电厂化学岗前培训第十章热力设备的化学清洗ppt课件

1、学习内容 绪论第一章 电厂用水概述第二章 水的预处理第三章 水的预脱盐超滤、反浸透第四章 锅炉补给水深度除盐第五章 凝结水精处理第六章 超临界机组热力设备腐蚀概述第七章 热力设备的氧腐蚀和酸性腐蚀第八章 超临界机组的水化学工况第九章 冷却水系统的腐蚀与防护第十章 热力设备的化学清洗第十章 热力设备的化学清洗 第一节第一节 化学清洗的必要性化学清洗的必要性 一、新建炉化学清洗的必要性一、新建炉化学清洗的必要性 锅炉在制造、储运和安装过程中，不可防止地会形成氧化皮、腐蚀产物及焊渣，并带入砂子、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、铜的冷热润湿剂，或在热弯管时灌砂，都可

2、能使管道内残留含硅、铜的杂质。此外，设备在出厂时还可能涂覆有油脂类的防腐剂。锅炉投运时假设不去除这些脏污物，就可能产生以下危害： 1锅炉启动时，汽水品质长期不合格，使机组启动时间延长； 2在锅炉内的水中形成碎片或沉渣，堵塞炉管，破坏正常的汽水流开工况； 3直接阻碍炉管管壁的传热或者导致水垢的产生，使炉管金属过热和损坏； 4促使锅炉在运行中发生沉积物下腐蚀，以致炉管变薄，甚至发生穿孔和爆管。二、运行炉化学清洗的必要性 锅炉投运后，即使有非常完善的给水处理和合理的炉水处理，仍然不可防止地会有结垢性物质进入给水系统，而热力系统本身也会产生一定的腐蚀产物。这些杂质在炉管内形成水垢或附着物，影响炉管的传

3、热和水汽流动特性，加速炉管的腐蚀和损坏，污染蒸汽，危害机组正常运行。因此，锅炉运行一定时间后，也有必要进展化学清洗。第二节 常用的清洗剂和添加剂 一、常用的清洗剂 1盐酸 溶解： FeO+2HCIFeCl2+H20 Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O Fe3O4，可以看作是FeO和Fe2O3的混合物。 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2 MgCO3MgOH2+4HCl2MgCl2+3H2O+CO2 剥离： Fe+2HClFeCl2+H2 Fe+2FeCl33FeCl2 2氢氟酸氢氟酸HF 氢氟酸与盐酸相比是弱酸，但低浓度的氢氟酸却比盐酸具有更强的溶解氧化铁的才能。 2Fe3

4、+6FFeFeF6 当氢氟酸浓度过大时，除铁作用会降低。3柠檬酸柠檬酸 在柠檬酸溶液中加氨，将溶液的pH调至3.54.0，柠檬酸与氨生成是柠檬酸单氨，其与铁离子会生成易溶的络合物可得到较好的清洗效果。 Fe3O4+3NH4H2C6H5O7 NH4FeC6H5O7+2NH4FeC6H5O7OH+2H2O Fe+NH4H2C6H5O7NH4FeC6H5O7+H2柠檬酸作清洗剂时的工艺条件： 1柠檬酸溶液应有足够的浓度，不能小于1，常用24； 2温度9098，最低时不得低于85，且清洗过程中不应突然 降低温度； 3将清洗液的pH调控在3.54.0的范围内； 4清洗流速一般采用0.6m/s，最高可用1

5、.0m/s； 5在保证清洗效果的条件下，可采用最短的时间34h，一般不 得超过6h； 6 在清洗完毕后，必须采用热水或柠檬酸单氨的稀溶液来置换 清洗废液，而不能将热的柠檬酸清洗废液直接放空。 优点：优点： 由于铁离子与它生成易溶的络合物，清洗中不会形成大量的悬浮物和沉渣；它对金属基体的侵蚀性小，对奥氏体不锈钢平安性高，可采用较高流速。因此，它可用来清洗受热面大、管径小、构造复杂的高参数、大容量机组的炉本体系统和炉前系统。缺点：缺点： 药品较贵，除垢才能较盐酸差，对铜垢、钙镁垢以及硅垢溶解才能较差，清洗过程要求较高的温度与流速，需要大容量酸洗泵。4 EDTA： EDTA清洗就是用络合作用溶解金属

