协调EDTA清洗工艺在锅炉清洗中的应用.doc

协调edta清洗工艺在锅炉清洗中的应用引 言新建锅炉在制造、储运和安装过程中，不可避免的会形成氧化皮、腐蚀产物和焊渣，并且会带入砂子、尘土、水泥和保温材料碎渣等含硅杂质。管道在加工成型时，有时使用含硅、铜的冷热润滑剂（如石英砂、硫酸铜等），或者在弯管处灌砂，也都可能是管内残留含硅、铜的杂质。此外，设备在出厂时还可能涂覆有油脂的防腐剂。这些杂质如果在锅炉会产生严重危害，如锅炉启动时，汽水品质特别是含硅量不容易合格，影响机组的启动时间；防碍炉管管壁的传热，造成炉管过热和损坏；在炉内形成碎片或沉渣，堵塞炉管，破坏汽水的正常流动工况；加速受热面沉积物的累积，使介质浓缩腐蚀加剧，导致炉管变薄、穿孔和爆破。所以锅炉在投运前都必须进行化学清洗。锅炉投入运行以后，即使有完善的补给水处理工艺和合理的锅内水工况，仍然不可避免地会有杂质进入给水系统，热力系统也会遭受腐蚀。如不进行化学清洗除掉这些污染物，将会在受热面形成水垢，影响炉管的传热和水汽流动特性，加速介质浓缩腐蚀和炉管的损坏，恶化蒸汽品质，危害机组的正常运行。因此，锅炉运行一定时间以后，必须进行化学清洗。1 清洗剂的选择目前常用的化学清洗剂主要是无机酸和有机酸，如盐酸、氢氟酸、柠檬酸、edta等。氢氟酸主要是用作清洗硅酸盐垢，在新建锅炉启动前，主要是为了除去锅炉在制造过程中形成的高温氧化皮以及在存放、运输、安装过程中所产生的腐蚀产物、油污、焊渣和泥沙等污染物，因此常用盐酸、柠檬酸、edta作清洗剂时的比较如下表：三种清洗介质清洗工艺的比较:介质 盐酸 柠檬酸 edta盐酸 柠檬酸适用范围 :仅适用于20g钢，炉前系统不能用盐酸清洗，奥氏体钢材阀门需隔离 适用于各种材质的热力设备 适用于各种材质的热力设备清洗工艺： 碱洗水冲洗酸洗水冲洗漂洗钝洗废液处理 水冲洗酸洗水冲洗漂洗钝洗废液处理 水冲洗清洗钝洗废液回收清洗效果： 清洗效果好，金属表面清洗干净，钝化膜较好，腐蚀速率在57g/.h 清洗效果一般 清洗效果好，钢灰色钝化膜，腐蚀速率在12g/.h安全因素： 1.容易发生酸灼伤，工作现场条件差，环境差，环境恶劣：2.泵管路焊口易漏泄，带酸补焊时易发生爆炸1.人身，设备安全；2.工作现场条件好,清洗时间及工时 6+8天1400工时, 8天800工时, 3天600工时临时系统： 临时系统管路长，管径大，与锅炉底部联接口多，钢材用量大 临时系统管路长，管径大，与锅炉底部联接口多，钢材用量大 系统简单，与正式系统接口少，钢材用量少用水量： 除盐水40005000t，工业水2000t 除盐水40005000t，工业水2000t 除盐水8001000t，工业水1000t热源 启动锅炉或邻炉来汽，加热温度底、时间长 启动锅炉或邻炉来汽，加热温度较高、时间长 点火升温，或邻炉蒸汽加热，温度高，时间短 edta洗炉工艺能使流程简单，因edta清洗时，y4-与铁离子的络合过程，不产生颗粒物质的剥离和氢气，所以它不需要很高的流速对金属表面冲刷和扰动，而只需要在清洗过程中药液混合均匀，它对清洗的流速条件要求较低。因此选用edta清洗有明显的优势。 2 清洗工艺条件的确定2.1 edta浓度的确定edta浓度的选择是协调edta洗炉技术的关键，如果浓度选择不当，将会直接影响清洗和钝化效果。edta浓度一般都是按管样垢量的多少进行理论计算，然后加上维持洗炉液最低残留浓度值1.5%，但由于管样的代表性较差，很难符合实际清洗工况，必须进行多方面验证。可先理论计算，再用经验核算，最后小型试验确定。实践证明，此法可消除理论计算偏差。2.2 清洗ph值的选择edta在不同ph值的情况下，主要以h4y，h3y-，h2y2-，hy3-，y4-存在于溶液中，当ph值在5.58.0时，以h2y2-、hy3-形式存在，此时对铁离子的络合能力强；当ph值在8.09.0时，以hy3-、y4-形式存在，此时溶液的钝化效果最好。因此，协调edta洗炉的ph值控制范围是5.59.0。2.3 清洗温度的选择edta常温下与氧化铁的络合速度缓慢，温度越高，edta与铁的络合速度越快，然而大多数缓蚀剂的缓蚀效率是随着温度的升高而降低，因此要获得理想的洗炉效果，必须选择合适的温度，获得最佳清洗效果的温度、edta的分解温度。在较低温度范围内，缓蚀剂的缓蚀效果较好。例如苯甲酸钠在2080的水溶液中, 对碳钢腐蚀有较好的缓蚀作用，但在沸腾的水中，苯甲酸钠已不能防止碳钢的腐蚀了。这是因为苯甲酸钠的作用必须有溶解氧存在，而沸水中溶解氧量很少，会影响苯甲酸的缓蚀作用；此外沸腾水中气泡可能破坏铁与苯甲酸钠生成的保护膜。由于随着温度的升高，缓蚀剂的吸附性能下降，因而使金属腐蚀加速。所以当温度升高时，缓蚀率却明显下降。因此在进行清洗时，可是锅炉点火，维持清洗温度在110135。这样既为了加热，又维持了热力循环。温度高于150时edta会分解。2.4 缓蚀剂的选择由于edta清洗温度高，清洗液的ph变化范围大，普通缓蚀剂不能满足要求，传统使用含有mbt的复合配方的缓蚀剂，但实践证明该缓蚀剂具有很多缺点，如不易溶解，必须先溶于浓的naoh，导致配药步骤繁琐，延长了配药时间；清洗结束后，割管检查发现，管壁上附着有少量黄色晶体；上药过程中有固体析出，易在配药箱中沉积；在清洗液的温度小于120时，清洗液呈浑浊状态。