鍋爐化學清洗要求及方法

2019-02-17 18:29:12

鍋爐化學清洗要求及方法

  

 

    

 

第一章  前言??????????????????????????????(1) 第二章  一般要求????????????????????????????(1) 第三章  工業鍋爐的清洗?????????????????????????(4) 第四章  電站鍋爐的清洗?????????????????????????(5) 第五章  清洗廢液的排放和處理??????????????????????(5) 第六章  安全要求????????????????????????????(6) 

  鍋爐化學清洗工藝及要求?????????????????????(6)   清洗劑用量計算???????????????????????(9)   腐蝕和緩蝕劑緩蝕效率的測定?????????????????(11)   掛片的制作????????????????????????????(13)   酸洗液加熱方法????????????????????????(14)   工業鍋爐清洗過程化學監督分析????????????????????(14)

 

  水垢類型的鑒別????????????????????????(20)

 

 

 

 

  

 第一章   

 第一條  為了防止因化學清洗不當而危及鍋爐安全運行,提高鍋爐化學清洗質量,根據《特種設備安全監察條例》及其《鍋爐水處理監督管理規則》,制訂本規則。

第二條  本規則適用于《特種設備安全監察條例》規定范圍內的,以水為介質的固定式承壓鍋爐(以下簡稱鍋爐)在非運行狀態下的化學清洗。

第三條  從事鍋爐化學清洗的單位應當符合《鍋爐水處理監督管理規則》的要求。

第四條  各級質量技術監督部門負責監督本規則的執行。  

第二章  一般要求

 

第五條  清洗前應當按照技術和安全措施的要求做好各項準備工作。

()清洗單位在鍋爐化學清洗前應當詳細了解鍋爐的結構和材質,并且對鍋爐內外部進行仔細檢查,確定清洗方式和制訂安全措施。如果鍋爐有泄漏或者堵塞等缺陷,應當采取有效措施預先處理。

    ()清洗前必須在鍋爐受熱面取有代表性的水垢樣品進行分析,確定水垢類型,并且進行溶垢小型試驗。對于額定工作壓力大于或者等于3.8MPa的鍋爐應當進行割管分析,并且進行模擬清洗小型試驗,試驗方法參照DL/T794《火力發電廠鍋爐化學清洗導則》附錄B。水垢定量分析參見SD202《火力發電廠垢和腐蝕產物分析方法》。

    ()清洗前應當根據鍋爐的實際情況,由專業技術人員制訂清洗方案,并且經過相關負責人審核、批準。清洗方案應當包括以下內容:

1.鍋爐使用單位名稱、鍋爐型號、注冊登記號、投運年限以及上次酸洗時間等;

2.鍋爐設備狀況,是否存在缺陷以及采取的措施;

3.鍋爐結垢或者銹蝕的狀況,包括水垢的分布、沉積物量或者厚度,水垢成分分析結果;

4.清洗范圍和清洗工藝;

5.根據小型試驗確定的清洗介質和工藝條件;

6.清洗系統圖(包括循環系統、半開半閉式系統和開式系統);

 - 1 -  

7.清洗所需要采取的節流、隔離、保護等措施。

8.清洗過程中應當監測和記錄的項目及控制要求等;

9.清洗廢液的排放處理;

10.安全及事故預防措施;

11.確保清洗中水、汽、電、通訊等充足、安全、可靠使用的措施;

12.清洗后鍋爐各部位的殘垢清理,清洗質量驗收等。

鍋爐化學清洗時應當嚴格執行清洗方案。如果有特殊情況需要改變方案,應當經過原審核批準的負責人同意。

()確認化學監督所需試劑溶液準確有效,儀器儀表校驗合格,化學清洗藥品的質量和數量復驗無誤。

第六條  化學清洗系統應當根據鍋爐結構、清洗介質和清洗方式、水垢的分布狀況、鍋爐房條件和環境以及清洗范圍等具體情況進行設計和安裝。

鍋爐采用循環清洗時,其系統設置應當符合下列要求:

()清洗箱應當有足夠的容積和強度;

()清洗泵宜選用耐腐蝕泵,并且滿足循環清洗所要求的流速和揚程,同時現場還應當設有備用泵;

()清洗泵入口或者清洗箱出口應當裝設濾網,?濾網孔徑應當小于5mm,并且有足夠的通流截面;

()清洗系統的各管路應當有足夠的流通截面積以保證清洗液流量。同時各回路的流速應當力求均勻,并且避免回路之間產生短路;

()鍋爐頂部及封閉式清洗箱頂部應當裝設排氣管并且引至安全地點。排氣管應當有足夠的流通面積;

()清洗系統內的閥門應當靈活、嚴密,不含銅部件。過熱器內應當充滿合適的保護液。不參與清洗的系統、設備等都應當可靠隔離或者保護;

()清洗液配制和加熱的裝置應當操作方便、安全可靠。

第七條  鍋爐化學清洗工藝的一般要求見附件1《工業鍋爐化學清洗工藝及要求》和DL/T 794《火力發電廠鍋爐化學清洗導則》。清洗單位應當根據不同的垢型和爐型制定合適的清洗工藝。

第八條  清洗介質應當符合以下要求:

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()清洗介質的選擇,應當根據垢的成分,鍋爐設備的結構、材質,緩蝕劑的緩蝕效果,藥劑的毒性和環境保護的要求等因素進行綜合考慮,一般應當通過試驗選用。常用清洗劑的選擇及用量計算見附件2《常用清洗劑及其用量計算》;