6、外表沉积物。 EDTA是四元弱酸。它本身难溶于水，但当羧基上的氢被Na+或NH4+取代后，那么其水溶性增强。在溶液中，它能与铜铁和钙镁等金属氧化物反响，并形成按1:1的比例进展的可溶的稳定络合物，使沉积物络合溶解，具有较强的除铁垢才能。 EDTA清洗可分为EDTA胺盐和EDTA钠盐两种工艺。 EDTA钠盐清洗又称为协调EDTA清洗，其特点是：利用EDTA络合除垢原理，从弱酸性开场洗炉，依靠炉内络合体系自身的物理化学变化，随铁垢的不断溶解，清洗液的pH值自动升高，最后以钝化pH值完毕洗炉，从而实现了除垢和钝化一步完成。近年来协调EDTA清洗技术得到越来越广泛的应用。 影响协调影响协调EDTA清洗

7、效果的主要因素：清洗效果的主要因素： 1清洗液的EDTA浓度。协调EDTA清洗，一般浓度为1.5左右。 2清洗液的pH值。EDTA钠盐溶液的pH值在5.35.8的范围内时，清洗完毕时溶液的pH值可上升到8.59.5，从而可保证良好的钝化效果。 3清洗液的温度。常将温度控制在130140的范围内。 4清洗液的流速。EDTA清洗的流速控制在0.51.0m/s范围。 5缓蚀剂及其他助剂的选择: 在EDTA清洗中常用的缓蚀剂和其他助剂主要有乌洛托品、硫脲、N2H4、MBT等单体，以及TSX04、TSX05等复配物。 除了缓蚀剂之外，为了抑制Fe3+和Cu2+离子对金属基体的腐蚀，以及防止镀铜现象的发生

8、，在清洗中还必须根据实际情况添加有效地抑制剂和掩蔽剂。 优点： 可同时实现除垢和钝化，从而抑制了盐酸清洗等工艺程序多、工期长、用水量大、排放困难的缺点。缺点： 药品价格高，清洗本钱高； 它配药工作量较大，清洗时需要100以上的高温。 5锅炉设备起动前的加氧蒸汽清洗工艺锅炉设备起动前的加氧蒸汽清洗工艺 1原理：原理：新建锅炉汽水管道内外表上的氧化物主要由热力学不稳定的低价氧化铁FeO组成，它在适当的温度下与氧发生反响，可转变为高价铁的氧化物Fe3O4或Fe2O3。这样，沉积层的相组成和构造将发生变化，其构造巩固性被破坏。在一定压力、温度的过热蒸汽以较高流速通过时，便能将沉积物机械地除去；另外，在

9、清洗后的金属外表，由于高温下氧化剂的作用，会形成良好的保护膜。 2特点：特点：工艺简单、无需使用化学药剂、除垢与钝化合一、可形成较稳定的钝化膜。 3工艺：工艺：蒸汽吹洗速度5080m/s质量流量不低于600kg/m2s；蒸汽压力4MPa，温度170450；加氧量0.11g/L。 二、化学清洗添加剂1缓蚀剂缓蚀剂 在腐蚀介质中参加少量某种物质就能大大降低金属的腐蚀速度，这种物质称为缓蚀剂。其缓蚀效果常用缓蚀效率I来表示 V0和V1分别为未加缓蚀剂时和参加缓蚀剂后金属的腐蚀速度。 化学清洗的缓蚀剂应满足以下要求： 1有良好的缓蚀性能，必须使腐蚀速度降至8g/m2h以下，不发生明显的部分腐蚀如点蚀，

10、并且有利于防止氢脆； 2不影响清洗剂的清洗才能； 3无毒性，使用平安方便，并且清洗废液排放以后不污染环境。 5外表活性剂外表活性剂 外表活性剂又称界面活性剂，它是可以显著降低水的外表张力的物质，这些物质是有机化合物，其分子由极性基和非极性基组成，极性基如-OH、-COOH、-COO-、NH3+、-SO3H等是亲水的，非极性基碳氢基是憎水的。外表活性剂可以在液体/液体界面或液体/固体界面上定向排列，改变界面张力，从而起到润湿、加溶和乳化等作用。 1润湿作用。 2加溶作用 3乳化作用。第三节 化学清洗的工艺过程一、工艺条件一、工艺条件 1清洗方式清洗方式 静态浸泡和动态清洗，或采用动态清洗加一定的