通过实践证明，选择咪唑啉类的阴极型缓蚀剂效果比较理想，咪唑啉外观为棕黑色粘稠液，不溶于水，易溶于乙醇、丙酮中。如tpri6型缓蚀剂是用咪唑啉和其它组分复配而成的缓蚀剂。由于咪唑啉带有共用电子对，对金属表面有强烈的吸附作用，生成致密的保护膜。只要在清洗介质中加入少量的tpri-6型缓蚀剂就能使金属得到保护。另外，复合配方的有机缓蚀剂xj-225、乌洛托品、yhh-1、lan826、cm-991等用作edta清洗时均是不错的配方。 2.5清洗时间清洗时间过长，可能会在金属表面有明显的金属粗晶析出，有二次浮锈现象，保护膜不均匀，增加对锅炉金属表面的腐蚀，也就是常说的“过洗”；清洗时间过短，则清洗系统中的沉积物不容易洗净，达不到预期的清洗效果。因此应对清洗时间严格控制，及时对清洗液进行化学监督，直到清洗液中含铁量不再明显增加，监视管段中的样垢已被洗净。2.6清洗流速 清洗流速不宜过大或过小。清洗流速过大，虽然可以使沉积物溶解速度加快，但缓蚀剂的缓蚀性能随着流速上升而降低；同时清洗剂中的各种杂质（例如fe3+）扩散速度加快，从而也会使腐蚀速度加快。清洗流速过小，则不能保证清洗液在清洗系统的各个部分均匀流动，也会影响清洗效果；还可能在某些清洗部位产生清洗产物堆积或“气塞”现象，不仅不能有效的清洗这些部位，而且清洗后的废夜也难以冲洗干净。 3.清洗结果 在延安热电厂的1#2#锅炉、4台汽水热交换器的清洗中，均取得很好的效果，割管检查被清洗金属表面清洁,无残留氧化物，无明显粗晶粒析出和点蚀,并形成保护膜;腐蚀指示片平均腐蚀速率均不到0.5g/m2h；腐蚀指示片平均腐蚀总量不到5g/m2（远远小于国标80g/(m2.h)和80g/m2）。除垢率达到95%以上。4.优点4.1协调edta具有清洗系统简单、清洗操作安全可靠等优点，有效地避免人身及设备的安全。清洗工期短，可以大大地缩短了清洗时间，加快工程进度。最重要的是清洗以氧化铁垢时效果优良，适用范围广，可用于各种材质的设备的清洗。4.2由于协调edta时，清洗钝化一步到位，不需要再水冲洗、漂洗、钝化等过程，因此不但缩短了清洗时间，而且除盐水的用量只是平常的3050%，大大节省水资源。4.3edta可以回收再利用，回收率可达70%以上。可以采用直接硫酸法回收：1kgedta需加3.6kg98%h2so4，回收时控制批ph小于0.2，即将edta废液排入溶液箱，边加硫酸边搅边，然后沉淀、洗涤五次，过滤后再洗涤。另一种是采用naoh碱法回收。1kgedta需加30%naoh1kg，回收时控制ph大于12，用泵循环搅拌或压缩空气搅拌，并加入助剂，继续搅拌24h,静止10天后检查，fe（oh）3沉淀完全，溶液透明，呈棕红色，清洗液中edta浓度为4.0%，残余铁离子为3mg/l。回收率在75%以上，与h4y混合后直接使用，该法排放少，污染小。5不足5.1用edta清洗液对硅酸垢起不到作用，因此还应有洗硅措施。5.2不适合以钙镁水垢为主的设备清洗。当垢物中氧化铁低于40%时，清洗效果会明显下降。5.3 edta价格昂贵，一般情况下采取回收措施。回收可采用硫酸和盐酸。使用硫酸回收时，由于存在难溶硫酸盐存在的问题，会影响回收药剂的质量问题；采用盐酸回收时，则药剂中可能存在较多量的氯离子，需要对药剂进行多次水洗，以提高回收药剂的纯度。实践证明由于回收过程繁琐，回收还要消耗大量化学药剂，回收药剂质量不高，对下一次清洗效果及差，这样不但达不到节省资金的目的，相反还加大了开支，因此实践中通常不进行回收，清洗直接将废液通过泵和管道喷洒到煤场，废液中的edta随煤进入锅炉焚烧。edta的元素组成是碳、氢、氧、氮，其燃烧产物是二氧化碳、氮氧化物和水，通过烟囱排入大气后不会对大气环境造成不良影响。6展望在荷兰、意大利等国家，正在兴起edta低温清洗工艺，对于垢量在100 g/ -300 g/新建锅炉，清洗浓度4%-8%,可选用混合缓蚀剂，清洗液ph值为55.5，温度在80-95，清洗时间为815小时。温度降低，对相关设备及其它系统的要求放宽，节省能源。实践证明，该清洗工艺清洗效果理想。 水垢的形成、危害及清除给水中杂质进入锅炉后 , 随着水温不断地升高或蒸发浓缩在锅内受热面水侧金属表面上生成的固体附着物称为水垢。一、水垢的形成1. 受热分解含有暂时硬度的水进入锅炉后 , 在加热过程中 , 一些钙镁盐类受热分解 , 从溶于水的物质转变成难溶于水的物质 , 附 着于锅炉金属表面上结为水垢 , 钙和镁盐类分解如下 :ca(hc03)2 cac03 +h2o+c02mg(hco)2mgc03+h2o+c02mgc03+h2o mg(oh)2+c022. 某些盐类超过了其溶解度 由于锅水的不断蒸发和浓缩 , 水中的溶解盐类含量不断增加 , 当某些盐类达到过饱和时 , 盐类在蒸发面上析出固相 ,结生水垢。3. 溶解度下降随着锅水温度的升高 , 锅水中某些盐类溶解度下降 , 如cas04 和 casi03 等盐类。4. 