()一般情況下不得利用回收的清洗液清洗鍋爐,特殊情況下利用回收的清洗液清洗鍋爐,其清洗液中總鐵離子含量不得超過250mg/L,利用某些化工副產物的酸液清洗鍋爐,必須預先對該酸進行金屬腐蝕速度測定,如果其中含有容易引起金屬腐蝕或者其它危害鍋爐、影響安全的雜質,不得用于鍋爐清洗;

()清洗時應當根據清洗介質、溫度、鍋爐材質等因素選擇合適的緩蝕劑,緩蝕劑-2的緩蝕效率必須達到98×10以上,并且不發生氫脆、點蝕及其它局部腐蝕,同時應當盡量選擇氣味小、無毒害、性能穩定、水溶性及均勻性好的緩蝕劑;

()清洗中如果添加清洗助劑,應當預先測定所加助劑對緩蝕劑緩蝕效率的影響,確保加入助劑后金屬的腐蝕速度和緩蝕劑的緩蝕效率符合本規則要求。

()清洗單位對庫存的緩蝕劑應當定時進行緩蝕效率的復測,防止緩蝕劑失效。

腐蝕速度和緩蝕效率的測定方法見附件3《金屬腐蝕速度和緩蝕劑緩蝕效率的測定》及DL/T523《鹽酸酸洗緩蝕劑應用性能評價指標及浸泡腐蝕試驗方法》。

第九條  化學清洗中金屬腐蝕的防止與控制應當符合以下要求:

()清洗時必須在清洗系統中掛放腐蝕指示片,測定金屬腐蝕速度和腐蝕量,具體要求見附件3《金屬腐蝕速度和緩蝕劑緩蝕效率的測定》,指示片的制作見附件4《鍋爐金屬腐蝕指示片的制作》;

()清洗時必須加入合適的緩蝕劑,其濃度和使用方法根據產品說明和試驗結果確定。未加緩蝕劑的酸洗液不得進入鍋內;

3+ ()酸洗液中游離的Fe濃度過高時,應當加入合適的還原劑,一般工業鍋爐宜控3+3+Fe濃度小于或者等于750mg/L;電站鍋爐宜控制Fe小于或者等于300mg/L;

()酸洗液最高濃度的控制應當確保金屬腐蝕速度不受明顯影響,嚴禁向鍋內直接注入濃酸;

()酸洗時,鍋爐爐管內酸洗液流速宜維持在 0.20.5m/s,最高不大于1m/s;

()酸洗時,酸洗液加溫的最高溫度控制必須保證緩蝕劑的緩蝕效率和金屬腐蝕速度符合本規則的規定。除EDTA清洗外,嚴禁采用爐膛點火方式加熱酸洗液,酸洗液加熱時應當注意整個清洗系統的溫度均勻,避免局部溫度過高。酸洗液加熱方法見附件5

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《酸洗液加熱方法》;

()酸洗時間從系統進酸洗液起到開始排酸,一般不宜超過10小時。對于結垢特別嚴重和難溶水垢,在緩蝕劑性能穩定,并且嚴格監督的情況下,可以適當延長酸洗時間,但酸洗后腐蝕指示片的腐蝕量不得超過允許值;

()當垢樣中含銅時,必須采取合適的防止鍍銅措施;

()酸洗后,頂排酸至漂洗鈍化的水沖洗時間宜控制在4小時內。超過時間,應當采取相應的防銹蝕措施;

()鍋爐化學清洗后應當盡快投入運行,如果20天內不能投入運行,應當采取相應的停爐保護措施。 

 第三章  工業鍋爐的清洗及質量要求

    第十條  工業鍋爐化學清洗包括堿洗和酸洗,當水垢或者銹蝕達到下列程度時應當及時進行除垢或者除銹清洗: -2()鍋爐受熱面被水垢覆蓋80×10以上,并且水垢平均厚度達到1mm以上;

()鍋爐受熱面有嚴重的銹蝕。

第十一條  清洗過程中的化學監督和監測指標應當符合以下要求:

()堿洗(煮)過程:每4小時(接近終點時每1小時)測定堿洗液中的pH、總堿3-

度和PO濃度;

4()酸洗過程:?開始時每30分鐘(酸洗中間階段每1小時)測定酸洗液中的酸濃3+2+度、FeFe濃度。接近終點時,應當縮短測定間隔時間;

()水頂酸及中和水沖洗過程:后階段每15分鐘測定出口水的pH;

3-()鈍化過程:每34小時測定鈍化液中的pHPO濃度。

4上述項目的測定方法見附件6。

第十二條  清洗質量應當符合以下要求:

()除垢效果,清洗以碳酸鹽或者氧化鐵為主的水垢,除垢面積應當達到原水垢覆-2蓋面積的80×10以上,清洗硅酸鹽或者硫酸鹽水垢,除垢面積應當達到原水垢覆蓋面-2積的60×10以上(水垢類型的鑒別見附表1); 2()用腐蝕指示片測定的金屬腐蝕速度應當小于6g/m·h),腐蝕總量不大于

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280g/m;

()金屬表面形成較好的鈍化保護膜,不出現明顯的二次浮銹,并且無點蝕。

第十三條  清洗后,清洗單位應當采取有效措施清除鍋內殘留的垢渣,確保鍋內所有的管子暢通無阻。如果清洗前已經堵塞的管子,清洗后仍然無法疏通暢流的,鍋爐使用單位應當請具有相應資質的單位修理更換。

 第四章  電站鍋爐的清洗及質量要求

    

第十四條  電站鍋爐的清洗范圍和條件、清洗系統的設計和安裝、清洗工藝控制、清洗中的化學監督及測定方法等,應當符合DL/T 794《火力發電廠鍋爐化學清洗導則》的要求。

