熔煉余熱鍋爐化學(xué)清洗方法及應(yīng)用

摘要：在新建鍋爐投產(chǎn)前或在役鍋爐停爐檢修過(guò)程中，會(huì)因不同原因在鍋爐受熱面管壁內(nèi)產(chǎn)生鐵銹、焊渣、浮塵、油污等殘留物，若不經(jīng)任何處理，鍋爐運(yùn)行時(shí)會(huì)導(dǎo)致水、汽品質(zhì)差，影響機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為此，鍋爐投運(yùn)前，需對(duì)鍋爐受熱面管道內(nèi)壁進(jìn)行化學(xué)清洗。現(xiàn)闡述了某冶煉余熱鍋爐檢修后對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行化學(xué)清洗的方法，效果顯著，為同行業(yè)的鍋爐化學(xué)清洗提供了參考。

關(guān)鍵詞：化學(xué)清洗;余熱鍋爐;水沖洗;酸洗

0 引言

新建鍋爐在制造、運(yùn)輸、貯存、安裝等過(guò)程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生油污、鐵銹、焊渣和泥砂等不同種類的污物及腐蝕產(chǎn)物，影響鍋爐的安全運(yùn)行[1-2]。因水分子本身具有很強(qiáng)的氧化性，鍋爐長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)使鍋爐水冷壁管管內(nèi)形成致密堅(jiān)固的水垢，影響鍋爐水冷壁管的均勻受熱，導(dǎo)致傳熱惡化，鍋爐運(yùn)行效率降低，甚至?xí)l(fā)生水冷壁爆管現(xiàn)象，造成鍋爐被迫停運(yùn)[3]。在鍋爐停爐檢修過(guò)程中，鍋爐水冷壁管因焊接會(huì)產(chǎn)生鐵銹、焊渣、油污等，鍋爐投運(yùn)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致水、汽品質(zhì)較差[4]，影響鍋爐的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，更有可能造成汽輪機(jī)葉片點(diǎn)蝕。

本文針對(duì)某冶煉余熱鍋爐停爐檢修后，鍋爐水冷壁管因焊接而造成管內(nèi)壁產(chǎn)生大量鐵銹、焊渣的情況，結(jié)合目前一些技術(shù)成熟的工業(yè)鍋爐化學(xué)清洗方法[5-6]，制定了適合該單位的一套鍋爐化學(xué)清洗方案。

1 設(shè)備概述

某冶煉余熱鍋爐型號(hào)為QFC40/1200-26-4.4/257，由銅熔煉爐爐蓋、上升煙道、下降煙道和對(duì)流區(qū)四部分組成，其水循環(huán)采用強(qiáng)制循環(huán)和自然循環(huán)混合循環(huán)的方式。

銅熔煉爐爐蓋、上升煙道、下降煙道受熱面均為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，由？準(zhǔn)38 mm×5 mm鍋爐鋼管與5 mm厚的扁鋼焊接制成;對(duì)流區(qū)爐墻也采用膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，在對(duì)流區(qū)布置有凝渣管屏、第一對(duì)流管束、第二對(duì)流管束、第三對(duì)流管束、第四對(duì)流管束，全部采用鍋爐鋼管彎制而成;受熱面為U型布置，不能進(jìn)行底部排污。

2 清洗方法

2.1 ? ?水沖洗及系統(tǒng)試壓檢漏

水力沖洗的目的是除去被清洗系統(tǒng)內(nèi)的松動(dòng)沉積物，流速愈快愈好，沖洗至目測(cè)進(jìn)水與出水的澄清度相近時(shí)結(jié)束。

向系統(tǒng)注水，啟動(dòng)清洗循環(huán)泵使系統(tǒng)處于循環(huán)狀態(tài)，用回液閥調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力至0.8 MPa，檢查被清洗系統(tǒng)中的焊縫、法蘭、閥門(mén)、短管連接等處是否有泄漏現(xiàn)象，如有，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。

2.2 ? ?堿洗脫脂

脫脂是指除去管壁內(nèi)油污、防銹漆等污垢。水沖洗結(jié)束后系統(tǒng)在常溫下保持水循環(huán)，加入0.5%～0.8%濃度的NaOH、0.2%～0.5%濃度的Na3PO4、0.5%～1.0%濃度的NaSiO4混合藥劑，待進(jìn)回液濃度接近且2 h內(nèi)基本保持不變時(shí)脫脂結(jié)束，此過(guò)程大概需要12 h。脫脂廢液排入至中和池進(jìn)一步處理。