相互反应 给水中原溶解度较大的盐类和锅水中其他盐类、碱反应 后 , 生成难溶于水的化合物 , 从而结生水垢。一些盐和碱相 互反应如下 : ca(hc03)2+2naoh=cac03 +n4c03+h20 cacl2+na2c03=cac03+2nacl5. 水渣转化当锅内水渣过多时 , 而且又粘 , 如 mg (oh)2 和 mg3(p04)2 等 , 如果排污不及时 , 很容易由泥渣转化为水垢。二、水垢的分类1. 碳酸盐水垢 :是以钙簇的碳酸盐为主要成分的水垢 , 包括氢氧化缕 , 其中 cac0350 10-2.硫酸盐水垢 : 是以硫酸钙为主要成分的水垢 , 其中cas0450 10-2 。3. 硅酸盐水垢 : 当水垢中的 si0220 10-2 时 , 属于这类水垢。4. 混合水垢 : 这种水垢有两种组成形式 : 一种是钙簇的 碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐以及氧化铁等组成的混合物 , 难以 分出哪一种是主要成分 ; 另一种是各种水垢以夹层的形式组 成为一体 , 所以也很难指出哪一种成分是主要的。表 7-9 给出 了各种水垢的定性鉴别方法。三、水垢的危害 水垢的导热性一般都很差。不同的水垢因其化学组成不同 , 内部孔隙不同 , 水垢内各层次结构不同等原因 , 导热性 也各不相同。各种水垢的导热系数如表 7-10 所示。水垢的导 热系数大约仅为钢材板的导热系数的 1 10-11 10-2 。这 就是说假设有 0.lmm 厚的水垢附着在金属壁上 , 其热阻相当 于加厚了几毫米到几十毫米。水垢的导热系数很低是水垢危 害大的主要原因。水垢的危害可归纳如下 :1. 浪费燃料、降低锅炉热效率因为水垢的导热系数比钢材的导热系数小数十倍到数百 倍。因此锅炉结有水垢时 , 使锅炉受热面的传热性能变差 , 燃 料燃烧所放出的热量不能有效地传递到锅炉水中 , 大量的热 量被烟气带走 , 造成排烟温度升高 , 排烟热损失增加 , 锅炉 的热效率降低。在这种情况下 , 为保证锅炉的参数 , 就必须 更多投加燃料 , 提高炉膛的温度和烟气温度 , 因此造成燃料浪费。有人估算 , 锅炉受热面上结有 1mm 厚的水垢 , 浪费燃 料约 3%5% 。2. 影响锅炉安全运行 锅炉水垢常常生成在热负荷很高的锅炉受热面上。因水垢导热性能很差 , 导致金属管壁局部温度大大升高。当温度 超过了金属所能承受的允许温度时 , 金属因过热而蠕变 , 强 度降低 , 在锅炉工作压力下 , 金属会发生鼓包、穿孔和破裂、影响锅炉安全运行。3. 水垢能导致垢下金属腐蚀 锅炉受热面内有水垢附着的条件下 , 从水垢的孔、缝隙渗入的锅水 , 在沉积的水垢层与锅炉受热面之间急剧蒸发。在 水垢层下 , 锅水可被浓缩到很高浓度。其中有些物质在高温高浓度的条件下会对锅炉受热面产生严重腐蚀 , 如 naoh 等。结垢、腐蚀过程相互促进 , 会很快导致金属受热面的损坏 , 以致使锅炉发生爆管事故。4. 降低锅炉出力 锅炉结垢后 , 由于传热性变差 , 要达到锅炉额定蒸发量或额定产热量 , 就需要多消耗燃料。但随着结垢厚度的增加 , 以及炉膛容积的炉排面积是一定的 ,燃料消耗受到限制 , 因 此锅炉的出力就会降低。5. 结垢会降低锅炉使用寿命锅炉受热面上的水垢 , 必须彻底清除才能保证锅炉安全经济运行。无论人工、机械、还是采用化学药品除垢都会影响锅炉的使用寿命。四、水垢的清除1. 人工除垢这种方法要人工锤、刮、铲筹清除水垢 , 最后冲洗排尽。此方法除垢效率低、劳动强度大 , 随着化学清洗技术的 提高 , 目前很少使用。2. 机械除垢依专门的清洗工具 , 如带有电机、钢丝软带的电动洗管器。清除水垢的物理过程是 : 当转轴上的镜刀因电动机驱 动 , 与软轴一起转动时 , 镜刀和水垢接触 , 镜刀不仅跟软轴 转 , 同时也沿管壁移动 , 将水垢研碎研细、剥落。直径为 35 100mm 的管内水垢 , 均可清除。锅炉给水除氧技术的应用在锅炉给水处理工艺过程中，除氧是一个非常关键的一个环节。氧是给水系统和锅炉的主要腐蚀性物质，给水中的氧应当迅速得到清除，否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件，腐蚀产物氧化铁会进入锅内，沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难容而传热不良的铁垢，而且腐蚀会造成管道内壁出现点坑，阻力系数增大。管道腐蚀严重时，甚至会发生管道爆炸事故。国家规定蒸发量大于等于2吨每小时的蒸汽锅炉和水温大于等于95的热水锅炉都必需除氧。多年来众多锅炉给水处理工作者一直都在探求既高效又经济的除氧方法。本文介绍锅炉给水几种主要除氧的主要方法，并结合近几年在这些方法基础上作的调整和改进，对这几种方法作分析和总结，供锅炉给水处理工作者参考。1 除氧途径的分析1.1 物理方法 根据亨利定律可知，任何气体同时存在于水面上，则气体的溶解度与其自己的分压力成正比，而且气体的溶解度仅与其本身的分压力有关。