第十五條  清洗后的內部檢查和系統恢復按照以下要求進行:

()清洗后,應當打開鍋筒和下聯箱檢查孔、直流爐的啟動分離器和集箱手孔等,進行內部檢查并徹底清除沉渣;

()檢查監視管,判斷清洗效果。必要時,對水冷壁、省煤器等進行割管檢查,確定清洗效果;

()檢查完畢后,恢復汽包內和系統中拆下的裝置和部件,并撤掉堵頭、隔板、節流裝置等,使系統恢復清洗前狀態。 

第十六條  清洗質量應當符合以下要求:

()被清洗的金屬表面清潔,基本上無殘留氧化物和焊渣,無鍍銅現象,無明顯金屬粗晶析出的過洗現象; -2()除垢率應當大于90×10; 2()用腐蝕指示片測定的金屬腐蝕速度應當小于8g/m·h),腐蝕總量不大于280g/m;

()金屬表面形成良好的鈍化保護膜,不出現二次浮銹,無點蝕;

()固定設備上的閥門等不受到損傷。

 第五章  鍋爐清洗廢液的排放和處理

 

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第十七條  清洗廢液必須經過處理,符合GB8978《污水綜合排放標準》的規定后才能排放。嚴禁排放未經過處理的酸、堿清洗液,也不得采用滲坑、滲井和漫流等方式排放廢液。

    第十八條  清洗廢液的測定和處理方法參照DL/T 794《火力發電廠鍋爐化學清洗導則》附錄C6、附錄D或者其他相關標準方法。

 第六章  安全要求

 

第十九條  清洗單位必須根據本單位具體情況制定切實可行的安全管理制度,有關清洗人員必須充分掌握安全操作規程,了解所使用的各種藥劑的特性及急救方法,并且做好自身的防護。

第二十條  清洗現場應當配備可靠的消防設備、安全燈、充足的照明、勞動保護用品、受傷處理的常規和急救藥品,并且設置嚴禁明火等安全警示標志。

第二十一條  搬運濃酸、濃堿時,應當使用專用工具,禁止肩扛、手抱。直接接觸苛性堿或者酸的人員和檢修人員,應當穿戴專用的防護用品,尤其在配制清洗液時應當戴好防護眼鏡或者防護面具。使用氫氟酸時應當佩戴防毒面具。

第二十二條  酸洗時不準明火作業,加藥場地及鍋爐頂部嚴禁吸煙及明火照明。鍋爐作業檢查時,應當使用安全照明。清洗過程中,應當有專人值班,定時巡回檢查,隨時檢修清洗設備的缺陷。

第二十三條  化學清洗系統還應當有以下安全措施:

()對影響安全的扶梯、孔洞、溝蓋板、腳手架等,做好妥善處理;

()清洗系統所有的連接部位應當安全可靠。閥門、法蘭及水泵的盤根應當嚴密。清洗現場應當備有耐腐蝕的用于包扎管道、閥門的材料,以便漏酸時緊急處理;

()酸泵、取樣點、監視管等附近應當設有用膠皮軟管連接的清水水源和中和藥劑,以備泄漏時沖洗、中和。 

工業鍋爐化學清洗工藝及要求

 

一、新鍋爐煮爐清洗

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()新安裝鍋爐應當按照GB50273《工業鍋爐安裝工程施工及驗收規范》的規定進行煮爐清洗。煮爐藥劑及加藥量應當符合鍋爐技術文件的規定,當無規定時,可以根據鍋內銹污程度按下表選用。 3        煮爐加藥量(kg/ m鍋水)

      油污、銹蝕較少 油污、銹蝕較多

氫氧化鈉(NaOH) 23 34 或者碳酸鈉(NaCO 34.5 4.56 23磷酸三鈉(NaPO·12HO 23 35 3423-(相當于PO濃度mg/L (500750) (7501250)

4-2注:(1)藥品按100×10的純度計算;   

    (2)磷酸三鈉與氫氧化鈉或者碳酸鈉同時使用;

    (3)脹接鍋爐不宜用氫氧化鈉煮爐。

()藥品應當溶解并且稀釋至一定濃度后方可加入鍋內,配制和加入藥液時必須注意安全。

()煮爐時,鍋爐水位宜保持在水位表的最高可見水位,但不得使藥液進入過熱器。

()煮爐時間根據鍋內銹污程度確定,一般為23天。升溫升壓的速度及保持壓力的時間按照鍋爐使用說明和操作規程進行。煮爐過程中,需要由底部排污23次。

()煮爐期間,應當定期對鍋水取樣分析(分析方法見附件6),當鍋水堿度小于3-45mmol/L或者PO濃度大于500mg/L時,應當適當補加藥劑。

4()煮爐結束后,交替進行排污、上水,直到鍋水達到運行標準,水溫降至70℃以下,然后排盡鍋水,打開檢查孔,沖洗鍋內各部位,清除鍋筒、集箱內的沉積污物,確認排污閥無堵塞。

()煮爐后應當對清洗質量進行檢查,鍋內被清洗的金屬表面應當清潔,無油污和銹斑,并且形成完整的鈍化膜。

二、在用鍋爐化學清洗

在用鍋爐化學清洗除垢工藝包括堿煮轉型、水沖洗、酸洗、酸洗后水沖洗、漂洗及鈍化等。其中堿煮轉型根據垢型確定是否進行,采用帶壓鈍化的可以免做漂洗。

()化學清洗前,應當預先清除鍋內堆積的沉渣和污物。如果有堵塞的管子應當盡

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量預先進行疏通。

()對于以硫酸鹽為主或者以硫酸鹽和硅酸鹽混合的水垢,應當進行堿煮轉型,方法如下:

1.根據水垢厚度和成分,將配成溶液的碳酸鈉和磷酸三鈉混合溶液加入鍋內,使鍋-2水中藥劑濃度均勻地達到:NaCO:(0.30.6×10;NaPO·12HO:(0.51.0×23342-23-

10(相當于PO濃度12502500mg/L)。

4-22.鍋爐緩慢升壓,?一般在5小時內使鍋爐壓力升至工作壓力的50×10,并維持3648小時。結垢嚴重的應當適當延長堿煮轉型時間。 3-3.煮爐期間,應當定期取樣分析。當鍋水總堿度低于45mmol/L,PO濃度小于41000mg/L時,適當補加碳酸鈉和磷酸三鈉。

4.堿煮轉型結束后,放盡堿液,用水沖洗至出口水pH小于9。

()酸洗液配制

酸洗液必須配成一定濃度后才能進入鍋內。當采用鹽酸或者硝酸清洗時,其濃度宜-2控制在(48×10。添加氟化物助劑(氫氟酸或者氟化鈉等)的濃度為(0.51.0-2×10。配制方法如下:

1.將清洗系統的配藥用水加熱至預定溫度后停止加熱,待系統內水溫穩定均勻后,加入緩蝕劑進行系統循環,至均勻后用酸泵或者酸噴射器向清洗箱內逐漸加入濃酸,邊循環,邊加酸至預定濃度。氟化物、滲透劑、還原劑等清洗助劑根據需要加入,所有的藥劑都應當在清洗箱內溶解后再進入清洗循環系統;

2.對于容量較小的鍋爐,可以直接在清洗箱內將清洗液配成預定濃度,然后用清洗泵送入排空的鍋爐內,進行循環清洗。

()酸洗終點判斷

一般工業鍋爐酸洗時間為810小時,當接近預定酸洗時間時,應當根據下列分析結果判斷酸洗終點,停止酸洗:

1.酸洗液濃度趨于穩定,相隔30分鐘,兩次分析結果酸洗液濃度的絕對差值小于0.2-2×10;

2.鐵離子濃度基本趨于平衡

()水頂酸與清渣

酸洗結束后,不宜直接排空酸洗液,應當用清水迅速將鍋內的酸洗液頂出。如果沖

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洗水量不足,也可以采用邊排酸邊上水(排酸速度不大于上水速度),至排出液的pH值為44.5。如果垢渣量較多,鈍化前需要清渣,可以在水沖洗后期用適量稀堿液中和沖洗至排出液的pH7,然后打開所有檢查孔進行清渣。

()漂洗和鈍化

酸洗后宜進行漂洗、鈍化。如果不漂洗而直接鈍化的,宜采用下述方法帶壓鈍化:-2

水沖洗或者清渣后,在系統循環下,加入NaPO·12HO,使其濃度達到(12×10,342同時加入氫氧化鈉調整pH1112,當鍋內鈍化液濃度均勻后停止循環。鍋爐點火,緩慢升壓至工作壓力以下,保持壓力鈍化16小時以上。如果漂洗后鈍化,將鈍化液加熱并且維持在80℃95℃,鈍化10小時以上。

()殘垢清理

鈍化后必須打開所有的檢查孔,用人工徹底清理鍋內已松動的殘垢和沉渣,并且用壓力射流水槍等沖洗工具逐根沖洗或者疏通爐管,使所有管子暢流無阻,防止殘留垢渣脫落造成堵管。  常用清洗劑及其用量計算

    

一、常用清洗劑及其選用

()堿洗劑

堿洗劑常用于新建鍋爐煮爐鈍化、鍋爐酸洗工藝中的堿洗或者垢轉型的堿煮以及小型鍋爐的堿煮除垢等,常用堿洗劑選用如下:

1.新建鍋爐進行堿煮或者酸洗前的堿洗時,堿洗液一般由氫氧化鈉和磷酸三鈉,或者磷酸三鈉和磷酸氫二鈉以及濕潤劑等助劑組成。高壓鍋爐或者含奧氏體鋼材料的鍋爐,不宜采用氫氧化鈉作主堿洗劑;

2.運行鍋爐清除硫酸鹽垢和硅酸鹽垢時,酸洗前需要進行堿煮轉型,堿煮液一般由磷酸三鈉和碳酸鈉,或者磷酸三鈉和氫氧化鈉以及表面活性劑等助劑組成。

()酸洗劑

對不同的水垢和金屬材料,應當選用合適的酸洗劑和助溶劑,一般選擇如下:

1.對于碳酸鹽水垢,一般采用鹽酸清洗;

2.對于硅酸鹽水垢,可以在鹽酸中添加氟化物(例如氫氟酸、氟化鈉、氟化氫銨等)

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清洗;

3.對于硫酸鹽水垢或者硫酸鹽與硅酸鹽混合水垢,應當預先堿煮轉型,然后用鹽酸或者鹽酸添加氟化物清洗;

4.對于氧化鐵垢,可以在鹽酸中添加氟化物或者采用硝酸清洗;

5.當垢樣中含銅時,清洗液中應當添加防止鍍銅的助劑。一般可選用鹽酸加硫脲和氟化物等助劑,或者酸洗后用氨水加過硫酸銨清洗除銅;

6.含奧氏體鋼材料的鍋爐,禁止使用鹽酸清洗,一般可以選用EDTA、氨基磺酸、檸檬酸、甲酸、乙酸、羥基乙酸等作清洗劑,同時選用的緩蝕劑和助劑等不宜含鹵族元素。

 