2.3 ? ?堿洗后水沖洗

為消除堿洗脫脂殘留的脫脂液，使少量疏松雜質(zhì)脫離管壁表面被帶走，將脫脂液排盡后，用軟化水進(jìn)行沖洗，先以高位注滿，低點(diǎn)排放，并不斷打開(kāi)各排污點(diǎn)檢測(cè)pH值和濁度，當(dāng)系統(tǒng)出水及各排污點(diǎn)的pH值<8時(shí)，系統(tǒng)注滿軟化水，循環(huán)1 h，同時(shí)監(jiān)測(cè)各排污點(diǎn)和出水的pH值及澄清度。

2.4 ? ?酸洗

水沖洗結(jié)束后，調(diào)整系統(tǒng)處于低液位循環(huán)狀態(tài)，先加入緩蝕劑，待緩蝕劑循環(huán)均勻后，再依次加入各酸洗藥劑，各藥劑濃度如表1所示。在酸洗過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制酸濃度在4%～7%、鐵離子濃度<1 000 mg/L 。在酸洗過(guò)程中定時(shí)取樣分析，定時(shí)進(jìn)行正、反向循環(huán)切換和排污。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)酸濃度、鐵離子濃度在2 h內(nèi)經(jīng)測(cè)量不變，且監(jiān)視管段內(nèi)的污垢完全除盡時(shí)，結(jié)束酸洗。酸洗廢液排入已裝有脫脂廢液的中和池中。

2.5 ? ?酸洗后水沖洗

酸洗結(jié)束，迅速將廢酸液排出系統(tǒng)，用大量除鹽水沖洗，盡量縮短沖洗時(shí)間，保持最大進(jìn)水流量對(duì)水冷壁管進(jìn)行沖洗。其目的是除去殘留的酸洗液及洗落的固體顆粒，在沖洗過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行各支路切換、正反向切換和排污，酸洗后水沖洗出水合格標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

2.6 ? ?漂洗

沖洗后，將系統(tǒng)充滿水，加入漂洗藥劑（0.5%～1.0%氫氟酸+0.3%～0.4%緩蝕劑）進(jìn)行漂洗。在1 h內(nèi)鐵離子濃度<300 mg/L、酸濃度在0.5%～1.0%保持不變后，結(jié)束漂洗。

2.7 ? ?中和、鈍化

漂洗后金屬管壁內(nèi)表面處于較高活性狀態(tài)，容易產(chǎn)生二次浮銹，通過(guò)對(duì)金屬管壁內(nèi)表面進(jìn)行鈍化處理，可以在金屬管壁內(nèi)表面形成一層氧化膜，使金屬處于鈍態(tài)，防止二次浮銹的生成。漂洗結(jié)束時(shí)，應(yīng)保證漂洗液中的總鐵離子含量<300 mg/L，若超過(guò)該值，應(yīng)用除鹽水更換或稀釋部分漂洗液至鐵離子含量小于該值后，再用氨水將pH值調(diào)至9～10，加入鈍化劑，采用的鈍化劑及濃度如表3所示，循環(huán)4～6 h。鈍化廢液排入中和池。

整個(gè)清洗過(guò)程產(chǎn)生的廢水排入中和池中加入氧化鈣、氨基磺酸，通入壓縮空氣進(jìn)行攪拌中和，控制中和后廢水pH值為6～9，通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)泵打入污水井中再利用。

3 清洗效果

清洗結(jié)束后，隨機(jī)對(duì)被清洗受熱面管進(jìn)行切割檢測(cè)，其清洗效果如下：

（1）各受熱面金屬內(nèi)壁表面清潔;基本上無(wú)殘留氧化物和焊渣;無(wú)明顯金屬粗晶析出的過(guò)洗現(xiàn)象;無(wú)鍍銅現(xiàn)象。

（2）指示試片平均腐蝕率小于6 g/（m2·h）。

（3）鍋爐清洗表面形成了良好的鈍化保護(hù)膜，受熱面金屬內(nèi)壁表面未出現(xiàn)二次浮銹，無(wú)點(diǎn)蝕現(xiàn)象。

（4）固定設(shè)備上的閥門(mén)未受到任何損傷。

4 結(jié)語(yǔ)

鍋爐化學(xué)清洗前必須對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行防酸、防堿腐蝕的培訓(xùn)，備好急救箱及藥品。清洗過(guò)程中，作業(yè)人員必須嚴(yán)格控制水流速度、pH值、緩蝕劑量、酸/堿/鐵離子濃度，防止因任何一個(gè)環(huán)節(jié)控制不當(dāng)導(dǎo)致酸洗不合格，受熱面金屬內(nèi)壁表面出現(xiàn)二次浮銹、點(diǎn)蝕現(xiàn)象。

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收稿日期：2020-05-08

作者簡(jiǎn)介：杜加貴（1987—），男，云南楚雄人，助理工程師，從事鍋爐設(shè)備管理運(yùn)行工作。