在一定压力下，随着水温升高，水蒸汽的分压力增大，而空气和氧气的分压力越来越小。在 100时，氧气的分压力降低到零，水中的溶解氧也降低到零。当水面上压力小于大气压力时，氧气的溶解度在较低水温时也可达到零。这样，随着水温的升高，减小其中氧的溶解度，就可使水中氧气逸出。另外，水面上空间氧气分子被排出，或转变成其它气体，从而氧的分压力为零，水中氧气就不断地逸出。采用物理方法除氧，是利用物理的方法将水中的氧气析出，常用的有热力除氧法、真空除氧法和解析除氧法等。 1.2 化学方法采用化学方法除氧 ，主要是利用化学反应来除去水中含有的氧气， 使水中的溶解氧在进入锅炉前就转变成稳定的金属或其它药剂的化合物，从而将其消除，常用的有药剂除氧法和钢屑除氧法等。1.3 电化学方法锅炉给水除氧 ，除可以采用化学方法和物理方法之外，还可以采用电化学方法。电化学除氧，是应用电化学保护的原理，使一种易氧化的金属发生电化学腐蚀，让水中的氧被消耗掉而去除。此法与上述除氧方法比较，设备简单，操作使用方便，运行费用低，可广泛应用于低压锅炉及热水锅炉的给水除氧。但是电化学除氧法目前虽然尚无成熟的经验，但根据试制使用的情况看，其经济实用性比较明显。2 除氧方法的比较和分析2.1 热力除氧 热力除氧一般有大气式热力除氧和喷射式热力除氧。其原理是将锅炉给水加热至沸点，使氧的溶解度减小，水中氧不断逸出，再将水面上产生的氧气连同水蒸汽一道排除，还能除掉水中各种气体（包括游离态co2，n2），如用铵钠离子交换法处理过的水，加热后3也能除去。除氧后的水不会增加含盐量，也不会增加其他气体溶解量， 操作控制相对容易，而且运行稳定，可靠，是目前应用最多的一种除氧方法。 为了保证热力除氧器具有可靠的效果，在设计和运行中应满足足下列条件 :a .增加水与蒸汽的接触面积，水流分配要均匀。b .保证氧气在水中的溶解压力与水面上它的分压力之间有压力差。c.保证使水被加热到除氧器工作压力下的沸腾温度，一般采用 104。 热力除氧技术是一种普遍采用的成熟技术，但在实际应用中还存在着一些问题 : 首先经热力除氧以后的软水水温较高，容易达到锅炉给水泵的汽化温度，致使给水在输送过程中容易被汽化；而且当热负荷变动频繁，管理跟不上，除氧水温 104时，使除氧效果不好。其次，这种除氧方法要求设备高位布置，增加了基建投资，设计、安装、操作都不方便。，为了达到给水泵中软化水汽化的目的，这种除氧方法一般要求除氧器高位配置，在使用过程中会产生很大的噪音和震动，带来不便。第三，使得锅炉房自耗汽量增大，减少了有效外供汽。第四，对与小型快装锅炉和要求低温除氧的场合，热力除氧有一定的局限性，对于纯热水锅炉房也不能采用。 对于采取热力除氧的锅炉，在装新锅炉时，将大气热力除气器装在地面，而将除氧后的高温软化水输送管道经过软水箱，使其与软水箱中的水进行热交换，而后流至锅炉给水泵，经省煤器进入锅炉。这样改进首先可以减少锅炉房的振动和噪音，改善了锅炉房的工作环境，还降低了锅炉房的工程造价。其次，通过在软水箱中的热交换，软水箱中的水温提高了，热量没有浪费，同时也相当于除氧器进水温度，除氧器将进水加热到饱和温度的时间也缩短了，有利于达到预期的除氧效果。2.2 真空除氧这是一种中温除氧技术 ，一般在 30 60温度下进行。可实现水面低温状态下除氧 (在 60或常温 )，对热力锅炉和负荷波动大而热力除氧效果不佳的蒸汽锅炉，均可用真空除氧而获得满意除氧效果。相对于热力除氧技术来说，它的加热条件有所改善，锅炉房自耗汽量减少，但热力除氧的大部分缺点仍存在，并且真空除氧的高位布置，对运行管理喷射泵、加压泵等关键设备的要求比热力除氧更高。低位布置也需要一定的高度差，而且对喷射泵、加压泵等关键设备的运行管理要求也很高。另外还增加了换热设备和循环水箱。 真空除氧能利用低品位余热，可用射流加热器加热软化水 ；又能分级及低位安装，除氧可靠，运行稳定，操作简单，适用范围广。我国节能工作大力开展以来，工业锅炉房用此法除氧日渐增多。2.3 化学除氧 ( 1)钢屑除氧，水经过钢屑过滤器，钢屑被氧化，而水中的溶解氧被除去。有独立式和附设式两种。此法水温要求大于 70%，以 80 9 0温度效果最好。温度 20 30除氧效果最差。使用钢屑要求压紧，越紧越好，水中含氧量越大，要求流速降低，因为钢屑除氧自应用以来改进和提高不大，除氧效果也不太可靠，一般用在对给水品质要求不高的小型锅炉房，或者作为热力网补给水，以及高压锅炉热力除氧后的补充除氧，一般仅作辅助措施。( 2)亚硫酸钠除氧， 这是一种炉内加药除氧法。因为在给水系统中氧使锅炉的主要腐蚀性物质，所以要求迅速将氧从给水中去除，一般使用亚硫酸钠作为除氧剂，2na2so3+o2 2na2so4，通常要求加药量比理论值大。温度愈高，反应时间愈短，除氧效果愈好。当炉水ph=6时，效果最好，若ph增加则除氧效果下降。加入铜、钴、锰、锡等作催化剂，可提高除氧效果。该方法由于亚硫酸钠价廉故而投资低，安全，操作也较为简单。但此法加药量不易控制，除氧效果不可靠，无法保证达标。另外还会增加锅炉水含盐量，导致排污量增大、热量浪费，是不经济的。因此该方法一般用在小型锅炉房和一些对水质要求较高的热力系统中作为辅助除氧方式。