二、主要清洗藥品的用量計算

()堿洗、堿煮及鈍化用藥量計算:

          mk·C·V·1000                                        (2-1) -2式中:m100×10純度計的藥劑用量,kg;

 k藥劑富裕系數,一般取1.2;

  C需要配制的堿洗液或者鈍化液質量分數濃度;

3  V需要配制的溶液體積,m。

()鹽酸(硝酸)除垢所需要的濃酸量計算:

-6

          m=(G·S·10α·V/C                         (2-2) 酸濃式中:m需要的濃酸量;

n ─ 清洗系數:清洗碳酸鈣水垢時,采用鹽酸為0.73,采用硝酸為1.26;

清洗氧化鐵垢時,采用鹽酸為1.26,采用硝酸為2.17;

2       G被清洗的垢量,g/m;

2   S被清洗的面積,m; -2

   α清洗后酸洗液中殘余酸濃度,一般為(12×10;

3   V清洗系統的酸洗液總量(近似為系統總體積),m;

C工業濃酸的質量分數濃度。

()EDTA清洗劑用量計算: -6          m(3.8·G·S·10α·V)×1.1                      (2-3) EDTA-2式中:m100×10純度計的EDTA用量,t;

EDTA

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     3.8 — 清洗系數(即清洗1gFeO所需EDTA克數);

342G被清洗的垢量,g/m;

2        S 被清洗的面積,m; -2        α清洗后殘余EDTA濃度,一般以1.5×10為宜;

3             V清洗系統的酸洗液總量(近似為總體積),m;

1.1 ─ 藥劑富裕系數。

檸檬酸用量計算也可參照此式,其中清洗系數為3.5。

()緩蝕劑用量計算:

          mV·C                                                2-4) 式中:m 緩蝕劑用量,kg;

3          V 酸洗液體積,m; 3

          C酸洗液中緩蝕劑濃度,kg/m。

 

附件3 金屬腐蝕速度和緩蝕劑緩蝕效率的測定

 

一、儀器及藥品

()燒杯,500mL。

#。()水砂紙,320。

()恒溫水浴鍋。

()量筒,100200mL。

()游標卡尺。

()分析天平(感量為0.1mg)。

()溫度計,0100℃。

()丙酮。

()無水乙醇。

()7%酸洗溶液,經過相應的標準溶液標定,其濃度誤差不超過±0.1%。

(十一)金屬腐蝕指示片(以下簡稱指示片)

1.指示片的材質應當與鍋爐被清洗的受壓部件主材質相同。當被清洗的受壓部件

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由不同材質制作,而且對腐蝕敏感性有明顯差異時,應當選用腐蝕敏感性較強的材質或者分別選用各受壓部件的材質制成的指示片;

#2.指示片使用前處理:將指示片用320水砂紙在平面玻璃板上前后方向研磨至光潔,并且仔細磨去棱邊的小毛刺,用清水沖洗干凈(注意擦洗指示片掛孔內污物)后擦干,立即用丙酮或者無水乙醇浸泡12分鐘,取出后擦干放入干燥器內,2小時后稱量(精確至0.1mg),然后用游標卡尺準確量取指示片的表面尺寸,計算總表面積。

二、緩蝕劑的緩蝕效率測定

()量取準確配制的7%酸洗溶液400mL,注入500mL燒杯中,加入一定量的緩蝕劑并且攪拌均勻,在水浴鍋上保持恒溫55±1℃,將三個已經稱重的指示片分別用尼龍線串過指示片掛孔,等距離地懸掛于燒杯中,指示片應當全部浸入酸洗液中,并且與液面保持2025mm。蓋上表面皿恒溫下浸泡3小時取出(準確計時至小數1位),立即用清水沖洗后放入用氨水調pH910的除鹽水(或者蒸餾水)中浸泡12分鐘,然后取出擦干,再放入無水乙醇中浸泡12分鐘后取出擦干,放入干燥器中,2小時后稱量。

()另取同樣濃度的酸洗溶液,除了不加緩蝕劑外,其它條件相同的情況下,以另一組相同指示片按上述步驟作空白試驗。

()腐蝕速度及緩蝕效率的計算

Dw2

腐蝕速度   v=   g/(m×h)                                                 (3-1)

s×t

 v-v-201-2緩蝕效率                                                 (3-2)

   h10=′10010          v0

 式中:Δw 指示片在酸洗溶液浸泡前與浸泡后的質量之差,g;

2     s 指示片的總表面積,m;

         t指示片在酸洗溶液中浸泡的時間,h; 2

        v指示片在無緩蝕劑的酸洗溶液中的腐蝕速度,g/(m·h);

0 2        v指示片在有緩蝕劑的酸洗溶液中的腐蝕速度,g/(m·h)。

1 注:應當分別計算三片指示片的腐蝕速度,取其中兩個數值相近的平均值計算其緩蝕效率。

 

三、清洗助劑及酸液中雜質對金屬腐蝕影響的測定

酸洗時若需要加入某些助劑,或者利用某些化工廠副產物的酸液清洗鍋爐,都應當

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預先對其進行金屬腐蝕速度測定。測定方法基本同上,只是酸洗溶液中加入相應的助劑,或者用副產物酸液配制7%酸洗液,而且指示片在相應的酸洗溶液中應當恒溫浸泡6小時以上。酸洗后除了計算腐蝕速度和緩蝕效率,并且與常規測定結果作對比外,還應當仔細觀察指示片表面是否有點蝕或者其它腐蝕跡象,判斷其中是否有影響緩蝕劑緩蝕效果或者容易引起金屬腐蝕的物質存在。

 

