪種方法能去除水垢呢？下面由工神鍋爐技術人員介紹介紹下鍋爐水垢的化學清洗方法。

一、鍋爐化學清洗的要求

1、新建鍋爐的化學清洗

1）對蒸汽壓力在5.9MPa以上的汽包爐，必須進行啟動前的鍋爐化學清洗。對容量在200MW以上機組的凝結水及高、低壓給水管道，應進行化學清洗。

2）對蒸汽壓力在12.7MPa及以上鍋爐，應進行過熱器蒸汽吹管或化學清洗。

3）對過熱器進行整體化學清洗時，必須防止垂直蛇形管發(fā)生汽塞、氧化鐵沉積和奧氏鋼腐蝕的措施。

4）對再熱器，除銹蝕嚴重外，不再進行化學清洗，可采取蒸汽吹管。

2、運行鍋爐的化學清洗

對于運行鍋爐的化學清洗，要在停爐期間進行，通常是結合機組檢修時間加以安排。

化學清洗時間應根據(jù)沉積物量及運行年限確定。當鍋爐水冷壁內(nèi)沉積物量達到表1中數(shù)值（洗垢法，向火側(cè)180°）或鍋爐化學清洗時間間隔達到表中規(guī)定時，應對鍋爐進行化學清洗。

3、鍋爐清洗質(zhì)量

鍋爐及其熱力系統(tǒng)化學清洗的質(zhì)量應達到如下要求：

（1）被清洗金屬表面清潔，基本無殘留氧化物、焊渣及其他雜物。

（2）無明顯金屬初晶析出的過洗現(xiàn)象，無二次浮銹，無點蝕；腐蝕指示片無點蝕，平均腐蝕速率應小于8g/（m2h），腐蝕總量應小于80g/m2；不應有鍍銅現(xiàn)象并應形成良好的鈍化保護膜。

為了達到上述要求，故鍋爐化學清洗通常包括堿洗（堿煮）、酸洗、漂洗及鈍化工藝。

二、鍋爐化學清洗方法

鍋爐化學清洗方法的范圍與要求，隨鍋爐機組參數(shù)、鍋爐狀態(tài)是新爐還是運行爐，采取清洗劑及工藝的不同而要采取不同的清洗方法。

由于新爐各部位都可能較臟，清洗的范圍除鍋爐本體的水汽系統(tǒng)外，還應包括清洗過熱器及爐前系統(tǒng)。也就是從凝結水泵出口，經(jīng)由除氧器，直至省煤器的全部水管道。而省煤器、水冷壁及汽包則屬于鍋爐本體水汽系統(tǒng)。

如果是運行中鍋爐化學清洗，一般僅限于鍋爐本體水汽系統(tǒng)。

新爐化學清洗屬于機組分部試運的工作，由安裝單位負責。長期以來，由于清洗對象為電廠主要設備，范圍大、工序多，有的清洗工藝如EDTA清洗，還需要鍋爐點火，涉及面很廣，故歷來受到各方面的重視。

新建鍋爐在投運前清洗質(zhì)量，直接關系到鍋爐的安全經(jīng)濟運行，而且還有助于改善啟動時的水汽質(zhì)量，使之能大大縮短新機啟動到正常水汽品質(zhì)的時間，同時也有助于鍋爐投入正常運行后水汽質(zhì)量保持合格穩(wěn)定。

現(xiàn)在可選用的清洗劑有鹽酸、氫氟酸、檸檬酸、EDTA等，在國內(nèi)都有許多次實踐，積累了豐富的經(jīng)驗，屬于成熟工藝。關鍵是應根據(jù)新爐的具體情況，正確選擇清洗工藝與控制標準，創(chuàng)造實施清洗的條件。

鍋爐清洗時要使用多種化學藥劑，針對不同要求采取不同的配方。所用的藥劑主要包括清洗劑、緩蝕劑、添加劑等。既達到清洗的目的，又防止金屬腐蝕并有助于鈍化成膜。

1、清洗用藥劑

●清洗劑

通常鍋爐清洗用清洗劑包括無機酸及有機酸兩大類，常用的無機酸主要為鹽酸、氫氟酸；有機酸為檸檬酸、EDTA等。

鹽酸

鹽酸是比較常見的清洗劑，它除垢力強、反應快、價格低廉，它還可以剝離水冷壁管中的氧化鐵垢；另一方面，如清洗條件控制不好，它會對鐵有腐蝕作用，故在清洗時，加入一定的緩蝕劑是必要的。

