温度过低对锅炉化学清洗的影响

温度过低对锅炉化学清洗的影响温度过低对锅炉化学清洗的影响 摘要 温度过低不仅达不到除垢除锈的目的 而且影响钝化效果 无法形成致密的钝化膜 造成重大经济损失 1 前言 锅炉化学清洗包括新炉的煮炉和旧炉的除垢 煮炉过程为 水 冲洗 碱洗脱脂 碱洗后水冲洗 酸洗 酸洗后的水冲洗 漂 洗 中和钝化 清洗过程中温度控制极为重要 温度过高不利 于现场控制 还会造成锅炉新的腐蚀 而温度过低则达不到酸 洗除垢的目的 同时温度过低还会影响钝化效果 无法形成致 密的保护膜 齐鲁石化公司热电厂 5 炉就发生了清洗时温度过 低而清洗质量的事故 2 概述 热电厂 5 炉 hg410 100 11 型自然循环单汽包单段蒸发集中下 降管 尾部双级布置的锅炉 锅炉四周布满水冷壁 炉膛出口 处布置屏式过热器 水平烟道处为两级对流过热器 尾部竖井 交错 布置 2 级省煤器和 2 级空气预热器 炉顶水平烟道转向 室和尾部包墙均用鳍片包敷 汽包直径 1600mm 筒身厚 90mm 筒身长 1300mm 封头壁厚 100mm 汽包全长 14520mm 汽包内设有 56 个 315 旋风分离器 汽包内还设有 磷酸盐加药装置和连排装置 锅炉炉堂四周布满 60 5 节距为 80mm 的鳍片管焊全密封的膜式水冷壁 炉膛四壁共 4 124 根 上升管 7 根 377 25 集中下降管从汽包最低点引出至运转层以 下 再以 48 根 133 10 的连接管分散引入水冷壁下集箱 前水 冷壁 后水冷壁 和侧水冷壁上集箱公用 42 根 133 10 的汽水 引出管 斜包墙上集箱用 12 根 133 10 汽水引出管同汽包相连 接 本次化学清洗是本台锅炉第一次清洗 由施工单位负责 其主 要目的是脱脂除锈 清洗焊渣 钝化 保证锅炉初次运行的安 全和水汽品质 清洗范围为省煤器 水冷壁 下降管 汽包 3 化学清洗工艺控制 3 1 化学清洗工艺设计 3 1 1 碱洗 用 0 05 洗涤剂 0 05 na3po4 0 2 na2hpo4 溶液 循环清洗 12h 清洗温度为 80 90 3 1 2 碱洗后水冲洗 用除盐水冲洗至出水 ph 8 4 水质透明 放尽冲洗水 检查系统中有否焊接口泄漏或其它缺陷 如有应 立即消除 以减少化学清洗时可能出现的问题 并准备足够的 除盐水 3 1 3 酸洗 在 5 hci 0 3 tp 1 缓蚀剂 0 5 酸脲 0 5 naf 溶 液中循环清洗 8 10h 酸洗液温度为 50 5 酸洗涤过程应加 强酸液浓度和铁离子浓度的分析 检查是否达到了平衡并取下 监视管检查酸洗效果 当酸洗过程中铁离子浓度趋稳定 监视 管内基本清洗 再循环 1h 左右便可停止酸洗 3 1 4 酸洗后水冲洗 酸洗后如有较多的未溶解沉渣堆集在清洗 系统的死角时 可在酸洗液排尽后 用水冲洗至出水 ph 4 5 时 排放 用人工清理汽包 集箱和下集箱手孔内的沉渣 3 1 5 钝化 钝化液维持 n2h4 浓度为 200 300mg l ph 9 5 10 在 90 5 的钝化液中循环 24h 后热 炉放水 与此同时 在废液处理池中放入 nacl 溶液进行分解 处理到 n2h210ug l 3 2 1 i 回路 3 3 化学清洗过程的监督 由于现场施工时对拌热管线管径未经计算 管径过细且锅炉入 口管线未加保温层 实际清洗过程温度偏低 碱洗时温度最高 只有 43 酸洗时清洗箱液体温度满足不了酸洗的工艺要求 只有 35 左右 因此整个酸洗过程基本是在室温下进行的 整 个酸洗过程由下午 13 00 开始 23 00 结束 分析结果见酸 洗过程监测表 3 1 表 3 1 酸洗过程监测表 时间酸度 铁离子 mg l 入口出口fe2 fe3 14 20 2 71 2 15 05 3 93 55 556 15 30 4 22 6 16 15 4 73 7 17 15 3 83 4 17 