11、浸泡。 2化学清洗介质的选择化学清洗介质的选择 根据机组参数，设备的构造、材质和脏污情况，各种清洗 剂的特性和适用范围，以及国内外的经历，进展技术经济比较，慎重地选择清洗介质。然后再根据所选定的清洗介质、设备材质和脏污情况选择缓蚀剂等必要的辅助添加剂。 3清洗液的温度和流速清洗液的温度和流速 对于铁的氧化物等沉积物，酸洗时清洗液的温度高对去除这种沉积物有利，因为它们的溶解度和溶解速度都随温度升高而增大，当清洗温度下降时已溶解的沉积物还可能再沉淀出来。但是，缓蚀剂的缓蚀效果可能随温度的上升而下降，当超过一定的温度时，甚至可能使其完全失效。因此，清洗液的温度应根据清洗介质的组成及其特性来确定。 采

12、用动态清洗方式时，应适当控制清洗液的流速。增加流速，虽然可使沉积物的溶解加快，但也可能使金属腐蚀加速。4清洗时间清洗时间 除了HF开路法外，其他清洗工艺一般都是洗至溶液中含铁量不再发生明显变化，监视管样已根本洗净时，再循环1h左右，即可停顿酸洗。但是，接触酸液的总时间应小于10h。5某超临界直流锅炉本体和炉前系统的清洗工艺某超临界直流锅炉本体和炉前系统的清洗工艺 1碱洗：1除油剂+0.04消泡剂，505，46h。 2酸洗：3.5柠檬酸+0.4SH-369缓蚀剂+0.2氟化铵，pH=3.54.0，905，6h。 3钝化：0.2柠檬酸+0.2双氧水，pH=9.010.0、505、46h。二、化学清

13、洗系统的设计二、化学清洗系统的设计1清洗泵清洗泵 根据系统的通流截面和流动阻力选择适当的清洗泵，保证它有足够的流量和扬程。一般应设两台清洗泵，互为备用。 假如清洗泵的容量不够或清洗箱的容积太小，可将整个化学清洗系统分为几个独立的清洗回路。 2清洗系统的连接清洗系统的连接 某600MW超临界直流机组的范围为锅炉本体系统和炉前系统。 锅炉本体系统：包括省煤器、水冷壁系统、别离器和储水箱。 炉前系统：碱洗范围：碱洗范围：包括凝汽器汽侧、凝结水泵、轴封加热器、上下压加热器水侧和汽侧包括疏水系统、除氧器给水箱、给水泵及前置泵、高压给水管道流量计管段。 酸洗范围：酸洗范围：包括凝结水精处理旁路、轴封加热器

14、、低压给水旁路、除氧器水箱、给水泵前置泵进水管、除氧水箱再循环泵。3清洗系统的划分清洗系统的划分 1锅炉本体清洗系统划分为回路一和回路二两个清洗回路。锅炉本体清洗系统划分为回路一和回路二两个清洗回路。 为了防止清洗液进入过热器，在碱洗、酸洗后水冲洗初期和漂洗后应分别对过热器进展反冲洗100t/h，l0min左右。 1清洗回路一：清洗回路一： 临时清洗箱清洗泵临时管道及流量计主给水管流量孔板临时管道给水操作台省煤器螺旋水冷壁过渡段水冷壁垂直段水冷壁启动别离器储水箱及下水管回液母管临时清洗箱清洗循环流量280400t/h。 2清洗回路二：清洗回路二： 临时清洗箱清洗泵临时管道及流量计主给水管流量孔

15、板临时管道给水操作台省煤器省煤器单根下水管分配集箱、螺旋水冷壁下联箱手孔接临时管共六根1507支母管、流量计回液母管临时清洗箱清洗流量1000t/h左右。 3过热器反冲洗回路：过热器反冲洗回路： 凝结水补充水箱、水泵凝汽器水箱凝结水泵低压加热器一除氧器可拆卸临时管段临时管道高压缸主汽门过热器系统启动别离器。2炉前系统碱洗系统划分为如下三个回路： 1碱洗回路一炉前系统水侧：凝汽器凝结水泵轴封加热器8号、7号、6号、5号低压加热器临时管段除氧给水箱前置泵和给水泵临时管旁路主泵3号、2号、1号高压加热器高压给水管流量计处临时管道凝汽器清洗流量800t/h左右。 2碱洗回路二高压加热器汽侧：凝结水泵凝

