火力发电厂锅炉化学清洗导则（一）

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发表于 2007-7-31 21:09:14 |只看该作者 |倒序浏览

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中华人民共和国电力行业标准
SD 135—86
火力发电厂锅炉化学清洗导则

中华人民共和国水利电力部1986-04-07批准                1986-09-01实施

1 总则
1.1 锅炉的化学清洗，是保持受热面内表面清洁，防止受热面因结垢、腐蚀引起事故，提高电厂水汽品质的必要措施之一。
1.2 锅炉的化学清洗，要求能除去新建锅炉在轧制、加工过程中形成的高温氧化轧皮以及在存放、运输、安装过程中所产生的腐蚀产物、焊渣和泥沙污染物等；除去运行锅炉在金属受热面上积聚的氧化铁垢、钙镁水垢、铜垢、硅酸盐垢和油垢等。
1.3 化学清洗的步骤一般是：系统水冲洗，碱洗，碱洗后的水冲洗，酸洗，酸洗后的水冲洗，漂洗和钝化。
1.4 新建锅炉的清洗范围如下：
1.4.1 直流炉和过热蒸汽出口压力为9.8 MPa及以上的汽包炉，在投产前必须进行化学清洗；压力在9.8 MPa以下的汽包炉，除锈蚀严重者外，一般可不进行酸洗，但必须进行碱煮。
1.4.2 再热器一般不进行化学清洗，但出口压力为 17.4 MPa机组的锅炉再热器可根据情况进行化学清洗。清洗时，必须保证管内流速达0.15m/s以上。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在管内沉积的措施。
1.4.3 容量为200MW及以上的机组，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。
1.5 运行炉化学清洗的确定。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，还可根据运行水质的异常情况和大修时锅内的检查情况，作适当变更。
以重油和天然气为燃料的锅炉和液态排渣炉，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，应按实际情况决定。
表1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B。
1.6 化学清洗方式可分为：循环清洗、开式清洗及浸泡清洗三种。一般情况下，采用循环清洗或开式清洗。
1.7 酸洗液中应添加合适的缓蚀剂，酸洗时的金属腐蚀速度应小于10g/(m2·h)。化学清洗后的金属表面应形成完整的保护膜，不应产生二次锈蚀和点蚀。
1.8 锅炉的化学清洗一般应采用软化水、除盐水或凝结水，应备足水量。
表1 确定需要化学清洗的条件

炉       型

汽  包  锅  炉

直流炉

主蒸汽压力  MPa

＜5.88

5.88～12.64

＞12.74

沉积物量  g/m2

600～900

400～600

300～400

200～300

清洗间隔年限  a

一般12～15

10

6

4
1.9 锅炉化学清洗完毕后，若不能立即投入运行，应采取防腐措施。
1.10 化学清洗排出的各种废液应进行处理，使排放废液符合GBJ4—73《工业“三废”排放试行标准》的规定。
1.11 工作人员在化学清洗过程中应严格遵守安全规程，确保人身安全。
1.12 化学清洗方案应呈报上级批准，并成立化学清洗小组，负责锅炉的化学  清洗。
1.13 参加化学清洗人员应根据国家劳动保护有关规定，享有劳动保健的待遇。
2 化学清洗条件的确定
2.1 化学清洗介质的选择，一般根据垢的成分，锅炉设备的构造、材质，清洗效果，缓蚀效果，经济性的要求，药物对人体的危害以及废液排放和处理要求等因素进行综合考虑。一般应通过试验选用清洗介质，以及确定清洗参数。可选用的清洗介质有盐酸、氢氟酸、柠檬酸、EDTA铵盐等。对于不同成分的垢，适用的药剂和清洗条件可参见表2。
应根据清洗介质和炉型来选择清洗方式。盐酸、柠檬酸、EDTA铵盐一般可采用循环清洗，氢氟酸可采用开式清洗。
2.2 为了减少清洗液对金属的腐蚀，盐酸的最大浓度一般不超过10%，氢氟酸的最大浓度不超过3%，有机酸的浓度不超过10%，清洗液浓度可由试验确定。
表2 清洗介质的选择

