熔炼余热锅炉化学清洗方法及应用

摘要：在新建锅炉投产前或在役锅炉停炉检修过程中，会因不同原因在锅炉受热面管壁内产生铁锈、焊渣、浮尘、油污等残留物，若不经任何处理，锅炉运行时会导致水、汽品质差，影响机组的安全、经济运行。为此，锅炉投运前，需对锅炉受热面管道内壁进行化学清洗。现阐述了某冶炼余热锅炉检修后对管道内壁进行化学清洗的方法，效果显著，为同行业的锅炉化学清洗提供了参考。

关键词：化学清洗;余热锅炉;水冲洗;酸洗

0 引言

新建锅炉在制造、运输、贮存、安装等过程中，不可避免地会产生油污、铁锈、焊渣和泥砂等不同种类的污物及腐蚀产物，影响锅炉的安全运行[1-2]。因水分子本身具有很强的氧化性，锅炉长期运行会使锅炉水冷壁管管内形成致密坚固的水垢，影响锅炉水冷壁管的均匀受热，导致传热恶化，锅炉运行效率降低，甚至会发生水冷壁爆管现象，造成锅炉被迫停运[3]。在锅炉停炉检修过程中，锅炉水冷壁管因焊接会产生铁锈、焊渣、油污等，锅炉投运时，会导致水、汽品质较差[4]，影响锅炉的安全、稳定运行，更有可能造成汽轮机叶片点蚀。

本文针对某冶炼余热锅炉停炉检修后，锅炉水冷壁管因焊接而造成管内壁产生大量铁锈、焊渣的情况，结合目前一些技术成熟的工业锅炉化学清洗方法[5-6]，制定了适合该单位的一套锅炉化学清洗方案。

1 设备概述

某冶炼余热锅炉型号为QFC40/1200-26-4.4/257，由铜熔炼炉炉盖、上升烟道、下降烟道和对流区四部分组成，其水循环采用强制循环和自然循环混合循环的方式。

铜熔炼炉炉盖、上升烟道、下降烟道受热面均为膜式水冷壁结构，由？准38 mm×5 mm锅炉钢管与5 mm厚的扁钢焊接制成;对流区炉墙也采用膜式水冷壁结构，在对流区布置有凝渣管屏、第一对流管束、第二对流管束、第三对流管束、第四对流管束，全部采用锅炉钢管弯制而成;受热面为U型布置，不能进行底部排污。

2 清洗方法

2.1    水冲洗及系统试压检漏

水力冲洗的目的是除去被清洗系统内的松动沉积物，流速愈快愈好，冲洗至目测进水与出水的澄清度相近时结束。

向系统注水，启动清洗循环泵使系统处于循环状态，用回液阀调节系统压力至0.8 MPa，检查被清洗系统中的焊缝、法兰、阀门、短管连接等处是否有泄漏现象，如有，应及时进行处理。

2.2    碱洗脱脂

脱脂是指除去管壁内油污、防锈漆等污垢。水冲洗结束后系统在常温下保持水循环，加入0.5%～0.8%浓度的NaOH、0.2%～0.5%浓度的Na3PO4、0.5%～1.0%浓度的NaSiO4混合药剂，待进回液浓度接近且2 h内基本保持不变时脱脂结束，此过程大概需要12 h。脱脂废液排入至中和池进一步处理。

2.3    碱洗后水冲洗

为消除碱洗脱脂残留的脱脂液，使少量疏松杂质脱离管壁表面被带走，将脱脂液排尽后，用软化水进行冲洗，先以高位注满，低点排放，并不断打开各排污点检测pH值和浊度，当系统出水及各排污点的pH值<8时，系统注满软化水，循环1 h，同时监测各排污点和出水的pH值及澄清度。