四、鍋爐酸洗時金屬腐蝕速度和腐蝕量的測定

鍋爐酸洗時金屬的腐蝕速度和腐蝕量通過測量金屬腐蝕指示片來確認。

()指示片應當用耐酸堿腐蝕的非金屬材料可靠地懸掛于清洗系統內。一般鍋筒(汽包)內的指示片在進酸洗液之前掛入,清洗箱內指示片在酸洗液配制完畢時掛入,設有監視管的,指示片與監視管同時投入酸洗循環系統。分別記錄各指示片接觸酸洗液的時間。

()酸洗結束時取出指示片,立即用清水淋洗后放入用氨水調pH910的除鹽水(或者蒸餾水)中浸泡12分鐘,取出后快速擦干,再放入無水乙醇中,浸泡12分鐘后取出擦干,放入盛有干燥劑的密封瓶中,干燥2小時后稱量。如果現場暫時無法稱量,可以將指示片保存于干燥瓶內,第二天稱量。

()金屬腐蝕速度和腐蝕量的計算

1.腐蝕速度按上述(3-1)式計算,其中t分別按各指示片與酸洗液實際接觸的時間計算。直流鍋爐如果采用開式清洗的,t為清洗系統開始加酸起到停止加酸止的時間。

22.腐蝕量=Δws    g/m(式中符號意義同上)。

鍋爐金屬腐蝕指示片的制作

 一、指示片規格要求

()指示片尺寸:50×25×2mm,掛孔直徑4mm;

()指示片外觀要求:表面不能有劃痕、凹坑、銹斑;棱邊和掛孔不能有毛刺;指0.86.3 

示片六面加工的粗糙度均不得低于  ,掛孔內粗糙度不低于 。

 

二、指示片的制作

檢查制作指示片的材料,其中不能有夾渣、氣孔、裂紋等缺陷。取材時將鋼材的壓

 - 13 -  

延面作為平面,由整塊鋼板或者備用水冷壁管氣割下坯料,然后用刨床刨去四周的熱影響區并刨平,再經銑、鉆、磨等工序將指示片加工到規定尺寸和粗糙度,并在試片一端用5號以下鋼字打上鋼印編號,再用細砂紙研磨,除去棱邊、掛孔等的毛刺。指示片在制作加工過程中,嚴禁敲打撞擊。

 

三、制作后處理

用丙酮或者無水乙醇洗去其表面油污,再置于潔凈的無水乙醇中浸泡幾分鐘,取出后擦干,置于干燥器內待用。若指示片暫時不用,可將指示片干燥后,浸泡在機油中或者用油紙包好置于真空盒內保存,使用前用丙酮或者無水乙醇浸泡去油。  

酸洗液加熱方法

 

一、工業鍋爐酸洗液加熱方法

()爐內加熱法

先將鍋爐水位上到鍋筒低水位處,在投酸前采用爐膛點火的方法將鍋水加熱到預定的溫度,然后徹底熄滅爐火,封閉爐門及尾部煙道等出口。在投加酸洗劑時,根據加酸量先適當排放部分鍋水,以便配酸后酸洗液的液位維持在鍋筒中間水位,然后通過清洗箱邊循環邊配制酸洗液。

()爐外加熱法

將蒸汽加熱管或者電加熱器管置于清洗箱內,邊循環邊將清洗系統內的水加熱到預定的溫度,然后停止加熱,配制清洗液。在酸洗過程中,如果需要繼續加熱,必須注意避免酸洗液局部過熱。

 

二、電站鍋爐酸洗液加熱方法

電站鍋爐酸洗液一般采用爐外加熱法。有關蒸汽量和加熱器的計算可以參照DL/T794《火力發電廠鍋爐化學清洗導則》附錄A。 

工業鍋爐清洗過程化學監督分析方法

     

 - 14 -  

一、常用清洗藥劑的產品質量及測定方法的有關標準

()堿洗(煮)、鈍化藥劑

1.GB 209工業用氫氧化鈉。

2.GB 210工業碳酸鈉。

3.GB/T 1606工業碳酸氫鈉。

4.HG/T 2517工業磷酸三鈉。

5.HG/T 2965磷酸氫二鈉。

6.GB/T 9983工業三聚磷酸鈉。

7.GB/T 2519工業六偏磷酸鈉。

()酸洗藥劑

1.GB 320工業用合成鹽酸。

2.GB 337濃硝酸。

3.GB 534工業硫酸。

4.GB/T 2091工業磷酸。

5.HG/T 2527工業氨基磺酸。

6.GB/T 8269檸檬酸(CHO·HO,CHO)。

68726877.GB 7744工業氫氟酸。

二、清洗中的化學監督

()堿洗(煮)液和磷酸鹽鈍化液的監測

1.堿洗液和鈍化液濃度及堿度的測定

(1)基本原理

由氫氧化鈉與磷酸三鈉、碳酸鈉與磷酸三鈉或者磷酸三鈉和磷酸氫二鈉等配制成的堿洗(煮)液和鈍化液,當用酸標準溶液滴定時反應如下:

加酚酞指示劑

-+ OHHHO

2++         NaPOHNaHPONa

3424++         NaCOHNaHCONa

233再加甲基橙指示劑 ++NaHPOHNaHPONa

2424 - 15 -  

++         NaHCOHHONaCO

322然后用堿標準溶液反滴定

    NaHPONaOHNaHPOHO

24242根據不同的滴定終點所消耗的標準溶液量可以分別計算其含量。

(2)試劑

①0.100mol/L(1/2HSO)標準溶液

24②0.100mol/LNaOH)標準溶液

-2③1×10酚酞指示劑(以乙醇為溶劑)

