蒸汽鍋爐清洗及保養(yǎng)
蒸汽鍋爐清洗及保養(yǎng)
?。ㄒ唬?、鍋爐清洗的必要性
鍋爐經過長時間運行，不可避免的出現(xiàn)了水垢、銹蝕問題，鍋爐形成水垢的主要原因是給水中帶有硬度成份，經過高溫、高壓的不斷蒸發(fā)濃縮以后，在爐內發(fā)生一系列的物理、化學反應，最終在受熱面上形成堅硬、致密的水垢。
工業(yè)鍋爐則多屬于低壓鍋爐，中壓鍋爐為數(shù)很少。這些鍋爐在運行和使用一段時間后，一些水質或前水處理不好的鍋爐，由于水在汽鍋內受熱后沸騰蒸發(fā)的結果，為水中的雜質提供了化學反應和不斷濃縮的條件。當這些雜質在鍋水中達到飽和時，便有固體物質析出。所析出的固體物質沉積在受熱面上，我們稱之為水垢。
水垢種類有很多，常見的有六種：
?。?）碳酸鹽水垢 （2）硫酸鹽水垢 （3）硅酸鹽水垢 （4）鐵垢（5）泥垢 （6）混合水垢水垢是鍋爐的"百害之首"，是引起鍋爐事故的主要原因，其危害性主要表現(xiàn)在：
1、浪費大量燃料 因為水垢的導熱系數(shù)只有鋼材的幾十分之一，所以當受熱面結垢后會使傳熱受阻，為了保持鍋爐一定的出力，就必須提高火側的溫度，從而使向外輻射及排煙造成熱損失。由于鍋爐的工作壓力不同，水垢的類型及厚度不同，所浪費的燃料數(shù)量不同，根據(jù)試驗和計算，水垢的厚度和損耗燃料有如下比例：
當水垢厚度（S）≥1mm時，浪費燃料5～13%；
≥2mm時，浪費燃料13～18%；
≥3mm時，浪費燃料18～26%。
2、容易使鋼板、管道因過熱而被燒損
因為鍋爐結垢后，又要保持一定的工作壓力及蒸發(fā)量，只有提高火側的溫度，但是水垢越厚，導熱系數(shù)越低，火側的溫度就得越高。一般說來鍋爐火側的溫度在900℃左右，而水側的溫度在190℃左右。當沒有水垢時鋼板的溫度在230℃左右，一旦結垢1mm左右，鋼板的溫度比無垢時提高了140℃左右。20#鋼板當溫度達到315℃時，金屬的各項可塑性指標開始下降，當達到450℃時，金屬會因過熱而蠕動變形。所以鍋爐結垢是很容易使金屬被燒損的。
3、增加檢修費用和降低使用壽命 鍋爐因水垢而引起的事故大約是鍋爐事故總數(shù)的三分之一，還是上升趨勢，不但造成設備的損壞，也威脅到人身的安全。
因此，在給水合格的情況下，鍋爐運行時應嚴格控制鍋內用水達到國家標準；并在運行中防止水垢的生成，而且結垢后，需及時進行處理，必須徹底防止及清除鍋爐爐內水垢及控制水質。要解決以上問題，目前最科學的方法是在鍋爐運行加入綜合性能好，功效全面的藥劑運行保養(yǎng)及定期清洗除垢。
?。ǘ?、解決方案
為使鍋爐系統(tǒng)在最優(yōu)化狀態(tài)下運行，就必須對鍋爐系統(tǒng)的水系統(tǒng)進行專門的化學藥物處理：清除水垢、銹蝕和防腐蝕處理：
1、化學清洗：鍋爐的清洗是對鍋爐對流管、過熱器管、空氣熱器、水冷壁管水垢、鐵銹進行清洗，加入化學清洗劑將系統(tǒng)內的浮銹、垢、油污清洗分散排出，還原成清潔的金屬表面，根據(jù)不同的工作條件有停爐清洗和不停爐清洗兩種；A、清洗前，廠方協(xié)助我方應對停爐鍋爐內外部進行詳細檢查，如發(fā)現(xiàn)鍋爐有泄漏、水垢堵管（用水管逐根檢查鍋筒內的每條水管是否有堵塞現(xiàn)象）、垢下裂管及穿孔、爐管變形等問題出現(xiàn)，應采取有效措施預先處理并詳細記錄在案。 B、清洗前須確定水垢類型及水垢總量，在取垢樣時測量不同部位垢層厚度，以此計算總垢量及用藥量，取樣時對爐內不同部位的垢下腐蝕情況進行檢查，將其腐蝕程度記錄在技術檔案中。
C、清洗的一般步驟：