序号

清洗工艺名称

清洗介质

添加药品

适用的垢类

适用炉型及金属材料

优  缺  点

1

  盐酸清洗

4%～7% HCl

CaCO3＞3%
Fe3O4＞40%
SiO2＜5%

汽包炉

碳  钢

  清洗效果好，价格便宜，货源广，废液易于处理

2

  盐酸清洗清除硅酸盐垢

4%～7% HCl

  0.5%氟化物

Fe3O4＞40%

SiO2＞5%

汽包炉

直流炉

  对含硅酸盐的氧化铁垢清洗效果好，价格便宜，货源广

3

  盐酸清洗，清除碳酸盐垢、硫酸盐垢和硫酸盐硬垢

4%～7% HCl

  清洗前必须用 Na3PO4、NaOH碱煮。然后清洗液中加入0.2% NH4HF2或0.4% NaF及
0.5%(NH2)2CS(无CuO不加)

CaCO3＞3%
CaSO4＞3%
Fe3O4＞40%
SiO2＞20%
CuO＜5%

汽包炉
碳钢及低合金钢

  对坚硬的硅酸盐、氧化铁垢(CuO＜5%)有足够的清洗能力，价格便宜，货源广，清洗工艺简单，易于掌握。废液较难处理

4

  盐酸清洗、氨洗除铜

4%～7%HCl

  盐酸清洗后，用1.3%～1.5% NH3·H2O及0.5%～0.75%(NH4)2S2O8清洗除铜

Fe3O4＞40%
CuO＞5%

  适用于含 CuO＞5%的氧化铁垢的清洗。清洗后除铜效果好，但工艺步骤多

5

  盐酸清洗，硫脲一步除铜钝化

4%～7% HCl

  0.2% NH4HF2或0.4% NaF及6～8倍铜离子浓度的(NH2)2CS

Fe3O4＞40%
CuO＞5%

汽包炉
碳钢及
低合金钢

  适用于含 CuO＞5%的氧化铁垢的清洗。工艺简单，效果好

6

  盐酸清洗，硫脲一步除铜钝化还原铁工艺

4%～7% HCl

  0.2% KCNS(若 Fe3 ＜500 mg/L不加)
  0.2% NH4HF2或0.4% NaF及6～8倍铜离子浓度的(NH2)2CS

Fe3O4＞40%
CuO＞5%

7

盐酸清洗
微酸性除铜钝化

4%～7%HCl

  HCl洗后漂洗时，在0.2%～0.3%H3C6H5O7溶液中添加1)1.5%～2% NaNO2，并保持100～200 mg/L CuSO4、50～100 mg/L Cl-

Fe3O4＞40%
CuO＞5%

汽包炉
直流炉

  适用于含 CuO和Fe3O4垢的清洗在 pH值为4～5的条件下漂洗，除铜效果好。但当 pH值控制不当时，NaNO2易发生分解，造成二次污染

8

柠檬酸清洗

2%～4%
H3C6H5O7

  在 H3C6H5O7中添加氨水pH至3.5～4

Fe3O4＞40%

直流炉
过热器
奥氏体钢

  清洗系统简单，不需对阀门采取防护措施，危险性较小，清除氧化铁垢能力较差

9

“协调EDTA”清洗

EDTA浓度
根据小型试验定

  根据垢样确定

Ca3CO3
Fe3O4＞40%
CuO＜5%

汽包炉
奥氏体钢

  清洗系统简单，时间短，清洗水量少，但药品价格昂贵，废液必须回收，废液回收率为80%左右

10

  氢氟酸开路清洗

1%～1.5% HF

Fe3O4＞40%
SiO2＞20%

直流炉
过热器
奥氏体钢

  对氧化铁垢溶解能力强，反应速度快，清洗时间短，废液处理较麻烦
注：1)盐酸清洗，微酸性除铜钝化溶液中含有Cl-时，应事先用盐酸将水的 pH值调到5，当水温升至56℃时，按照H3C6H5O7、NaNO2和 CuSO4的先后顺序依次加入，并搅拌均匀。
2.3 为确保酸洗效果，必须选择合适的酸洗缓蚀剂，可供选用的国产商品酸洗缓蚀剂的性能参见表3。
表3 国产商品缓蚀剂的性能1)

