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鍋爐的化學清洗與防腐蝕

發布時間:2017-10-18 09:58:00 點擊:
  目前,在大部分企業的鍋爐運行過程中,普遍存在水冷壁管爆裂等問題,致使相關的生產活動無法正常進行,近而造成企業巨大的經濟損失。因此,企業必須高度重視鍋爐的運行管理工作,定期對其進行清洗和防腐蝕處理,以此來延長鍋爐的使用壽命,促使鍋爐的高效運轉。下面,本文就對鍋爐的化學清洗與防腐蝕進行了初步的探討與分析。 
  一、爐管失效原因 
  一般來說,通常造成爐管失效的主要原因是與補水水質有著直接的關聯。如果鍋爐在正常運行過程中,加入的水質里面存在一定的酸腐蝕或堿腐蝕的化學物質,就會導致爐管出現穿孔、脆爆的現象。除此之外,爐管在受到腐蝕的過程中,還會對鍋爐管的熱傳導產生一定的影響,這時鍋爐管管壁的溫度將會迅速升溫。這樣一來,金屬在低溫過熱的作用下,勢必會發生蠕脹,最終爆裂。此外,由于鍋爐管的熱傳導遭到破壞,大大降低了其熱傳能力,致使金屬溫度升高,從而加快了酸堿腐蝕的速度,進一步加劇了爐管的失效程度。 
  筆者通過多年的工作觀察發現,鍋爐水冷壁出現酸腐蝕情況主要體現在兩個方面:一方面是當鍋爐水的PH值小于等于7時,鍋爐表面受熱的管子將會被均勻性的腐蝕,并且,其接近火焰的部分,相比背側火焰的一面來說,更是顯著減薄,呈現的是凹凸不平的麻點坑。其次,若是鍋爐水冷壁管腐蝕情況較為嚴重時,其必然會發生一定的化學反應,這樣就極有可能將大量的氫滯留在金屬管的表面,很容易引發爆裂等安全事故,造成人員的重大傷亡。而另一方面則是普遍發生在金屬管的腐蝕坑里,部分氯離子通過水解形式產生氯酸根腐蝕物,一次來對鍋爐爐管進行腐蝕 ,這種情況下的PH值普遍都是大于等于7。 
  常見的中小型容量鍋爐的腐蝕失效多見于使用軟化水作鍋爐補充水。鍋爐的軟化水的本質與化學除鹽水的本質是有所不同的。水經過軟化處理后,僅僅是水中的鈣、鎂離子被大部分去掉,水中的含鹽量是不會減少的反而是略有增加;由于Mg(HC03)2它們都能經化學反應后各自生成鈉鹽,水在鍋爐中經加熱后分解成NaOH,低壓鍋爐還保留部分Na2C03:軟化水不象除鹽水那樣可把鈣鎂徹底除去,水的殘留硬度高。上述情況使得中小容量鍋爐的爐水含鹽量、堿度、硬度都高,結垢后腐蝕問題都比大容量的鍋爐來的嚴重。 
  結垢是引起過熱蠕脹失效的重要原因。鍋爐在運轉中難免產生結垢,結垢的嚴重性必然使鍋爐管的傳熱系數降低,導致水冷壁管過熱。又因為水垢和鐵它們的導熱系數不同,因此在鍋爐的水冷壁管中乃至于鍋筒底部等附著水垢的部位,導熱能力迅速下降,結垢部位的金屬就發生局部過熱,使金屬材料的機械強度降低,于是水冷壁或鍋筒就發生了鼓包、直至破裂等鍋爐事故。在鍋爐水冷壁管更換檢修中發現,水冷壁管的爆裂跟其受熱的溫度也有很大的差異。尤其是管壁面向火焰的一側水垢結垢特別多且又處在受熱溫度越高的部位的水冷壁管,其水冷壁管爆管現象越嚴重。這在于水冷壁管中的流動水中的腐蝕產物大多附著沉積在水冷壁管的熱輻射高溫的一側,結垢量大約占70%以上。這些結垢有的是鈣鎂的碳酸鹽和磷酸鹽,有腐蝕產物,還可有少量硅酸鹽。這些附著物的存在,阻隔了鍋爐水冷壁管中的水對爐管金屬的冷卻作用,使水冷壁管金屬外表面溫度上升,直至過熱破裂。 
  二、化學清洗鍋爐與防腐蝕 