-2④0.1×10甲基橙指示劑

(3)測定方法

用移液管準確吸取已經過濾的堿洗液20mL于錐形瓶中,加蒸餾水稀釋至100mL,加入12滴酚酞指示劑,用0.100mol/L(1/2HSO)?標準溶液滴定至紅色恰好消失,記24下硫酸消耗量V,再加入23滴甲基橙指示劑,繼續用硫酸標準液滴定至橙紅色,記1下消耗量V (不包括V)。如果堿洗液或者鈍化液由碳酸鈉和磷酸三鈉組成,則再將上21述溶液在電爐上加熱煮沸約2分鐘,去除CO后迅速冷卻,再用0.100mol/LNaOH標準溶2液反滴定至黃色,記下NaOH消耗量V。

3(4)計算

總堿度 0.1(V+V)

(JD)=′1000                mmol/L          12

                                                                61

V

當堿洗液或者鈍化液為氫氧化鈉和磷酸三鈉時:             

0.1(V-V)400.4(V-V)

-212-212-2

NaOH10=′10010=′10           62

V1000V酸酸

0.1V1641.64V-22-22-2 63

NaPO10=′10010=′10               

34V1000V酸酸

 

當堿洗液或者鈍化液為磷酸三鈉和碳酸鈉時:

                                                                0.1V1641.64V64

-23-23-2

NaPO10=′10010=′10                            

34V1000V 堿堿

0.1(V-V)1061.06(V-V)

-223-223-2

NaCO10=′10010=′10         

23 - 16 - V1000V酸酸

                                                                65 

當堿洗液或者鈍化液為磷酸三鈉和磷酸氫二鈉時:

 0.1V1641.64V                                                                    66

-21-21-2

NaPO10=′10010=′10         

34V1000V 酸酸

                                                                    0.1(V-V)1421.42(V-V)67

-221-221-2

NaHPO10=′10010=′10   

24V1000V酸酸

 式中:0.1 ─ C(1/2 HSO)或者C(NaOH)標準溶液濃度,mol/L;

24    V加入酚酞指示劑時所消耗的酸標準溶液的量,mL;

1        V 再加入甲基橙指示劑后所消耗的酸標準溶液的量,mL;

2        V反滴定時所消耗的NaOH標準溶液的量,mL;

3        40 ─ NaOH的摩爾質量,g/mol;

       164 ─ NaPO的摩爾質量,g/mol;

34       106 ─ NaCO的摩爾質量,g/mol;

23       142 ─ NaHPO的摩爾質量,g/mol;

24       V所取堿洗液或者鈍化液的量,mL。

3-2.堿洗液或者鈍化液中磷酸根(PO)濃度的測定(目視比色法) 4(1)基本原理 +0.6mol/L(H)的酸度下,磷酸鹽與鉬酸銨生成磷鉬黃,用氯化亞錫還原成磷鉬藍后,與同時配制的標準色進行比色測定。

(2)試劑及配制 3-磷酸鹽標準溶液(1mL1mgPO):稱取在105℃干燥過的優級純磷酸二氫鉀4(KHPO)1.433g,溶于少量除鹽水中,然后準確稀釋至1000mL。

243-磷酸鹽工作溶液(1mL0.1mgPO)?:取上述標準溶液,用除鹽水準確稀釋10倍。

4鉬酸銨-硫酸混合溶液:于600mL蒸餾水中徐徐加入167mL濃硫酸(密度1.84 3

g/cm),搖勻后冷卻至室溫。稱取20g鉬酸銨[(NH)MoO·4HO],研細后溶于上述硫酸467242溶液中,用蒸餾水稀釋至1000mL。

-2④1×10氯化亞錫甘油溶液:稱取1.5g分析純氯化亞錫于燒杯中,?20mL濃鹽酸溶解,再加80mL純甘油(丙三醇),攪勻后將此溶液轉入塑料壺中密封備用。此溶液

 - 17 -  

容易受空氣氧化而失效,需及時更換。

(3)測定方法 3-用移液管吸取磷酸鹽工作溶液?(1mL0.1mgPO)?0.50,?1.00,1.50, 2.00,42.50mL分別注入一組25mL比色管中;用另一支移液管準確吸取15mL被測溶液至100mL容量瓶,稀釋至刻度后搖勻,然后吸取該溶液5.00mL注入一支比色管中。在上述所有比色管中加蒸餾水稀釋至約20mL,再往各比色管中加入2.5mL鉬酸銨-硫酸混合溶液,并且用蒸餾水稀釋至刻度,最后在每支比色管中各加入5滴氯化亞錫甘油溶液,搖勻,待2分鐘后進行比色。

(4)計算

                                                                    68

0.1VV3-標標

PO=′1000=2000             mg/L                 

45VV

100

式中:V與被測溶液顏色相當的標準色中加入的磷酸鹽工作溶液體積,mL;

  V所取堿洗液或者鈍化液的量mL。

()鹽酸(硝酸)清洗液的監測

1.酸洗液中酸濃度的測定

(1)基本原理

酸濃度測定通常以甲基橙為指示劑,用氫氧化鈉標準溶液中和滴定至溶液由紅色轉為橙黃色為終點,根據氫氧化鈉標準溶液的消耗量計算酸濃度。但是鍋爐酸洗時,由于3+3++ 酸洗液中往往存在著Fe,在測定時容易發生水解反應(Fe3HO→Fe(OH)↓3H),233+

產生的棕紅色Fe(OH)沉淀會影響終點觀察,所以測定時需要用檸檬酸銨掩蔽Fe,或 3者改用其它合適的指示劑,例如溴甲酚綠-甲基紅混合指示劑(pH5.1時,由酒紅色綠色)。