序号

缓蚀剂性能

缓蚀剂种类

IS—129

IS—156

7793

天津若丁
801

工读
3号—A

抚顺改
型若丁

7801 B

SH—416

IMC—5

F—102

1

  使用介质

5% HCl

5% HCl

5% HCl

5% HCl

5% HCl

5% HCl

5% HCl

1%～2% HF

4%～12%HCl
加1%～2%HF

1%～2%HF

2

  缓蚀剂剂量  %

0.2～0.3

0.2～0.3

0.2～0.3

0.2～0.3

0.2～0.4

0.2～0.3

0.3

0.3

0.2～0.3

0.3

3

  腐蚀速度(静态)g/(m2·h)

0.43～0.65

0.2～0.22

0.47～0.52

0.58～0.65

0.68

0.66～0.70

0.25～0.8

20号钢4)
＜1
15 CrMo4)
＜1
Π11 ＜1.174)
F11＜1.84)

20号钢4)
＜1
2 Cr13＜14)

0.34～0.48

4

  缓蚀效率  %

98.1～97.1

99

97.73～98

97.2～97.4

97

97.13～97

99

99

99

97.55

5

  不同铁离子浓度下的腐蚀速度g/(m2·h)2)

铁离子
浓
度
mg/L

0

0.42

0.44

0.38

0.63

0.56

0.68

0.27

0.93)

100

0.76

0.76

0.81

0.76

0.79

0.82

0.56

1.4

300

1.33

1.45

1.24

1.33

1.11

1.30

1.09

2.2

500

1.85

2.11

1.80

1.65

1.70

2.07

1.56

3.3

1000

3.25

3.14

3.24

—

3.15

3.27

3.01

5.0

1500

7.5

出现局部腐蚀的(Fe3 )浓度 mg/L

＞1000时有点蚀

＞500时有点蚀

＞500时有条状腐蚀

＞1000
时有点蚀

＞500
时有点蚀

  酸的质量，浓度、温度、循环时间对缓蚀效果的影响

√

√

×

√

  缓蚀剂的水溶性

√

√

√

√

√

√

×

√

  产生针状点蚀

√

√

√

√

√

√

  化学清洗后残留有害薄膜

√

√

√

×

√

  溶垢能力强，不分解变质

√

√

√

√

√

√

√

√

  耐长期存放

√

√

√

√

√

√

  有害物质

×

×

×

×

√

√

  废液处理时不着色COD5)少

√

√

×

×

×

√

√
注：1)试验温度为50±5℃，钢材为20号钢，6h浸泡试验。
2)试验温度为50±2℃，钢材为20号钢，6h浸泡试验。
3)试验温度为50℃，在6%HCl溶液中加入0.62%IMC—5，钢材为20号钢。
4)试验温度50±5℃，6h动态腐蚀试验，钢材分别为20号钢，15CrMo、Π11、F11钢。
5)COD为化学耗氧量。
表中√——无影响，性能好。
   ——有些影响，性能尚好。
×——有影响，性能差。
2.4 循环酸洗应维持炉管中酸液的流速为0.2～0.5m/s，不得大于1m/s。开式酸洗应维持炉管中酸液的流速为0.15～0.5m/s，不得大于1m/s。
2.5 酸液温度越高，清洗效果越好，但金属的腐蚀速度也随之增加，缓蚀剂的效果随温度升高而降低。在酸洗时，酸液温度不可过高，无机酸的清洗温度一般采用40～70℃，柠檬酸的清洗温度为90～98℃，EDTA铵盐的清洗温度为120～140 ℃。
清洗时盐酸液与金属接触的时间一般不超过12 h。
2.6 三价铁离子会加速钢铁的腐蚀。即使酸洗废液中酸的浓度较高，一般也不能再用来清洗第二台锅炉。为抑制Fe3 的影响，可加入还原剂如Na2SO3、N2H4·H2O、SnCl2、NH4CNS等。
2.7 若氧化铁垢中含铜量较高时，应采取防止金属表面产生镀铜的措施。详见4.6。
使用TSX-04酸性除油缓蚀剂(太仓制药厂产品)可一次完成碱洗和酸洗，能简化清洗工艺，节省时间和用水，其除油能力大于或等于5kg牛油/kg产品，金属腐蚀速度小于10g/(m2·h)，金属缓蚀率大于或等于95%。
3 化学清洗系统的设计、安装 3.1 化学清洗系统的设计，应根据设备结构、热力系统和清洗介质、清洗方式来确定。一般
汽包炉循环清洗的系统示意图可参考图1。直流炉若采用循环清洗，清洗范围为高、低压给水系统、炉本体及高温过热器时，清洗系统可参考图3(a)；清洗范围为高、低压给水系统及炉本体时，清洗系统可参考图3(c)；清洗范围为高、低压给水系统、炉本体、高温过热器及再热器时，清洗系统可参考图3(b)。直流炉若采用氢氟酸开路清洗，清洗范围为高、低压给水系统、炉本体、高温过热器及再热器时，清洗系统可参考图3(a)；清洗范围为高、低压给水系统、炉本体及高温过热器时，清洗系统可参考图3(b)。