30 3 62 8 448 6238 19 15 4 0 3 5 336 5320 20 15 4 9 4 4 348 5628 21 05 4 6 4 4 420 6160 22 20 3 8 3 4 280 6776 23 00 3 8 3 4 390 6888 0 20 用除盐水冲洗系统 5 40 开始钝化 钝化时清洗箱内液 体温度 80 系统回液温度 40 左右 分析结果见表 3 2 表 3 2 钝化过程监测表 表 3 2 钝化过程监测表 时间入口出口 温度 ph温度 ph 8 56 3710 203410 10 10 20 429 88399 95 11 00 539 9429 86 13 10 52 9 18 42 9 91 4 化学清洗效果检查与评价 4 1 汽包检查 化学清洗钝化结束后 对汽包进行了检查 发现汽包壁清洗不 彻底 有的地方有铁锈焊渣 给水分配槽等地方钝化膜不明显 汽包内监测挂片钝化效果不明显 无均匀钝化膜 4 2 割管检查 为进一步检查化学清洗效果 在 13 米平台后墙近 3 角喷燃器 的水冷壁及低温省煤器进行割管发生水冷壁管内有大量铁锈未 除去 焊口清洗不彻底 无明显钝化膜 省煤器管内有铁锈 钝化效果不好 4 3 影响清洗质量的原因 4 3 1 温度不足对碱洗效果的影响 碱洗的药剂为 na3po4 na2hpo4 等 对锅炉的附着的油污垢有 水解的作用 使不溶于水的油脂生成可溶于水的有机酸和醇等 同时对碱溶性的硅酸盐有溶解作用 其反应方程式如下 sio2 2naoh na2sio3 h2o 反应生成的 na2sio3 易溶于水 同时 na3po4 还会使坚硬致密的 硫酸钙和碳酸钙软化为松软的磷酸钙沉淀 其反应方程如下 3casc4 2na3po4 ca3 po4 2 2na2so4 3caco3 2na3po4 ca3 po4 2 2naco3 碱洗液中加入 0 05 的润湿剂能够改善清洗表面的润湿性 提 高碱洗效果 碱洗过程温度越高越有利于油脂的水解和水垢的 疏松 但过高的温度不利于现场控制 因此一般碱洗过程温度 控制为 80 90 而本次碱洗最高温度只有 43 严重影响了 下一步的酸洗和钝化质量 4 3 2 温度过低对酸洗过程的影响 酸洗温度的升高有利于除锈除垢 但在高温下大部分缓蚀剂的 缓蚀效率降低并且金属反应的速度也加快 酸洗液温度对钢铁 的腐蚀速度的影响见表 4 1 表 4 1 酸洗液温度对钢铁的腐蚀速度的影响 温度 20304050607080 腐蚀速度 g m2 h 0 320 420 600 901 763 055 67 腐蚀速度比较倍 数 1 01 31 92 85 39 517 7 从表中看出对腐蚀速度来讲 酸洗时温度的影响已经超过了酸 洗液浓度的影响 因此酸洗液温度一般控制在 40 60 酸洗 时间不超过 12h 本次清洗实际控制酸洗时间 10h 温度 35 致使部分管段表面铁锈并未彻底除去 4 3 3 温度过低对钝化效果的影响 钝化是对酸洗的珠锅炉采取的一项保护性措施 酸洗后的金属 表面非常活泼 当暴露于大气中时很容易被氧腐蚀 因此必须 采取钝化措施在金属表面形成致密的保护膜 温度较高能够加 快保护膜的形成速度 对于采用 n2h4 钝化液的钝化过程一般控 制温度为 90 左右 本次钝化进口最高温度只有 52 出口 42 影响了钝化效果 4 4 补救措施 经过与施工单位协调 进行第二次漂洗钝化 再次钝化前将系 统内的铁锈及残渣等进行清理 并进行冲洗 将原蒸汽管线更 换成较粗的蒸汽管线并加装流量计 严格按施工方案要求的温 度进行漂洗钝化 钝化后清洗箱内的监视管内表面形成了均匀 的兰灰色钝化膜 无浮锈生成 为了检查第二次钝化效果 在 第一次割管部位进行第二次割管检查 发现汽包内壁 水冷壁 管 省煤器管形成了黑灰色的钝化膜 无浮锈生成 4 结论 由于第一次化学清洗钝化 蒸汽管管