( 3)联氨 (肼 )除氧，目前此法多用作热力除氧后的辅助措施，以达到彻底清除水中的残留氧，而不增加炉水的含盐量。当压力大于6.3mpa时，亚硫酸钠主要分解成腐蚀性很强的二氧化硫和硫化氢，因此对高压锅炉，多采用联氨，联氨与氧反应生成氮和水，有利于阻碍腐蚀的进一步发展。因联氨有毒，容易挥发，不能用于饮用水锅炉和生活用水锅炉除氧。许多锅炉厂正限制或不再使用。2.4 解析除氧解析除氧时近年来兴起的一种比较先进的技术，其工作原理解是将不含氧的气体与要除氧的给水强烈混合接触 ， 使融解在水中的氧解析至气体中去，如此循环而使给水达到脱氧的目的。解吸除氧有以下特点：1.待除氧水不需要预热处理，因此不增加锅炉房自耗汽；2.解吸除氧设备占地少，金属耗量小，从而减少基建投资；3.除氧效果好。在正常情况下，除氧后的残余含氧量可降到0.05mg/l；4.解吸除氧的缺点是装置调整复杂，管道系统及除氧水箱应密封。现在的解析除氧方法一般采用新型解析除氧器，用加热器代替了原来的锅炉烟气加热，并采用活性炭加催化剂作为还原剂，从而大大减少设备占地面积，在解析内部增加隔板控制水流，并加小孔和孔管，使水中的含氧气体充分逸出，达到很好的除氧效果。解吸除氧设备小，制造容易，耗钢材，投资低，操作方便，运行可靠，不用化学药品， 减少了环境污染，可在低温下除氧，除氧效果好。目前国内在热水锅炉和单层布置的工业锅炉内已广泛应用。其缺点是只能除去水中氧气而不能除去其他不凝气体，水中二氧化碳含量有所增加；水箱水面不能密封，有时使除氧后的水与空气接触从而影响除氧效果。 早在20世纪60年代，国内外许多锅炉房曾广泛地采用了此种技术，但由于当时的反应器是设置在烟道里，不能适应热负荷的变化。因此，该技术的使用一度受到限制。到20世纪90年代，研制出了一种集中设置电加热反应器的第二代解吸除氧器，使这项技术又有了长足的发展。特别是清华大学和机电部设计研究院等单位研制的新型解吸除氧器，克服了原来的不足和缺点，将加热炉与反应器分开，加热炉加热从解吸除氧器出来的气体，加热后的气体经反应器时脱氧，使待脱氧水中的含氧气体能充分解吸出来，保证了运行的可靠性和除氧效果。且体积和耗电量都比原来设备小。采用新型解吸式系统，省去了除氧水箱，解决了原先水箱的密封问题。多家锅炉房运行证明，解吸除氧器操作简单，投资低，运行可靠，效果较好。但同时存在着影响除氧因素较多，只能除氧气，不能除其它气体的问题。3.5 树脂除氧当水通过树脂层后 ，把水的溶解氧由零价还原成负二价，形成氧化物 (氧化铜 )，树脂失效后可用肼还原，cu2+ 被树脂上的交换基因吸收。使用中应注意出水中含有微量肼，不能做生活饮用水。除氧水箱应与空气隔绝，同时要设两个除氧罐，才能保证连续供应脱氧水。由电子工业部十二研究所研制的y-12型氧化还原树脂除氧器系列专利产品，在热水锅炉中应用，获得给水残余氧 0.060.02 mg/l的优良除氧效果。目前已在小型热水锅炉中推广使用。使用该法除氧产生的蒸汽和热水，均不允许与饮用水和食物接触，且投资和占地均较大，一般不宜在工业锅炉上推广应用。4 后语锅炉给水除氧方式多种多样，要想高效经济、稳定安全运行，必须结合炉型和实际情况 ，根据锅炉的热力参数、水质、吨位、负荷变化、经济条件等情况综合考虑，因地制宜选用。对于给水除氧技术，要时刻关注新技术、新材料、新成果 ，勇于探索和改进创新，寻求除氧效果好，运行可靠，管理简单，且所需投资少的方法 。锅炉化学清洗规则第一章 总则1.1 为防止因化学清洗不当而危及锅炉安全运行，保证锅炉化学龄前清洗安全可靠，根据锅炉水处理监督管理规则，制订本规则。1.2 本规则适用于以水为介质的固定式锅炉（以下简称锅炉）的化学清洗。不适用于原子能锅炉的清洗。1.3 从事锅炉化学清洗的单位必须按锅炉水处理监督管理规则的规定，取得省级以上（含省级）锅炉压力容器安全监察机构的资格订可，才能承担相应级别的锅炉化学清洗。对锅炉实施碱煮的单位不需要进行资格认可。1.4清洗单位须按锅炉水处理监督管理规则的要求，配备相应的专业技术人员和操作化验人员、清洗设备及化验分析仪器，健全质保体系，完善并认真执行各项管理制度。锅炉化学清洗时应做到资料齐全、现场记录清楚完整、数据真实准确并应妥善保存。 1.5 清洗单位在锅炉化学清洗前，应制订清洗方案并持清洗方案、清洗资格证和清洗人员证书等有关资料到锅炉登记所在地的锅炉压力容器安全监察机构办理备案手续。清洗结束时，清洗单位和锅炉使用单位及锅炉压力容器安全监察机构或其授权的锅炉检验单位应对清洗质量进行检查验收。1.6 各级锅炉压力容器安全监察机构负责监督本规则的执行。第二章 一般要求2.1 清洗前的准备2.1.1 锅炉化学清洗前应详细了解锅炉的结构和材质，并对锅炉内外部进出口行仔细检查，以确定清洗方式和制订安全措施。如锅炉有泄漏或堵塞等缺陷，应采取有效措施预先处理。2.1.2 清洗前必须确定水垢类别。应在锅炉不同部位取有代表性的水垢样品进行分析。水垢类别的鉴别方法见附录1水垢类别的鉴定方法。额定工作压力2/5mpa 的锅炉需作垢样定量分析。2.1.3 清洗前必须根据锅炉的实际情况，由专业技术人员制订清洗方案，并经技术负责人批准。