熔煉余熱鍋爐化學清洗方法及應用

摘要：在新建鍋爐投產前或在役鍋爐停爐檢修過程中，會因不同原因在鍋爐受熱面管壁內產生鐵銹、焊渣、浮塵、油污等殘留物，若不經任何處理，鍋爐運行時會導致水、汽品質差，影響機組的安全、經濟運行。為此，鍋爐投運前，需對鍋爐受熱面管道內壁進行化學清洗。現闡述了某冶煉余熱鍋爐檢修后對管道內壁進行化學清洗的方法，效果顯著，為同行業的鍋爐化學清洗提供了參考。

關鍵詞：化學清洗;余熱鍋爐;水沖洗;酸洗

0 引言

新建鍋爐在制造、運輸、貯存、安裝等過程中，不可避免地會產生油污、鐵銹、焊渣和泥砂等不同種類的污物及腐蝕產物，影響鍋爐的安全運行[1-2]。因水分子本身具有很強的氧化性，鍋爐長期運行會使鍋爐水冷壁管管內形成致密堅固的水垢，影響鍋爐水冷壁管的均勻受熱，導致傳熱惡化，鍋爐運行效率降低，甚至會發生水冷壁爆管現象，造成鍋爐被迫停運[3]。在鍋爐停爐檢修過程中，鍋爐水冷壁管因焊接會產生鐵銹、焊渣、油污等，鍋爐投運時，會導致水、汽品質較差[4]，影響鍋爐的安全、穩定運行，更有可能造成汽輪機葉片點蝕。

本文針對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壁產生大量鐵銹、焊渣的情況，結合目前一些技術成熟的工業鍋爐化學清洗方法[5-6]，制定了適合該單位的一套鍋爐化學清洗方案。

1 設備概述

某冶煉余熱鍋爐型號為QFC40/1200-26-4.4/257，由銅熔煉爐爐蓋、上升煙道、下降煙道和對流區四部分組成，其水循環采用強制循環和自然循環混合循環的方式。

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構，由？準38 mm×5 mm鍋爐鋼管與5 mm厚的扁鋼焊接制成;對流區爐墻也采用膜式水冷壁結構，在對流區布置有凝渣管屏、第一對流管束、第二對流管束、第三對流管束、第四對流管束，全部采用鍋爐鋼管彎制而成;受熱面為U型布置，不能進行底部排污。

2 清洗方法

2.1 ? ?水沖洗及系統試壓檢漏

水力沖洗的目的是除去被清洗系統內的松動沉積物，流速愈快愈好，沖洗至目測進水與出水的澄清度相近時結束。

向系統注水，啟動清洗循環泵使系統處于循環狀態，用回液閥調節系統壓力至0.8 MPa，檢查被清洗系統中的焊縫、法蘭、閥門、短管連接等處是否有泄漏現象，如有，應及時進行處理。

2.2 ? ?堿洗脫脂

脫脂是指除去管壁內油污、防銹漆等污垢。水沖洗結束后系統在常溫下保持水循環，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，待進回液濃度接近且2 h內基本保持不變時脫脂結束，此過程大概需要12 h。脫脂廢液排入至中和池進一步處理。

2.3 ? ?堿洗后水沖洗

為消除堿洗脫脂殘留的脫脂液，使少量疏松雜質脫離管壁表面被帶走，將脫脂液排盡后，用軟化水進行沖洗，先以高位注滿，低點排放，并不斷打開各排污點檢測pH值和濁度，當系統出水及各排污點的pH值<8時，系統注滿軟化水，循環1 h，同時監測各排污點和出水的pH值及澄清度。

2.4 ? ?酸洗

水沖洗結束后，調整系統處于低液位循環狀態，先加入緩蝕劑，待緩蝕劑循環均勻后，再依次加入各酸洗藥劑，各藥劑濃度如表1所示。在酸洗過程中應嚴格控制酸濃度在4%～7%、鐵離子濃度<1 000 mg/L 。在酸洗過程中定時取樣分析，定時進行正、反向循環切換和排污。當系統內酸濃度、鐵離子濃度在2 h內經測量不變，且監視管段內的污垢完全除盡時，結束酸洗。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

酸洗結束，迅速將廢酸液排出系統，用大量除鹽水沖洗，盡量縮短沖洗時間，保持最大進水流量對水冷壁管進行沖洗。其目的是除去殘留的酸洗液及洗落的固體顆粒，在沖洗過程中應進行各支路切換、正反向切換和排污，酸洗后水沖洗出水合格標準如表2所示。

2.6 ? ?漂洗

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

2.7 ? ?中和、鈍化

漂洗后金屬管壁內表面處于較高活性狀態，容易產生二次浮銹，通過對金屬管壁內表面進行鈍化處理，可以在金屬管壁內表面形成一層氧化膜，使金屬處于鈍態，防止二次浮銹的生成。漂洗結束時，應保證漂洗液中的總鐵離子含量<300 mg/L，若超過該值，應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值調至9～10，加入鈍化劑，采用的鈍化劑及濃度如表3所示，循環4～6 h。鈍化廢液排入中和池。

整個清洗過程產生的廢水排入中和池中加入氧化鈣、氨基磺酸，通入壓縮空氣進行攪拌中和，控制中和后廢水pH值為6～9，通過轉運泵打入污水井中再利用。

3 清洗效果

清洗結束后，隨機對被清洗受熱面管進行切割檢測，其清洗效果如下：

（1）各受熱面金屬內壁表面清潔;基本上無殘留氧化物和焊渣;無明顯金屬粗晶析出的過洗現象;無鍍銅現象。

（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膜，受熱面金屬內壁表面未出現二次浮銹，無點蝕現象。

（4）固定設備上的閥門未受到任何損傷。

4 結語

鍋爐化學清洗前必須對作業人員進行防酸、防堿腐蝕的培訓，備好急救箱及藥品。清洗過程中，作業人員必須嚴格控制水流速度、pH值、緩蝕劑量、酸/堿/鐵離子濃度，防止因任何一個環節控制不當導致酸洗不合格，受熱面金屬內壁表面出現二次浮銹、點蝕現象。

[參考文獻]

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收稿日期：2020-05-08

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