低浓度HEDP清洗剂在新安装锅炉化学清洗中的应用

1 前言

新安装锅炉在制造过程中经常会形成轧制铁鳞及带硅氧化铁皮，虽然出厂时常常在锅炉内件等设备内涂覆防蚀油剂，但因暴露空气的时间太长，难免使金属表面进一步腐蚀，形成腐蚀产物，这些腐蚀产物如不彻底清除，将对运行后的锅炉带来很大危害。如炉管发生沉积物腐蚀、爆管、锅水水质指标不合格等。影响了锅炉调试到正常运行的时间等[1]。 所以对新安装锅炉进行化学清洗是十分必要的。本文根据某材料公司xg-45/5.3-1m新安装锅炉的结垢情况，有创造性地提出了采用“低浓度hedp”清洗剂清洗的方法，通过实践，不仅减少了hedp的使用量，而且节约了清洗时间，清洗效果非常显著。

2 锅炉设备及清洗方法

2.1 锅炉概况

本锅炉为某材料公司的循环流化床锅炉，型号为xg-45/5.3-1m。锅炉的结构为：单锅筒、全钢架、外置高温分离器。受热部位为水冷壁、过热器、省煤器。给水温度为150℃，主蒸汽温度为450℃。清洗前对安装后的锅炉进行内部检查，发现锅炉水系统结垢量已达到187g/m2 以上，锈垢厚达0. 3mm，严重处锈垢接近1mm。经现场刮取垢样外观检查为质地坚硬，呈红褐色，没有很明显的分层现象。成分分析为氧化铁垢占约占90%，是主要成分，同时泥沙及难溶附着物约占10%。

2.2 锅炉化学清洗范围

化学清洗范围为：省煤器 、汽包、水冷壁及下联箱、下降管等水系统，水容积约50m3 。2.3 清洗液的确定

（1）锅炉一般化学清洗中常用的清洗剂有盐酸、edta、氢氟酸等，使用该类清洗剂，工艺成熟，清洗效果也很好，但清洗流程复杂，工艺繁琐[2]。hedp化学名称为羟基乙亚基二膦酸，化学结构式：

其溶解金属表面的氧化物，其络合物稳

定常数见表1[3]。反应产生的h+ 不仅能维持清洗液的酸度，而且能增清洗强度。作为锅炉清洗剂，有易溶于水，无毒无害。清洗工艺简单，除锈效果显著，节水减排等优点。在工业设备长期清洗实践中[4]，通过调整清洗剂浓度及加入助剂的方法，hedp清洗剂实际清洗效果良好，无明显的腐蚀现象。

（2）为保证清洗效果，同时防止锅炉的腐蚀等，在清洗前，需对清洗液的浓度影响清洗的效果和质量进行了清洗动态小实验。根据实验结果，结合xg-45/5.3-1m新安装锅炉的实际情况，确定了可采用hedp为主清洗剂的低浓度清洗配方清洗工艺。

实验数据表明，当hedp浓度为1%时，清洗效果和腐蚀速度完全符合dl/t794-2001《火力发电厂化学清洗导则》的要求。而hedp的浓度大于等于3%后，尽管管样的清洗彻底，但是腐蚀速率较大，考虑到在生产及运输过程中带入油垢及其它污垢，实际上清洗剂为1%hedp液，1.5%助剂，渗透剂0.05%，消泡剂0.05%[5]。

2.4 清洗工艺

在清洗前对过热器加入氨及联胺的除盐水进行保护。图1给出了新安装锅炉清洗的三个强制循环回路，是为保证有利于清洗液充分混合，确保各个部位浓度均匀。三个强制循环回路主要为：

（1）回路1为清洗箱到汽包，再从前后左右水冷壁管、集中下降管至前后左右下集箱，最后汇集到清洗箱；

（2）回路2从清洗箱流到汽包，至前左水冷壁管、集中下降管，再到前左下集箱汇集到清洗箱；

（3）回炉为清洗箱出发到汽包，至后右水冷壁管、集中下降管，再到后右下集箱汇集清洗箱。在回路中使用节流装置对集中下降管进行节流。

3 清洗步骤

（1）根据化学清洗工艺确定的实际清洗步骤为： 水冲洗—1%hedp清洗剂酸洗—水冲洗—钝化，在实际清洗过程中尤其要控制好hdep的加入方式，分三次加入酸洗剂，每15分钟测一次hedp浓度，同时加入助剂，调整ph达到6.8左右。用hedp相对于其它清洗来说，工艺上少了一个漂洗工序，用除盐水置换部分酸洗液后，向循环箱内加药剂，按酸洗回路打循环，当系统内循环水ph值达到8以上，系统转入钝化工艺。在大循环条件下，调ph，常温下钝化。

（2）新安装锅炉炉清洗过程中，总铁含量随清洗时间的变化关系。清洗初期随着清洗时间的增加，清洗液中的总浓度逐渐增加，当清洗时间超过7.5小时后，随着清洗时间的增加，溶液中总铁值的变化趋于平缓，清洗时间超过10小时，溶液中的总铁含量略有下降。总铁与时间的变化曲线表明，当清洗超过12小时后，可转入钝化。根据测试的总铁及hedp的浓度，确定清洗终点。

（3）新安装锅炉化学清洗过程中，总铁含量随清洗时间的变化值，在清洗的过程中，通过加助剂，清洗剂的ph值控制在6.0-7.0，在保证清洗质量的前提下，做到了清洗的更环保、安全。

通过实际操作中，对新安装锅炉的化学清洗要达到良好的清洗效果必须做到：

（1）在hedp低浓度清洗过程中，及时监测清洗剂的ph值和总铁值，当ph值保持不变时，可进入正常清洗阶段继续清洗，每隔一定时间测定总铁及ph值。

（2）配药阶段要做到浓度均匀，配药时间短。在配酸的同时加入助剂。

（3）清洗时，酸洗液浓度应维持在0.2-0.5m/s，不得大于1 m/s。

（4）化学清洗前应做好汽包的除锈垢及“碱煮”。4 清洗效果

hedp清洗后，打开监视管及汽包进行检查，发现锈垢基本清洗干净，除垢率达90%以上，被清洗的金属表面清洁，无残留氧化物和焊渣，无镀铜现象，无明显金属粗晶析出的过洗现象，表面形成良好的钝化保护膜，无二次浮锈，无点蚀。固定设备上的阀门在清洗过程中未受损。通过测试分析发现在清洗过程中的实际腐蚀速率为1.0g/ （m2·h），腐蚀总量为13.1 g/ m2[6]，一年后经锅炉内部检验，锅炉内壁保护膜良好。

[1] 李培元主编.火力发电厂水处理及水质控制[m].北京：中国电力出版社，1999.11

[2] 中华人民共和国国家经济贸易委员会. dl/ t794-2001.火力发电厂锅炉 锅炉清洗导则[m].北京：中国电力出版社，2002

[3] 孙纯宾 一次清洗剂hedp的试验研究，山东电力技术，1998.4

[4] 翁渭荣 羟基亚乙基二磷酸在有机硅生产装置清洗中的应用，清洗世界，2009.3

[5] 黄金营，许立铭，魏慧芳.hedp在锅炉酸洗中除垢效果的研究[j].材料保护，2002.1：48-49

[6] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.tsg g5003-2008[j].锅炉化学清洗规则

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