16、结水精处理旁路2737杂项用水管道端头堵板2737临时管道3号高压加热器紧急疏放水真空阀法兰连接32583号高压加热器疏水管道2号高压加热器疏水管道1号高压加热器1号高压加热器紧急疏放水管道疏水扩容器卜高背压凝汽器清洗流量300400t/h。 3碱洗回路三低压加热器汽侧：凝结水泵凝结水精处理旁路2737减温水管道端头堵板2737临时管道8号低压加热器紧急疏放水真空阀法兰连接27378号低压加热器一疏水管道7号低压加热器一疏水管道6号低压加热器疏水管道5号低压加热器5号低加紧急疏放水管道一疏水扩容器I低背压凝汽器清洗流量300400t/h。 3炉前系统酸洗系统清洗回路： 临时清洗泵凝结水泵出口管

17、凝结水管道、精处理旁路轴封加热器低压给水管道、低压加热器旁路除氧给水箱前置泵进口滤网临时清洗泵。 4加药方式加药方式 1在溶液箱内配成一定浓度的稀酸，再用清洗泵打入酸洗系统。这种方式要求有足够大的溶液箱。 2 酸洗回路充水后，进展循环，并用配酸泵或酸喷射器向酸洗回路内注入浓酸，边循环，边配酸。 3采用开路清洗时，将浓酸按一定的比例用计量泵打入正在运转的给水泵出口或清洗泵出口。 5热源和水源热源和水源 在清洗箱里装设用蒸汽加热的混合式和外表式两种加热器，分别用来使清洗液升温和维持在一定的温度范围。 化学清洗过程中，一般用清水或除盐水。因此，事先必须对制水才能，储水容量以及可能的耗水量进展周密的平

18、衡计算，以做好准备。 6监测监测 为了及时掌握化学清洗的过程，以及评价清洗效果，应作以下考虑： 1在清洗泵出口的临时管道和水冷壁管上，设置监视管旁路系统，并在其中安装代表性垢样管段及主要管材的腐蚀指示片。 2在水冷壁和省煤器联箱，以及汽包内安装代表性垢样管段和腐蚀指示片。 3在清洗系统中应装有足够的仪表及取样点，以便测定清洗液的流量、温度、压力以及进展化学监视。7系统隔离和保护系统隔离和保护 凡不进展清洗、或者不能与清洗液接触的部位和零件如奥氏体钢、氮化钢和铜合金部件，以及汽包的各种表计管、加药管，连续排污管和洗汽装置的给水管等，应考虑撤除、堵断或者绕过它们。例如清洗汽包时，为隔离过热器，可采

19、取如下措施： 1在过热器中充满除氧的除盐水或pH10的联氨保护溶液。 2用木塞或特制塑料塞将汽包蒸汽引出管堵塞。假设因汽包内部装置焊死，无法进展堵塞时，那么应考虑严格控制汽包内的液位。为此，应拆下原有水位计，并在其管座上安装临时玻璃水位计来指示液位。同时，在临时水位计处安装停顿清洗泵的事故按钮，并将汽包内事故放水管改作为临时酸液溢流管用。 8氢气的排放氢气的排放 为防止酸洗时所产生氢气引起爆炸事故，或者产生气塞而影响清洗，在清洗系统的最高点及酸箱顶部，都应安装无弯头、并具有一定管径的排氢管。 三、化学清洗步骤三、化学清洗步骤 化学清洗的一般步骤：冲洗冲洗碱洗碱洗酸洗酸洗漂洗漂洗钝化钝化。 1水

20、冲洗水冲洗 化学清洗前，先用工业水对整个酸洗系统进展大流量冲洗，再用除盐水冲洗。冲洗掉系统中的沉积物。冲洗流速越大越好。 2碱洗碱洗 高压以上锅炉：采用0.20.5Na3PO4+0.10.2Na2HPO4。 中低压炉：采用0.51.0NaOH+0.51.0Na3PO4。 为了进一步进步碱洗效果还可以同时参加0.010.1的外表活性剂或除油剂。应注意，当系统中有奥氏体钢，不宜采用NaOH。 一般是采用边循环边加药的方式配制溶液。详细作法是：首先是将清洗系统内充以除盐水，并进展循环，同时将除盐水加热到80以上，然后连续注入事先已配好的浓碱母液。加药完毕后，使溶液温度维持在8090，循环流速在0.3m/s以上，持续824h，即可排放废液。 碱洗完毕后，先放尽系统内的碱洗废液，然后用除盐水冲洗清洗回路至出水pH8.4，水质澄清、无颗粒物为止。 3酸洗酸洗 盐酸或柠檬酸清洗时，盐酸或柠檬酸清洗时，采用闭式循环。在碱洗后，往系统注入适量的除盐水，维持循环，并加热到所需温度，盐酸最高温度为60，柠檬酸通常控制温度为90