水沖洗(檢漏)--酸洗--堿洗--水沖洗--漂洗--鈍化。
D、清洗質量驗收標準：
附：國家質量技術監(jiān)督局頒發(fā)的《鍋爐化學清洗規(guī)則》要求，鍋爐化學清洗應達到如下標準：
?。?）、清洗碳酸鹽水垢時，除垢面積應達到原水垢覆蓋面積的80%以上；（2）、清洗硅酸鹽或硫酸鹽水垢時，除垢面積應達到原水垢覆蓋面積的60%；（3）、用腐蝕試片失重法測量的金屬腐蝕速度的平均值應在6g/m2·h以下。
2、日常保養(yǎng)：日常保養(yǎng)是對鍋爐水進行水質處理，采用自動加藥系統(tǒng)加入GR-943C鍋爐阻垢靈、GR-201克垢丹，避免金屬生銹，防止鈣鎂離子結晶沉淀。 GR-943運行除垢靈、GR-201克垢丹中性無酸化學清洗技術填補了國內外空白，具國內外領先水平，給化學清洗帶來一場革命，從而掀起綠色中性化學清洗新篇章。該技術可在正常生產過程中不停車完成清洗，對設備無腐蝕損傷。清洗廢液不需處理就符合排放標準，對環(huán)境無污染。中性無酸化學清洗取代酸洗已成為一個必然趨勢。
1、中性運行清洗可在中性或弱堿性（pH值7~12）條件下，不改變國家規(guī)定的鍋水運行指標，不停車清洗，可減少停車清洗所造成的損失，這是中性清洗的唯一標志。
2、 高效除垢 運行除垢靈GR-943、 克垢丹GR-201運用化學配位場原理，與水中的Ca2+、Mg2+以及鈣、鎂化合物發(fā)生配位場化學反應，阻止水垢的結晶生成并使原有水垢逐漸分解，形成膠質狀懸浮物從鍋爐中排出?？汕逑此嵯礋o法清洗的難溶垢，洗凈率高。
3、 安全無腐 理論研究和鍋爐運行實踐都證明，在中性無酸條件下清洗除垢，其清洗腐蝕率小于水對金屬的腐蝕率，對金屬無任何腐蝕損傷。
4、無毒無害無污染 運行除垢靈GR-943、GR-201克垢丹屬綠色環(huán)保產品，其清洗后的鍋爐排污COD、BOD、pH值完全符合國家標準。 5、使用方便 藥品加入給水即可，不需另設專業(yè)人員，崗位操作人員即可操作，可廣泛推廣使用。
6、節(jié)水顯著，整個清洗過程中其耗水為正常生產用水，不象酸洗額外消耗配藥、鈍化及反復沖洗所消耗的大量淡水資源。
導熱油爐清洗及換油
（一）、導熱油的作用：
導熱油爐屬于有機熱載體爐，又稱熱媒爐，是以導熱油作為傳熱介質的熱源，具有熱效高、熱穩(wěn)定性強、低壓高溫等優(yōu)點。廣泛應用于石油化工、化纖、紡織印染、塑料、建材、供熱等領域，導熱油主要成分為多環(huán)芳烴、醇、石油餾分等，使用溫度300-400℃，使用過程中易發(fā)生熱裂解、老化，在管道、設備內壁生成積碳，影響傳熱效率。
（二）、導熱油爐及其系統(tǒng)的清洗：
導熱油（有機熱載體）作為一種優(yōu)良的傳熱介質，它具有高溫低壓的傳熱特點，且熱效率高、傳熱均勻、溫度控制準確，又有明顯的節(jié)能效果。因此，它用于六十多個工業(yè)和部門。但是導熱油無論是合成型的還是礦油型，它們都是有機物--即烷烴類、環(huán)烷烴類、芳烴類及其衍生物。它們在熱油爐中，在高溫狀態(tài)下長期運行，將發(fā)生裂解。
上述各族烴裂解反應規(guī)律主要產物是乙烯及丙烯，在較高的溫度下，乙烯經乙炔階段而生成碳：
而且，生碳結焦反應有一定規(guī)律，它是典型的連串反應，共同特點是隨著溫度的提高和反應時間的延長，不斷釋放出氫，殘物（焦油）的含氫量逐漸下降，碳氫比（RC/h）、分子量和重度逐漸增大，即原料烴經過逐步脫氫縮合，單環(huán)或環(huán)數(shù)不多的芳烴，轉變?yōu)榄h(huán)芳烴，進而轉變?yōu)槌憝h(huán)芳烴，由液體焦油轉變?yōu)闉r青質（它主要是結晶性縮合稠環(huán)芳徑，其化學結構尚不清楚）。進而轉變?yōu)樘记噘|（它是分子量更大，氫含量更低的縮合稠環(huán)芳徑）。再進一步轉變?yōu)楦叻肿咏固肌?/div>