图1 汽包炉循环清洗系统示意图
1—省煤器；2—汽包；3—水冷壁下联箱；4—清洗箱；5—清洗泵；
6—浓药泵；7—浓碱箱；8—浓酸箱G—流量表；P—压力表；
T—温度计；U—取样点；Y—腐蚀指示片安装处；F—转子流量计
清洗系统的设计，应符合以下几点要求：
1)水、热源应充足，电源应安全可靠。
2)各回路的流速，应力求均匀。清洗系统应尽量简化，便于操作，并能合理、有效地处理清洗废液。液。
  3)为保证清洗泵连续可靠运行，清洗泵应耐腐蚀并需设置备用泵。用普通清水泵作清洗泵时，泵壳及叶轮可涂防腐涂料，或耐酸漆。要外加压力密封水，以确保轴封严密，盘根处应加装浸油石墨盘根、柔性石墨盘根，或聚四氟乙烯盘根等。    4)酸洗过程中不允许采用炉膛点火方式加热，以防爆炸和产生局部过热。一般采用表面
式或混合式加热器加热清洗液。混合式加热器构造图可参考附录A。
5)冲洗时，水流速应达到清洗流速的1倍以上。一般可采用清洗泵进行冲洗。直流炉可用清洗泵、给水泵或凝升泵进行冲洗。
3.2 加酸方式主要有以下几种：
3.2.1 清洗回路充满水后，先进行循环，然后用浓酸泵或酸喷射器向清洗回路内加入浓酸，边循环，边配酸。
3.2.2 在溶液箱内配成一定浓度的稀酸，再用清洗泵送入清洗系统。
3.2.3 采用开路酸洗时，将浓酸按一定比例用计量泵打入正在运转的给水泵出口或清洗泵出口。
3.3 清洗系统的划分按下列要求进行：
3.3.1 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、炉本体和汽系统三个系统进行清洗。
3.3.2 应使每个回路具有相差不多的通流截面或流速。
3.4 清洗系统的安装应满足下列要求：
3.4.1 安装临时系统时，管道内不得有砂石和其他杂物。水平敷设的临时管道，朝排水方向的倾斜度不得小于1/200。按永久管道的质量要求，检查临时管道的焊接质量。焊接部位位于易观察之处，焊口不宜靠近重要设备。
3.4.2 所有阀门在安装前，必须研磨，更换格兰填料，并进行水压试验。所有的阀门压力等级必须高于清洗时相应的压力等级。阀门本身不得带有铜部件。阀门及法兰填料，采用耐酸、碱的防蚀材料。 3.4.3 清洗泵入口侧(或酸箱出口)应装滤网，滤网孔径应小于5mm，有效通流截面应大于入口管截面积的3倍。安装泵进、出口管道时，应考虑热膨胀补偿措施，不使水泵受到过大的推力。
3.4.4 清洗箱的标高及液位应能满足清洗泵的吸入高度(清洗箱出口至泵的吸入口的位差至少应有2m)，以防泵抽空。清洗泵轴瓦应加强冷却。
3.4.5 化学清洗时，可在汽包上设临时液位计及液位报警信号。根据循环流速的要求，在汽包下降管口，点焊节流孔板，并将汽包放水管加高。
3.4.6 锅炉顶部及清洗箱顶部，应设有排氢管，并应有足够的通流截面。
3.4.7 临时系统中安装的温度、压力、流量表计及分析仪表，应经校验合格后方能使用。不耐腐蚀的表计，应采取隔绝清洗液的措施。
3.4.8 临时设置的药箱，不宜布置在电缆沟附近。通道上的临时管道要设有临时便桥。清洗现场的道路应平整、畅通，并有良好的照明设施。
4 化学清洗工艺过程
表4 化学清洗用水量表

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