  通常情況下,我們對鍋爐進行化學清洗的根本目的是為了提高其安全性能,確保鍋爐能夠穩定可靠的運行,傳遞更多的熱能能量。并從一定程度上,加快實現鍋爐節約永能源的目標。因此,加強做好鍋爐的日常管理維護工作是十分有必要的。其中,所謂的化學清洗具體是指通過利用酸性溶液,對鍋爐受熱表面所產生的雜質與污垢進行有效的清除,這也是防止腐蝕問題發生的重要措施之一,需要引起相關使用企業的高度重視。 
  舉例來說,有一臺蒸發量8t/h的鍋爐,工作人員在對這臺鍋爐進行取檢驗過程中發現,其水質中含有大量超標的氯根化學物質。并且,在對其進行檢查維修時,也出現了蠕脹鼓包的現象,一旦情況嚴重,將會造成不堪設想的后果。因此,為了避免安全隱患的發生,我們必須要對這臺鍋爐進行徹底全面的化學清洗,將水冷壁管完全浸泡在鹽酸溶液內,同時多整臺鍋爐進行反復的沖刷和清洗,這樣不僅能夠對鍋爐蠕脹變形程度進行有效的控制,還可以避免水冷壁管發生爆破的危險。從而達到理想的清洗效果。而在對鍋爐本體進行酸洗的過程中。我們會比較提倡采用鹽酸的清洗方法,其自身具備了便捷、經濟廉價等眾多優點。 
  鍋爐酸洗過程具體要求如下:5%HCL+0.3%TP-1緩蝕劑+0.5%硫脲+0.5%NaF溶液中循環清洗9小時。酸洗液溫度應控制在50℃左右。在鍋爐的酸洗液循環清洗時,鍋爐管內酸液流速一般控制在0.05~0.5m/s范圍內,最高不大于lm/s。同時還應加強對酸液濃度和鐵離子濃度的分析。當兩次鹽酸濃度分析結果的差值小于0.2%時,即可結束循環酸洗。酸洗后的鍋爐應立即進行水壓沖洗,將鍋筒內、集箱內以及系統中的死角的地方的沉渣物統統沖洗干凈。 
  清洗后的鍋爐鋼鐵應盡早轉入鈍態。堿性鹽(如磷酸鹽)對鍋爐進行清洗,能使鍋爐清洗后的鋼鐵轉入鈍態。為了使鍋爐能夠延長使用壽命建立永久鈍化膜,因此在結束酸清洗后應進行煮爐防腐。 
  三、煮爐 
  鍋爐經過防腐蝕酸洗后,水垢雖然不存在了,但其表面的金屬離子仍處于活潑狀態,沒有鈍化膜的保護,極易產生氧化腐蝕。因此鍋爐經過酸洗后應立即進行煮爐工作,使活性的金屬表面能形成一層鈍化膜,以阻止金屬表面氧化腐蝕。堿液投入是起鈍化作用,形成一層堿性保護膜。低壓鍋爐一般采用氫氧化鈉和磷酸三鈉,它們能使酸洗后(指成功的酸洗)的鍋爐內表面形成良好的保護膜,呈黑色。 
  煮爐的成功與否很大關鍵于操作人員的熟練程度以及制定祥細周密的煮爐方案。煮爐所使用的藥劑一般是采用氫氧化鈉和磷酸三鈉,因為堿與油脂能起皂化作用,生成泡沫性物質,從而達到除去金屬表面油污,中和金屬表面酸性,以利形成鈍化金屬保護膜。而磷酸三鈉可以清除鍋爐內鐵銹,并能夠鍋爐金屬表面形成一層致密的磷酸鹽鈍化保護膜,防止金屬的腐蝕。選定好使用的藥劑后,就可以進行藥劑用量的配比了。按照鍋爐煮爐用劑量與水容積配比的要求,各取氫氧化鈉和磷酸三鈉各2~3公斤/每立方水加入鍋爐中,鍋爐中的水溶液應加至到高水位,而后進行加熱,蒸煮期間應隨時保持水溶液在高水位。 
  四、結束語 
  對鍋爐進行化學清洗和煮爐防腐蝕以及鍋爐軟水處理的重要性,它的目的在于鍋爐在投入運行前將鍋筒的內部金屬表面的銹蝕和氧化皮清洗掉,并使之建立鈍化膜,以便在運轉中很快地過度為永久性的鈍化膜。采用合格的軟水,降低金屬腐蝕的程度促進鍋爐效率提高,降低煤耗、節約成本。 
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