總之，原料烴在裂解過程中，實際上發(fā)生著分子的分解和分子的結合這兩類反應。生成小分子輕組分產物，使導熱油的初餾點及閃點下降。生成大分子的縮合物，使導熱油的粘度增高，分子中氫含量愈來愈小，直到結焦生碳。
導熱油爐多為盤管式爐，導熱油在爐管中裂解，爐管內壁發(fā)生結焦，會導致下面嚴重影響：
?、?、爐管表面溫度上升，由于結焦層的導熱系數(shù)比鋼管要小得多，有結焦的地方，局部熱阻增大，爐管徑向溫度梯度較大，在結焦層最厚的地方，局部熱阻增大，爐管徑向溫度梯度變大，在結焦層最厚的地方，導致爐管表面出現(xiàn)熱點，影響爐管壽命。
②、爐管的壓力損失增大，結焦現(xiàn)象嚴重甚至堵塞爐管。
?、?、鋼管表面如果比較粗糙（例如離心澆鑄管），就易滲碳，使鋼管強度變劣，有時會發(fā)生爐管開裂事故。
結碳后無法進行高壓水射流清洗，只能使用化學清洗，我公司最新研制的高效專用清洗劑（JP-823A、B導熱油爐清洗劑）及清洗工藝，能有效的清除積碳，且對設備無任何化學腐蝕，并在大量單位實施清洗，得到用戶好評。
?。ㄈ?、導熱油爐清洗時機確定：
1、 發(fā)現(xiàn)內部積碳嚴重。
2、導熱油爐進出口壓力差超過設備規(guī)定值。
3、導熱油明顯變黑，污染嚴重。
4、導熱油殘?zhí)?、酸值、黏度、閃點、燃點、餾程等技術指標，其中有兩相或兩相以上超過導熱油標準值15%以上時。
5、導熱油爐在更換新導熱油之前。
?。ㄋ模?、導熱油（熱媒爐）的清洗與更換：
導熱油（熱媒爐）的清洗與更換熱媒爐運行和輸油生產帶來安全隱患。所以，當熱媒爐導熱油達到報廢標準時，要及時更換并對導熱油系統(tǒng)進行徹底的清洗，延長熱媒的使用壽命。
熱媒爐導熱油變質結垢的原因分析
如果有機導熱油在正常溫度下操作，并且不受系統(tǒng)外界物質的污染，則導熱油通常是穩(wěn)定的。但有時導熱油會發(fā)生過熱和污染，導致不溶性物質形成。這些不溶物沉積在系統(tǒng)內表面，使傳熱表面結垢，固體深渣還可以引起系統(tǒng)管道堵塞。污垢會降低整個系統(tǒng)的效率，增加密封件的磨損。
1、 過熱產生的結垢：
有機導熱油的熱分解是由于導熱油溫度超過其熱分解極限溫度而引起的。例如由于突然停電等原因，過大的熱強度或流動受限制的地方，加熱表面溫度上升，高于熱分解極限溫度，會產生過熱。在此情況下，裂化熱分解常常導致加熱表面結焦。在被氧化劑和雜質所污染的導熱油中，結焦速度更快。由氧化作用和腐蝕產物形成的游渣常常會降低加熱器中的流速，導致壁溫上升，超過溫度極限，促使系統(tǒng)迅速結垢。
2、 系統(tǒng)污染產生的結垢：
空氣滲入系統(tǒng)會引起導熱油的氧化，致使熱油系統(tǒng)形成大量固體污垢。通?？諝獾臐B入多來自于開口的膨脹罐。導熱油氧化即以一定的速度形成不溶物，形成速度取決于導熱油在空氣中的暴露程度和溫度。腐蝕產物和鐵銹常常是由于氧化作用和從膨脹罐或其它部位進入的水分產生的弱酸形成的。腐蝕產物和被氧化的導熱油不溶物的混合物會沉積在換熱器表面，尤其是系統(tǒng)的死角和低部位置。
導熱油（熱媒爐）的清洗與更換--熱媒爐導熱油系統(tǒng)的清洗（2）可以采取復雜的化學和機械清洗方法以清除傳熱表面的硬焦，導熱油系統(tǒng)清洗分為導熱油在系統(tǒng)中的清洗和導熱油排出系統(tǒng)后的清洗。