清洗方案应包括下列内容：（1）锅炉使用单位名称、锅炉型号、登记编号、投运年限及上次酸洗时间等；（2）锅炉是否存在缺陷；（3）锅炉结垢或锈蚀的状况，包括水垢的分布、厚度（或沉积物量）、水垢分析结果和设备状况；（4）清洗范围、清洗工艺；（5）根据“清洗工艺小型试验”、锅炉结构和锅炉的材质及垢量、清洗系统等确定清洗剂、缓蚀剂、钝化剂和其安助剂的浓度、用量及清洗温度、时间等工艺条件；（6）化学龄前 清洗系统图；（7）清洗所需采取的节流、隔离、保护措施；（8）清洗过程中，应监测和记录的项目；（9）清洗废液的排放处理；（10）清洗后的清扫或残垢清理，清洗质量验收条件等。2.1.4 清洗前对化学清洗的药品如原液纯度、所选择的缓蚀剂缓蚀效率等进行复验，并按技术、安全措施的要求做好设备、材料、化验仪器和试剂、安全用品及其它清洗所需物品的准备。 2.2 清洗系统的设计2.2.1 化学清洗系统应根据锅炉结构、清洗介质和清洗方式、水垢的分布状况、锅炉房条件和环境及清洗的范围等具体情况进行设计。2.2.2 锅炉采用循环清洗时，其系统设计应符合下列要求：（1）清洗箱应耐腐蚀并有足够的容积和强度，可保证清洗液畅通，并能顺利地排出沉渣；（2）清洗泵应耐腐蚀，泵的出力应能保证清洗所需的清洗液流速和扬程，并保证清洗泵连续可靠运行； （3）清洗泵入口或清洗箱出口应装滤网，滤网孔径应小于5mm，且应有足够的通流截面；（4）清洗液的进管和回管应有足够的截面积以保证清洗液流量，且各回路的流速应均匀；（5）锅炉顶部及封闭式清洗箱顶部应设排气管。排气管应引至安全地点，且应有足够的流通面积；（6）应标明监视管、采样点心和挂片位置；（7）清洗系统内的阀门应灵活、严密、耐腐蚀。含有铜部件的阀门、计量仪表等应在酸洗前拆除、封堵或更换成涂有防腐涂料的管道附件。过热器内应充满加有联氨n2h4100-300mg/l或醛肟100-300mg/l，ph值为9.5-10.0（用氨水调ph值）的除盐水作保护。所有不参与清洗的系统、管道等都应严隔离；（8）必要时可装设喷射注酸装置、蒸汽加热装置和压缩空气装置；（9）应避免将炉前系统的脏物带入锅炉本体和过热器。一般应将锅炉分为炉前系统、炉本体和蒸汽系统三个系统进行清洗。2.3 清洗介质的要求2.3.1 清洗介质的选择，应根据垢的成分，锅炉设备的结构、材质，清洗效果，缓蚀效果，药剂的毒性和环保的要求等因素进行综合考虑。一般应通过试验选用。2.3.2一般情况下不得利用回收的酸洗废液清洗锅炉。特殊情况下回收利用的酸液中铁离子总量不得超过250mg/l。2.3.3清洗时必须根据清洗介质、温度、锅炉材质等因素选择合适的缓蚀剂。缓蚀剂的缓蚀效率达到9810-2以上，并且不发生氢脆、点蚀及其它局部腐蚀，同时应尽量选择气味小、无毒害作用、性能稳定、水溶性及均匀性好的缓剂。 2.3.3.1如清洗中需添加清洗助剂的，应预先对加助剂后的缓蚀剂进行曲缓蚀效率测定，以防有些助剂对缓蚀性能产生影响。测定方法见附录2缓蚀剂缓蚀效率和酸洗剂腐蚀速率的测定方法。2.3.3.2清洗单位应定期对库存的缓蚀剂进行缓蚀将近率复测，不得以锅炉清洗时腐蚀试片的测定来代替。2.3.4酸洗剂： 对不同的水垢和金属材料，应选用合适的酸洗剂和助溶剂，一般选择如下：（1）对碳酸盐水垢，一般采用盐酸清洗。（2）对硅酸盐水垢，可在盐酸中添加氢氟酸或氟化物清洗。（3）对硫酸盐水垢或硫酸盐与硅酸盐混合水垢，应预先碱煮转型，然后再用盐酸或盐酸添加氟化物清洗。（4）对氧化铁垢，可在盐酸中添加氟化物或采用硝酸清洗。（5）对于电站锅炉，当氧公铁垢中含铜量较高（cuo510-2）时，应采取防止金属表面产生镀铜的措施，一般可选用盐酸加氟化物及硫脲等清洗助剂。（6）奥氏体钢的清洗，不可选用盐酸作清洗剂。对于含铬材料的锅炉部件的清洗，一般可选用氢氟酸、edta、柠檬酸或甲酸、已酸等有机混合酸作清洗剂。2.3.5清洗剂用量：锅炉清洗时，所需的盐酸（硝酸）、edta、柠檬酸、缓蚀剂的用量计算方法见附录3清洗药品用量的计算方法。 2.4清洗腐蚀的控制2.4.1清洗时必须加入合适的缓蚀剂，其浓度和适用性应根据产品说蝗和试验结果确定。酸洗时一般应先加组蚀剂，并在系统中循环均匀后，再加酸液。缓蚀剂需和酸同时加入的，应配制均匀后才可进入锅炉内。2.4.2酸洗时须防止因fe3+浓度过高而引起的电化学腐蚀。当酸洗液中f3+浓度1000/l时，应在酸洗液中加入还原剂（一般应加氯化亚锡）进行还原，其添加量的计算可参考附录4酸洗中还原剂加入量的计算方法。2.4.3酸洗液浓度的控制：酸洗液的浓度不得过高，最高浓度一般控制为： hci、hno3、edta：1010-2；hf：310-2。 不得向锅炉内直接注入浓酸。2.4.4酸洗流速控制： 酸洗时，锅炉炉管内酸液流速应维持在0.2-0.5m/s，但不得大于1m/s。2.4.5酸液温度的控制：（1）无机酸的清洗温度宜控制在550c以下，最高不得超过650c；（2）有机酸的清洗温度控制为：柠檬酸90-980c：edta110-1450c。酸洗过程中（除edta清洗外）严禁采用炉膛点火方式加热酸液，以防爆炸和产生局部过热。