2.4    酸洗

水冲洗结束后，调整系统处于低液位循环状态，先加入缓蚀剂，待缓蚀剂循环均匀后，再依次加入各酸洗药剂，各药剂浓度如表1所示。在酸洗过程中应严格控制酸浓度在4%～7%、铁离子浓度<1 000 mg/L 。在酸洗过程中定时取样分析，定时进行正、反向循环切换和排污。当系统内酸浓度、铁离子浓度在2 h内经测量不变，且监视管段内的污垢完全除尽时，结束酸洗。酸洗废液排入已装有脱脂废液的中和池中。

2.5    酸洗后水冲洗

酸洗结束，迅速将废酸液排出系统，用大量除盐水冲洗，尽量缩短冲洗时间，保持最大进水流量对水冷壁管进行冲洗。其目的是除去残留的酸洗液及洗落的固体颗粒，在冲洗过程中应进行各支路切换、正反向切换和排污，酸洗后水冲洗出水合格标准如表2所示。

2.6    漂洗

冲洗后，将系统充满水，加入漂洗药剂（0.5%～1.0%氢氟酸+0.3%～0.4%缓蚀剂）进行漂洗。在1 h内铁离子浓度<300 mg/L、酸浓度在0.5%～1.0%保持不变后，结束漂洗。

2.7    中和、钝化

漂洗后金属管壁内表面处于较高活性状态，容易产生二次浮锈，通过对金属管壁内表面进行钝化处理，可以在金属管壁内表面形成一层氧化膜，使金属处于钝态，防止二次浮锈的生成。漂洗结束时，应保证漂洗液中的总铁离子含量<300 mg/L，若超过该值，应用除盐水更换或稀释部分漂洗液至铁离子含量小于该值后，再用氨水将pH值调至9～10，加入钝化剂，采用的钝化剂及浓度如表3所示，循环4～6 h。钝化废液排入中和池。

整个清洗过程产生的废水排入中和池中加入氧化钙、氨基磺酸，通入压缩空气进行搅拌中和，控制中和后废水pH值为6～9，通过转运泵打入污水井中再利用。

3 清洗效果

清洗结束后，随机对被清洗受热面管进行切割检测，其清洗效果如下：

（1）各受热面金属内壁表面清洁;基本上无残留氧化物和焊渣;无明显金属粗晶析出的过洗现象;无镀铜现象。

（2）指示试片平均腐蚀率小于6 g/（m2·h）。

（3）锅炉清洗表面形成了良好的钝化保护膜，受热面金属内壁表面未出现二次浮锈，无点蚀现象。

（4）固定设备上的阀门未受到任何损伤。

4 结語

锅炉化学清洗前必须对作业人员进行防酸、防碱腐蚀的培训，备好急救箱及药品。清洗过程中，作业人员必须严格控制水流速度、pH值、缓蚀剂量、酸/碱/铁离子浓度，防止因任何一个环节控制不当导致酸洗不合格，受热面金属内壁表面出现二次浮锈、点蚀现象。

[参考文献]

[1] 韩志远.660 MW新建超超临界锅炉清洗优化与效果分析[J].清洗世界，2019，35（11）：4-6.

[2] 赵春海，袁凤玲.1 100 t/h循环流化床锅炉的化学清洗及质量控制[J].应用能源技术，2015（3）：23-26.

[3] 吴来贵，申军锋，范红照，等.超超临界锅炉酸洗技术研究与应用[J].中国电力，2013，46（1）：46-49.

[4] 徐生军，邵瑜，魏国，等.冶炼厂余热锅炉的化学清洗[J].清洗世界，2019，35（8）：6-8.

[5] 曾伟康，钟选斌，王钢.EDTA钠盐清洗在余热锅炉清洗中的应用[J].清洗世界，2017，33（2）：6-9.

[6] 查方林，刘凯，袁新民，等.复合有机酸在超超临界运行炉化学清洗中的应用[J].广东电力，2017，30（5）：15-20.

收稿日期：2020-05-08

作者简介：杜加贵（1987—），男，云南楚雄人，助理工程师，从事锅炉设备管理运行工作。