1） 導熱油排出系統(tǒng)后傳熱系統(tǒng)的清洗：
當傳熱性能由于結垢而下降，或者是對于普通過濾來說導熱油中的固體含量太高時，對系統(tǒng)部件進行化學清除是有效的。淤泥和沉積物是金屬氧化物和導熱油分解物。金屬氧化物一般可用酸液和螯合劑進行溶解或使之分解。在加入酸或堿液之前，可用溶劑除去污垢沉積物和淤泥中的導熱油。
2） 導熱油在系統(tǒng)中時傳熱系統(tǒng)的清洗
如果導熱油只是輕度氧化，固體?？赏ㄟ^旁路過濾器除去。過濾可在低溫下，在若干個能除去100μm或更小公稱粒子的過濾器中進行?？稍谙到y(tǒng)運行狀態(tài)下，使導熱油旁路數(shù)個玻纖繞制的過濾器筒進行過濾。不溶物產生的原因，如過熱和污染，必須消除，以確保今后系統(tǒng)操作正常。當旁路設有10μm玻纖過濾器時，保持系統(tǒng)清潔。
另外，還可對導熱油系統(tǒng)進行機械清洗。當形成的不溶物質完全堵塞了系統(tǒng)，產生堅硬堵塞物或加熱器表面形成硬焦時，要用機械清洗方法，以清除硬焦。采用的方法有：向系統(tǒng)設備內插入鋼纏繞的耐壓膠皮管，如高壓噴水管、蒸汽噴槍、機械刮除，或用高效氮氣泵送高速噴丸或噴砂到管道中清除。后一種方法更為有效。加熱常用通過高溫蒸氣－空氣除焦法進行清焦。在許多情況下，系統(tǒng)主要部件必須采用機械清洗技術進行清洗。
（五）、清洗質量驗收標準：
新熱媒加入系統(tǒng)脫水試運后應取樣化驗，以掌握清洗的效果和新熱媒運行初期的技術性能指標。化驗主要項目包括：密度、酸值、殘?zhí)肌⑦\動粘度、開口閃點、餾程等。在實際熱媒爐系統(tǒng)清洗應用中，往往殘留在系統(tǒng)內的舊導熱油和清洗劑會對新油性能指標有微小影響，試運后的導熱油技術性能與生產廠家出廠時可以有適當變化，如殘?zhí)紤淮笥?.05％，酸值不大于0.1mg KOH/g，其它指標變化率應在10％以內。在此變化范圍內即證明清洗質量符合要求。
?。?、廢油回收
廢油由我方回收，可以抵扣部分清洗款。
熱水鍋爐除垢 熱水鍋爐經過長時間運行，不可避免的出現(xiàn)了水垢、銹蝕問題，鍋爐形成水垢的主要原因是給水中帶有硬度成份，經過高溫、高壓的不斷蒸發(fā)濃縮以后，在爐內發(fā)生一系列的物理、化學反應，最終在受熱面上形成堅硬、致密的水垢。清洗方法與蒸汽鍋爐基本相同，主要是加入化學清洗劑將系統(tǒng)內的浮銹、水垢、油污清洗分散排出，還原成清潔的金屬表面。
我們提供的鍋爐等設備清洗保養(yǎng)服務有：
1、 蒸汽鍋爐清洗及保養(yǎng)：主要對蒸汽鍋爐使用過程中產生的各種水垢進行除垢處理和采用自動加藥系統(tǒng)鍋爐水進行阻垢處理。
2、 導熱油爐清洗及換油：主要對導熱油爐使用過程中產生的油垢進行清洗除碳以及進行廢油回收，達到環(huán)保要求。
3、 熱水鍋爐除垢：主要對熱水鍋爐使用過程中產生的各種水垢進行除垢處理。
4、采用藥劑：鍋爐除垢劑JP-820、導熱油爐清洗劑JP-823、鍋爐阻垢劑JP-853、節(jié)煤除焦清灰劑JP-826、燃油鍋爐清焦劑JP-837、安全除垢劑JP-824 運行除垢靈GR-943A、鍋爐阻垢靈GR-943C目前常用的有:鹽酸、氫氟酸、檸檬酸和EDTA
鹽酸清洗的機理： 鹽酸清洗時,不僅具有溶解氧化物的作用,而且還有剝離作用。因為鹽酸和一部分氧化物作用時,特別是和FeO反應時,破壞了氧化物和金屬的連接,使氧化物剝離下來。