酸液的加热方法见附录5酸液加热方法，加热时应注意整个清洗系统的温度平衡，避免局部温度过高而产生腐蚀。2.4.6酸洗时间的控制： 从酸液达到预定浓度起到开始排酸时的酸洗时间，一般应不超过12小时，对较厚和难溶水垢，在严格监督下可适当延长酸洗时间，延长酸洗时间的长短，可以腐蚀量测定的方法确定。2.4.7腐蚀指示片的测定：2.4.7.1酸洗开始时，必须在清洗系统中挂放腐蚀指示片（一般应在清洗箱或循环管路及锅内分别挂放）。腐蚀指示片的材质应与锅炉被清洗部分的材质相同，其制作与腐蚀测定方法见附录6腐蚀指示试片的制作与腐蚀测定方法。 2.4.7.2金属腐蚀速度的计算方法如下： 腐蚀速度u=m/st g /（m2.h） 式中：m酸洗前与酸洗后腐蚀试片的质量之差，g（均用万分之一分析天称重）； s腐蚀试片的总表面积，m2； t酸洗时间，小时，其计算方法为：（1）循环清洗，从清洗系统进、出口酸度趋于一致起到开始排酸止的时间。（2）开式清洗，从清洗系统开始加酸起到停止加酸止的时间。2.4.8锅炉化学清洗后应尽快投入运行，若不能很投入运行，钝化后应采取保养措施，以防腐蚀。第三章3.1工业锅炉是指以向工业生产或生活用途提供蒸汽、热水的锅炉，一般指额定工作压力2.5mpa的锅炉。3.2化学清洗条件的确定。 工业锅炉化学清洗包括碱洗和酸洗两种类型。当锅炉产生水垢或锈蚀时应及时清理，但采用酸洗方法的，应符合下列条件之一，且每台锅炉酸洗间隔时间不宜少于二年。（1）锅炉受热面被水垢覆盖8010-2以上，且平均水垢厚度达到或超过下列数值：1mm； 对于有过热器的锅炉：0.5mm； 对于热水锅炉：1mm。（2）锅炉受热面有严重的锈蚀。3.3清洗系统工业锅炉仅采用碱洗的一般不需要循环系统。采用酸洗形式时，应采用循环清洗或循环和静态浸泡相结合的方法。3.4化学清洗工艺3.4.1运行锅炉化学清洗工艺包括碱煮转型、水冲洗、酸洗、酸洗后水冲洗、漂洗及钝化等各阶段，其中碱煮转型和漂洗可视具体情况免做。3.4.2化学清洗前，应清除锅内堆积的沉渣和污物。如有堵塞的管道应尽量预先加以疏通。3.4.3对以硫酸盐为主的水垢，应进行碱煮转型，要求如下：（1）根据不垢厚度和成分，将溶解成溶液的碳酸钠和磷酸三钠混合液加入锅炉内，并使用锅水中药剂浓度均匀地达到：na2co3：（0.3-0.6）10-2；na3po4.12h2o：（0.5-1.0）10-2（相当于po43-浓度1250-2500mg/k）。（2）锅炉应缓慢升压，一般在5小时内使锅炉压力升至额定工作压力的二分之一并维持36-48小时。结垢严重的还应适当延长碱煮转型时间。（3）煮炉时间，应定期取样分析，当锅水碱度低于45mmol/l，po43-浓度小于1000mg/l时，应适当补加碳酸钠和磷酸三钠。（4）碱煮转型结束后，应放尽碱液，并用水冲洗至出口水ph值小于9。3.4.5酸洗控制要求如下：3.4.5.1酸洗液的浓度：hc1或hno3（4-8010-2，用盐酸清洗，添加氟化物助剂：hf110-2；或naf（0.5-0.8）10-2。酸洗时间：6-10小时。3.4.5.2在酸洗后阶段，应根据下列各点判断酸洗终点，及时停止酸洗： （1）酸液浓度趋于稳定：相隔30分钟，两次分析结果酸液浓度的绝对差值小于0.210-2；（2）铁离子浓度基本趋于平衡。3.4.6酸洗结束后，宜用清水迅速将锅内的酸洗废液顶出。如冲洗水量不足，也可采用边排酸边上水（排酸速度应不大于上水速度），并在冲洗的后期加适量碱液中和的方法进行退酸中和水冲洗。水顶酸或退酸中和水冲洗至排出液的ph4.5为止。3.4.7酸洗后必须进行中和、钝化，以防金属腐蚀。一般可采用下述方法钝化：水冲洗后，在系统循环下，加入na3po4。12h2o，使其浓度达到（1-2）10-2，同时加入氢氧化钠调整ph值，ph值应控制在11-12，一般可采用小于工作压力带压钝化。当锅内钝化液浓度均匀后，关闭循环系统，然后锅炉点火，缓慢将锅炉升压至额定工作压力的二分之一左右，保压钝化时间应维持16小时以上。 对于额外负担定工作压力1.6mpa。且额外负担定蒸发量10t/h的锅炉，酸洗后应按电站锅炉的要求进行漂洗、钝化。3.5残垢清理： 中和后必须打开所有的检查孔，用人工清理锅内松动的残垢和沉渣，以防水垢脱落后造成堵管。3.6清洗过程中的化学监测：3.6.1碱煮过程：每4小时（接近终点时每项1小时）测定碱洗液中的ph值、总碱度和po43浓度。3.6.2酸洗过程：开始时每30分钟（酸少中间阶段可每1小时）测定酸洗液中的酸浓度、fe3+和fe2+浓度，接近终点时，应缩短分析时间。3.6.3中和退酸水冲洗过程：后阶段每15分钟测定出口水的ph值。3.6.4钝化过程：每3-4小时测定钝化液中的ph值和po43-浓度。上述项目的测定方法见附录7清洗过程化学监测分析方法3.7清洗质量验收要求3.7.1除垢率：（1）清洗以碳酸盐为主水垢，除垢面积应达到原水垢覆盖面积的8010-2以上。（2）清洗硅酸盐或硫酸盐水垢，除垢面积应达到原水垢覆盖面积的6010-2以上。如除垢率低于上述规定，或虽达到规定要求但锅炉主要受热面上仍覆盖有难以清理的水垢时，应在维持锅水碱度达到以水质标准上限值的条件下，将锅炉运行1个月左右再停滞不前炉，用人工清理脱落的垢渣和残垢。