CaCO3+ 2HCl→CaCl2+H2O+CO2↑

MgCO3·Mg（OH）2+4HCl→MgCl2+3H2O+CO2↑

FeO+2HCl→FeCl2+H2O

Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O

以上反應就是鹽酸去除碳酸鹽垢及氧化鐵垢的基本原理。

鹽酸會對金屬鐵產(chǎn)生腐蝕，這是眾所周知的。

Fe+2HCl→FeCl2+H2↑

鹽酸作為清洗劑也有其不足之處：一是鹽酸中的Clˉ會促使奧氏體不銹鋼發(fā)生應力腐蝕；二是它對硅酸鹽垢清洗能力差，需外加氟化物添加劑。

氫氟酸

高參數(shù)鍋爐蒸汽中對SiO2含量的要求很嚴，因而鍋爐化學清洗時必須盡可能多的除去系統(tǒng)中的硅酸鹽垢，故鹽酸在這方面就存在不足，對高參數(shù)鍋爐來說，氫氟酸常選用為清洗劑。

氫氟酸是一種弱無機酸，它對硅化合物有很強的溶解能力；另一方面，它對氧化鐵也有很強的去除作用。

SiO2+6HF→H2SiO6+2H2O

HF+H2O→H3O＋+F—

HF在水中電離產(chǎn)生的F—，還能與Fe3+產(chǎn)生絡合作用，從而達到去除氧化鐵的目的。此外，HF還可以用于清洗由奧氏體鋼制造的鍋爐部件。這樣清洗時不用拆卸水汽系統(tǒng)中的有關部件，減少工作量又縮短化學清洗時間。應用氫氟酸作清洗劑，清洗費用將較高。

檸檬酸

檸檬酸H3C6H5O7是大型鍋爐化學清洗的一種常用清洗劑。

它的主要優(yōu)點是：對鐵垢及鐵銹的清除能力強，反應產(chǎn)物是易溶的絡合物，對金屬鐵的腐蝕性??；可以清洗奧氏體鋼等。其缺點是：清除沉積物的能力不及鹽酸，對鈣、鎂水垢及硅化合物清洗能力差；藥品價格較貴；清洗工藝條件也較苛刻。

EDTA

EDTA即乙二胺四乙酸，也是一種有機酸，它難溶于水，但它的鈉鹽或銨鹽，則在水中溶解性大大增加，作為清洗劑，它能與沉積物中鐵、銅、鈣、鎂等金屬氧化物反應形成穩(wěn)定的絡合物轉(zhuǎn)入溶液而具有較強的除垢能力。清洗中產(chǎn)生的沉渣少，系統(tǒng)不易堵塞；對鐵的腐蝕性小，而且對奧氏體鋼沒有危害；清洗后金屬表面光潔，具有耐蝕性，不必再進行鈍化處理；清洗工藝實施比較方便，它較適合鍋爐的整體清洗。EDTA價格高，這是一個很明顯的不足之處，不過清洗后的排出液還可以作為它用，或者從中回收部分EDTA，以降低清洗成本。

●緩蝕劑

鍋爐化學清洗劑通常為無機酸及有機酸，它們具有除垢能力的同時，對金屬鐵都有不同程度的腐蝕作用。因而在鍋爐化學清洗過程中，要添加某種添加劑，來抑制金屬的腐蝕，而又不至降低清洗劑對水垢及沉積物的去除效果，這類添加劑，即稱為緩蝕劑。

采用不同的清洗劑，往往的配用不同的緩蝕劑。它們按緩蝕的作用原理可分為陽極性、陰極性、復合性；按形成保護膜的性質(zhì)則可分為氧化膜、沉淀膜、吸附膜型。各種緩蝕劑多為含氮、含硫或同時含有氮及硫的有機化合物如有機胺的亞硝酸鹽、硫醇、硫脲等。

作為緩蝕劑，應具備如下性能：

1）加入少量的緩蝕劑，就能大大降低金屬的腐蝕速度，但不能降低去除水垢及沉積物的能力，而且對水汽系統(tǒng)各部位，如焊接點，不同金屬的連接處等均有良好的緩蝕效果；

2）對金屬的機械性能與金相組織沒有任何影響；

3）無毒性、易溶、使用方便、價格較低，且清洗后的廢液易于處理，不致對環(huán)境產(chǎn)生污染。 各種緩蝕劑都有不錯的使用條件，這可通過試驗室試驗結果來加以確定。例如鹽酸作清洗劑，常規(guī)的緩蝕劑為IS-129、IS-156、若丁等。有資料介紹它們的試驗結果。

●添加劑

還原劑

在化學清洗的初期階段，清洗液中會產(chǎn)生Fe3+、Cu2+等，它們能引起鐵的腐蝕。如：Fe+2Fe3+→3Fe2+

Fe+Cu2+→Fe3++ Cu

當清洗液中Cu2+較多時，銅就會在鐵的表面上沉積析出，即產(chǎn)生鍍銅現(xiàn)象。因此，清洗液中要加入某些還原劑或掩蔽劑，如氯化亞錫、硫脲等，以消除它們的影響。