鹽酸清洗的特點及緩蝕劑使用條件：鹽酸能快速溶解鐵氧化物,工效高,酸洗后表面狀態(tài)良好,滲氫量少,金屬的氫脆敏感性小。此外,氯化鐵溶解度大,無酸洗殘渣。效果好、毒性小、貨源充足等優(yōu)點,至今仍被廣泛采用。但其對硅酸鹽垢和硫酸鹽垢的清洗效果差,且對金屬的腐蝕性強,易揮發(fā)產生酸霧,為了防止腐蝕常常需要加入一定量的緩蝕劑氫氟酸清洗的機理：氫氟酸清洗鐵銹和溶解氧化皮有清洗時間短、效率高的特點。這是因為氫氟酸有很強的溶解氧化鐵的能力,靠氟離子的特殊作用,如氫氟酸與四氧化三鐵接觸時會發(fā)生氟2氧交換,接著F- 離子與Fe3 +離子發(fā)生絡合反應,使氧化皮溶解。此外,氫氟酸有很強的除硅化物的能力。
氫氟酸清洗的特點及緩蝕劑使用條件：近年來,應用氫氟酸作為清洗劑,取得了較好的效果。
氫氟酸的優(yōu)點: ①對硅酸鹽和鐵氧化物垢有特效; ②可用來清洗奧氏體鋼等多種鋼材制作的部件,這一點優(yōu)于鹽酸; ③使用濃度較低,通常為1% ～2%; ④使用溫度低,廢液處理簡單容易。其缺點是對含鉻為13%～15%的高合金鋼的腐蝕速度較高,比非合金鋼的腐蝕速度高10倍左右,較鹽酸成本高。
工業(yè)上氫氟酸通常不單獨使用,而是與氟氫化銨、鹽酸、硝酸等其他物質配合使用。氫氟酸2氫氟化銨清洗劑主要用于清洗硅垢,也可以加入鹽酸或硝酸用于清洗鐵銹;鹽酸2氫氟酸清洗液主要用于碳酸鹽水垢、硅酸鹽水垢和氧化鐵皮的混合物,其中鹽酸溶解碳酸鹽水垢速度很快,氫氟酸可溶解硅垢和氧化鐵。為減少對金屬基體腐蝕,氫氟酸洗劑也要加入緩蝕劑檸檬酸清洗的化學機理：用檸檬酸進行清洗,主要不是用它的酸性來溶解鐵的氧化物,而是利用它和鐵離子生成絡離子的能力。檸檬酸本身與鐵垢的反應速率較慢,且生成物檸檬酸鐵的溶解度較小,易生產檸檬酸鐵沉淀。在用檸檬酸作清洗劑時,為了生成易溶的絡合物,常要在清洗液中加氨水,將溶液pH值調至3. 5～4. 0,檸檬酸在不同的pH值條件下,其離解程度也不同。
檸檬酸清洗的特點及緩蝕劑使用條件：檸檬酸作為清洗劑的優(yōu)點是腐蝕性小、無毒性、容易保存和運輸、安全性好、清洗液不易形成沉渣或懸浮物,避免了管道的堵塞,但其清除附著物的能力比鹽酸小,只能清除鐵垢和鐵銹,對銅垢、鈣鎂和硅化物水垢的溶解能力差,清洗時要求溫度較高和一定的流速,價格較貴,必須選擇耐高溫的緩蝕劑。
檸檬酸清洗工藝及應用實例：檸檬酸多用于新超高壓直流鍋爐的結水系統(tǒng)(爐前系統(tǒng))及過熱器、再熱器等的氧化鐵皮和腐蝕產物的清洗。由于清洗是以絡合溶解的方式進行,可以避免氧化鐵鱗片脫落而堵塞管道等的情況發(fā)生,一般的清洗工序為:水洗———堿洗———酸洗———鈍化。
EDTA清洗的機理和特點：EDTA清洗實質是其絡合基元和金屬離子兩相反應,在一定條件下生成穩(wěn)定的絡合物。在清洗過程中同時存在著電離、水解、絡合、中和等多種化學反應。清洗液弱酸性開始,依靠爐內絡合體系自身的物理化學變化,金屬離子被絡合溶解,隨著爐內積垢的清除, pH值逐漸升高至清洗結束,清洗介質達到鈍化條件,從而實現(xiàn)洗垢、鈍化一步完成。EDTA清洗劑對氧化鐵和銅垢類沉積物以及鈣、鎂垢有較強的清洗能力,清洗后金屬表面能生成良好的防腐保護膜,無需另行鈍化處理,可從廢液中回收EDTA 再利用,但藥品價格昂貴。
EDTA清洗工藝及應用實例：EDTA清洗鍋爐有三種方式: ①用EDTA進行強制循環(huán)的清洗方式; ②EDTA按自然循環(huán)方式清洗; ③“協(xié)調EDTA”的自然循環(huán)清洗方式。