3.7.2锅炉清洗表面应形成良好的钝化保护膜，金属表面不出现二次浮锈，无点蚀。3.7.3用腐蚀指示片测量的金属腐蚀速度的平均值应小于6g/（m2.h），且腐蚀总量不大于72g/m2。3.7.4锅内所有水冷壁管和对流管等都应畅流无阻。如清洗前已堵塞的管子，清洗后仍无法疏通畅流的，应由有资格的单位修理更换。第四章4.1电站锅炉是指以发电和热、电联产为主要目的的锅炉，一般指额定工作压力3.8mpa的锅炉。4.2电站锅炉化学清洗条件的确定：4.2.1新建锅炉的化学清洗，应能除去新建锅炉在轧制、加工过程中形成的高温氧化物以及在存放、运输、安装过程中所产生腐蚀产物、焊渣和泥沙污染物等。其清洗范围为：（1）直流炉和额定工作压力为9.8mpa及以上的锅筒式锅炉，在投产前必须进行酸洗，额定工作压力在9.8mpa以下的锅筒式锅炉，除锈蚀严重者外，一般可不进行酸洗，但必须进行碱煮。（2）再热器一般不进行化学清洗，但额定工作压力大于13.ompa锅炉的再热器可根据情况进行化学清洗。清洗时必须保证管内流速大于0.15m/s，过热器进行化学清洗时，必须有防止立式管产生气塞和腐蚀产物的管内沉积的措施。（3）容量为200mw以上的机组，凝结水及高压给水系统必须进行化学清洗（不包括高压加热器）；容量为200mw以下的机组，凝结水及高压给水管道的化学清洗，应根据管道内壁的腐蚀产物情况决定。4.2.2运行锅炉化学清洗的确定：（1）当水冷壁 管内的沉积物量或锅炉化学清洗的间隔时间超过表1中的极限值时，就应安排化学清洗。锅炉化学清洗的间隔时间，也可根据运行水质的异常情况和大修时锅炉的检查情况，作适当变更。1确定运行锅炉需要化学清洗的条件 炉型锅筒式锅炉直流炉额定工作压力mpa13.0沉积物量*g/m2600-900400-600300-400200-300清洗间隔年限a一般12-151064注：表中的沉积物量，是指在水冷壁管热负荷最高处向火侧180部位割管取样，用洗垢法测得的沉积物量。洗垢法测定垢量的方法见附录8确定清洗工艺的小型试验方法。（2）燃油燃气锅炉和液排渣炉，应按表1中规定的提高一级参数锅炉的沉积物极限量确定化学清洗。一般只需清洗锅炉本体，蒸汽通流部分是否进行化学清洗，应根据实际情况决定。4.3清洗前应完成的准备工作：4.3.1机组热力系统已安装或检修完毕，并经水压试验合格。4.3.2临时系统安装完毕后，应通过1。5倍清洗工作压力的热水水压试验。清洗泵和各种计量泵及其它转动机械经试运转无异常。4.3.3储、供水的质量和数量已能满足化学清洗和冲洗的用水需要。清洗用水量可参照附录9发电锅炉化学清洗用水。4.3.4废液处理临时或正规设施应安装完毕，并能有效地处理排放废液。4.3.5 安装在临时系统中的温度、压力、流过表计及分析仪器应经计量校验合格，并备齐全。腐蚀指示片、监视管等制作完毕。4.4 清洗系统及其安装4.4.1 清洗方式应根据清洗介质和炉型来选择，一般盐酸、柠檬酸、edta等采用循环清洗，氢氟酸采用开式清洗。4.4.3 清洗系统的安装应符合下列要求:4.4.2.1 安装临时系统时，水平敷设的临时管道，朝排水方向的倾斜度不得小于1/200。应保证临时管道的焊接质量。焊接部位应位于易观察之处，焊扫不宜靠近重要设备。4.4.2.2 所有阀门在安装前，必须研磨，更换法兰填料，并进行水压试验。阀门压力等级必须高于清洗时相应的压力等级。阀门杰身不得带有钢部件。阀门及法兰填料垃采取采耐酸、碱的防腐材料。edta清洗时，升温后应检查并紧固循环系统内所有的法兰螺栓。4.4.2.3 清洗箱的标高及液位应能满足清洗泵的吸人高度，以防泵抽空。安装泵进、出口管道时，应考虑热膨胀补偿措施，不便水泵受到过大的推力。4.4.2.4 可在锅筒上设临时液位计及液位报警讯号。根据循环流速的要求，在锅筒下降管口设节流装置，并将锅筒放水管加高。4.4.2.5 清洗系统中的监视管段应选择脏污程度比较严重，并带有焊口的水冷壁管，其长度为350-400mm，两端焊有法兰盘，监视管段一般安装于循环泵出口，必要时高压锅炉还应在水冷壁管处设置监视管装置。4.4.3 不参加化学清洗的设备、系统应与化学清洗系统可靠地隔离，要求:（1）拆除锅筒内不宜清洗的装置；（2）水位计及所有不耐腐蚀的仪表，取样、加药等管道均应与清洗液隔离；（3）过热器若不参加清洗，应采取充满除盐水等保护措施。4.4.4 为维持锅炉清洗液的温度，应严密封闭炉膛及尾部烟道出口。4.4.5 在锅筒不位监视点、加药点及清洗泵等处，应设通讯联络点。4.4.6 应将清洗系统图挂于清洗现场。系统中的阀门应按图纸编号，并挂编号牌。管道设备应标明清洗液流动方向，并经专人核对无误。4.4.7 系统安装完毕后应清理系统内的砂石、焊渣和其它杂物。4.5 电站锅炉化学清洗工艺一般工艺步骤为:系统水冲洗、碱洗、碱煮转型、碱洗后的水冲洗、酸洗、酸洗后的水冲洗、漂洗私钝化，其清洗工艺的主要控制条件见附录10电站锅沪化学清洗工艺综合表。4.5.1 系统水冲洗新建锅炉，在化学清洗箭必须进行水冲洗。可用过滤后的 澄清水或工业水进行分段冲洗