(2)試劑及配制

-2①5×10檸檬酸銨。

-2②0.1×10甲基橙指示劑。

溴甲酚綠-甲基紅混合指示劑,稱取0.2g溴甲酚綠和0.04g甲基紅溶于100mL乙醇中。

④0.1000mol/L(NaOH)標準溶液,稱取4g NaOH用煮沸后冷卻的蒸餾水溶解并稀釋

 - 18 -  

1L,然后用0.1000mol/L(1/2HSO)硫酸標準溶液標定。

24(3)測定方法

準確吸取酸洗液1.00mL(濃度較低時取2.00mL)于250mL錐形瓶中,加蒸餾水至-2100mL,加入5×10檸檬酸銨溶液5mL,加甲基橙指示劑23滴,然后用0.1000mol/L NaOH標準溶液滴定至橙黃色為終點。如果不加檸檬酸銨溶液,則改用溴甲酚綠-甲基紅混合指示劑23滴,然后用NaOH標準溶液滴定至綠色為終點,記下NaOH消耗量V。

(4)計算 CVM-2-2

酸濃度  10=′10010                                                                                       69

V1000

式中:C ─ NaOH標準溶液濃度,mol/L;

  V滴定時NaOH標準溶液的消耗量,mL;

      V酸洗液的吸取體積,mL。

      M酸洗液中酸的摩爾質量,g/mol;當酸洗液為鹽酸時M36.5;當酸洗液為硝酸時,M63。

當酸洗液為鹽酸時,為了方便計算也可以將NaOH標準溶液的濃度配成0.275mol/L(稱取11.2gNaOH用煮沸后冷卻的蒸餾水溶解并稀釋至1L,然后用0.1000mol/L(1/2HSO)硫酸標準溶液標定并調整NaOH濃度。)。這樣,計算公式可以簡24化為: 0.275V36.5V-2-2-2

                                                                   HCl10=′10010=′10                 610

V1000V酸酸

式中:0.275 ─ NaOH標準溶液濃度,mol/L;

     V  ─ 滴定時NaOH標準溶液的消耗量,mL;

       36.5 ─ HCl的摩爾質量,g/mol;

        V酸洗液的吸取體積,mL。

當酸洗液取1.0mL時,NaOH標準溶液的消耗量即為酸洗液的質量分數濃度。

3+2+2.酸洗液中Fe、Fe的測定

(1)基本原理 3+

pH23的條件下,磺基水揚酸指示劑與Fe生成紫紅色絡合物, 滴定時EDTA3+標準溶液與Fe生成無色絡合物。由于EDTA絡合能力強于磺基水揚酸,因此滴定至溶液2+3+中紫紅色消失即為終點到達。再用過硫酸銨將溶液中的Fe氧化成Fe,溶液又呈紫紅

 - 19 -  

色,繼續用EDTA滴定至紫紅色消失。根據EDTA標準溶液二次消耗量,分別計算酸洗液3+2+FeFe的量。

(2)試劑 -2①10×10磺基水楊酸指示劑。

-2②10×10過硫酸銨[(NH)SO]溶液。

4228③0.1000 mol/L EDTA標準溶液。

④0.0100mol/L EDTA標準溶液,此濃度的標準溶液不宜久置,應隨用隨配,取0.1000mol/L EDTA標準溶液準確稀釋10倍即可。

⑤ 1+1 氨水。

⑥ 1+4 鹽酸。

(3)測定方法

準確吸取210mL經濾紙過濾后的酸洗液于250mL錐形瓶中,用蒸餾水稀釋至-2100mL,用1+1氨水和1+4鹽酸調節pH23,加入1mL 10×10磺基水楊酸作指示劑,用0.0100mol/L EDTA標準溶液滴定至溶液紫紅色消失,?記錄所消耗的EDTA體積V,1-2再加入0.51g過硫酸銨晶體或5mL10×10過硫酸銨溶液,加熱至70℃左右,繼續用0.0100mol/L EDTA標準溶液滴定至紫紅色消失,記錄消耗的EDTA體積V(不包括V)。

21(4)計算

                                                                   0.01V56V611

3?11Fe=′1000=560              mg/L          

VV 酸酸

 0.01V56V

2?22

                                                                   Fe=′1000=560              mg/L        612

VV酸酸

 3+式中:V滴定Fe(第一次)所消耗的EDTA標準溶液體積,mL;

12+

  V滴定Fe(第二次)所消耗的EDTA標準溶液體積,mL;

2     V所取酸洗液(或漂洗液)體積,mL;

56 ─ Fe的摩爾質量。 水垢類型的鑒別

 

水垢類型

 - 20 -  

灰白色 -2碳酸鹽 5×10鹽酸溶液中,大部分可以溶解,同時會產

為主的水垢 或者白色 生大量氣泡,反應結束后,溶液中酸不溶物較少。

氧化鐵 常溫下,在稀鹽酸中溶解較緩慢,溶液呈黃綠色;棕褐色

為主的水垢 加氫氟酸或者在硝酸中能夠較快地溶解,溶液呈黃色。

常溫下,在鹽酸中基本不溶解,加熱后垢的其他成硅酸鹽 灰白色 份部分地緩慢溶解,有透明狀砂粒沉淀物,加入為主的水垢 -21×10HF或者NaF可以有效溶解。

黃白色

硫酸鹽 在鹽酸溶液中很少產生氣泡,溶解很少,加入-2

為主的水垢 或者白色 10×10氯化鋇溶液后,會生成大量白色沉淀。


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