助溶劑

當水汽系統(tǒng)的沉積物中含有較多硅酸鹽及銅垢時，各種清洗液不易溶解，故在清洗液中要加入適量的助溶劑。如少量的氟化物，如NaF以加快溶解速度，同時氟化物在清洗液中產(chǎn)生氫氟酸，可以促使硅酸鹽水垢的溶解，它又能與Fe3+形成絡合物，降低了Fe3+含量，加快了氧化鐵垢的溶解。

表面活性劑

在化學清洗中，為提高清洗效果，加入少量的具有長鏈極性的有機化合物，它們可降低清洗液的表面張力，產(chǎn)生增溶去污、潤濕滲透及乳化分散等一系列表面活性，從而提高了清洗效果。

2、清洗系統(tǒng)流程

現(xiàn)在普遍采用流動清洗方式對鍋爐進行清洗。首先應制定清洗方案，確定清洗的工藝條件：這包括藥品選擇與劑量、清洗液溫度與流速、清洗時間與清洗結果的檢查標準等。

鍋爐化學清洗按一定的程序進行，一般為：水沖洗、堿洗或堿煮、酸洗、漂洗、鈍化等步驟。

●水沖洗

在鍋爐清洗前，用清水將存在于水汽系統(tǒng)中殘留物（新鍋爐）及附著性不高的沉積物、腐蝕產(chǎn)物等（運行爐）用較高流速的清水沖洗掉，同時這還可以檢驗系統(tǒng)是否存在泄漏，加以消除。

●堿洗或堿煮

新建鍋爐一般采用堿洗，以消除鍋爐在制造、貯運、安裝過程中沾染的油污等，從而有助于提高酸洗效果。

堿洗液通常用Na3PO4、Na2HPO4加至除鹽水中配制成一定濃度，而且應將水溫加熱至90℃以上。

對運行中爐一般采用堿煮。因為堿煮有助于沉積物的松動，從而易于被消除。使用的堿通常為Na3PO4與NaOH，堿煮過程中應反復進行補水及底部排污。

既然是堿煮，就得將鍋爐點火，使鍋內(nèi)水煮沸，且汽壓升高至一定壓力時，維持壓力下煮沸一定時間。堿煮后待水溫降低至80℃以下時，排出堿煮廢液，并將系統(tǒng)內(nèi)的被煮洗下來的污物清理干凈。

隨之進行氨洗，以除去銅對酸洗的影響，也就是前文所說的產(chǎn)生鍍銅現(xiàn)象，它將促使金屬的腐蝕，氨洗結束，再用除鹽水將系統(tǒng)沖洗干凈，然后酸洗。

●酸洗

酸洗時，藥液的配制分邊循環(huán)邊加藥或在清洗箱中配制清洗液的方式。控制好酸洗條件，定時取樣化驗，當循環(huán)清洗液中Fe2+無明顯變化，則可結束酸洗。

●漂洗

當鹽酸或檸檬酸作清洗液時，酸洗后先用除鹽水沖洗后，一般還要用稀鹽酸或檸檬酸液對被沖洗系統(tǒng)進行一次沖洗，以利用檸檬酸（H3C6H5O7）具有與鐵離子絡合的能力，去除系統(tǒng)中產(chǎn)生的附銹和仍可能殘存的鐵離子。

這種檸檬酸漂洗時應加入少量的緩蝕劑，并用氨水調(diào)節(jié)pH值?？刂坪胮H值、溶液溫度、漂洗時間。漂洗后不再用水沖洗。

●鈍化

鍋爐經(jīng)酸洗、沖洗或漂洗后，裸露的金屬表面暴露于大氣中易受到腐蝕，故必須加以防腐處理。一般是采用化學藥劑處理，使其金屬表面上形成一層保護膜，這種處理工藝，稱為鈍化。

鈍化的方法有多種，如亞硝酸鈉法、聯(lián)氨法、多聚磷酸鈉法及其他方法等。各種處理方法各有利弊，具體工藝條件也不相同。

3、鍋爐清洗后的工作

●化學清洗廢液的處理

鹽酸廢液用中和法處理；檸檬酸廢液用焚燒法處理；氫氟酸廢液用石灰乳處理，使其生產(chǎn)CaF2沉淀。

●清洗效果的檢查

清洗結束后，要仔細檢查水汽系統(tǒng)，凡能打開的部分，應打開檢查，并將其中殘存物盡量清除干凈。必要時，可割管檢查水垢及腐蝕產(chǎn)物的清除以及成膜情況。結合清洗系統(tǒng)中所安裝的腐蝕指示片的腐蝕速度、在啟動期內(nèi)水汽質(zhì)量是否合格，以及在啟動機運行過程中有沒有發(fā)生異常、化學清洗費用等予以綜合分析評價。

鍋爐清洗完畢，清洗裝置拆除后，鍋爐應立即投入運行；如果不能立即投入運行，則應采取停爐保護措施。