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摘要:本文着重阐述了目前国内较少采用的HEDP清洗工艺,酸洗液添加缓蚀剂等清洗助剂,酸洗温度:常温。本工艺最大的优势在于保证酸洗效果的同时,无须热源、对酸洗温度没有特别要求。本文几个方面对其做了相应的分析及论述,同时也提出同类型机组酸洗工艺的一些建议,希望在以后的安装,尤其是在承接小型无启动锅炉等热源的安装中,积累一定的方法和经验。
关键词:酸洗;热源;方法;HEDP;优化
1引言
亿利洁能(浦江)东部片区集中供热(汽)项目,本工程总体规划两炉一机(2×75t/h循环流化床锅炉+1×9MW汽轮发电机组)。本期工程装机规模为一炉一机,外供汽不回收。关于本机组酸洗工艺选择,根据《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DL/T 794-2012)、《锅炉化学清洗》(中国电力出版社)内容,结合亿利浦江项目实际情况,经综合对比,计划采用HEDP清洗工艺,酸洗液添加缓蚀剂等清洗助剂。酸洗温度:常温时间:6~8小时;采用亚硝酸钠钝化剂,温度;常温。本工艺最大的优势在于保证酸洗效果的同时,无须热源(本项目无启动锅炉等辅助热源)、对酸洗温度没有要求,比较适合亿利浦江项目实际情况。
2化学清洗范围及流程:
清洗范围:
清洗箱→清洗泵→临时进液母管→省煤器→汽包→水冷壁→水冷壁下降管→临时回液母管→清洗箱;
清洗工艺选择、流程:
本工程机组酸洗拟采用HEDP清洗工艺,具体工艺流程如下:
1)水冲洗:冲洗流程:
除盐水→清洗泵→省煤器/水冷屏→汽包→四周水冷壁→排放
冲洗流量100t/h~150t/h,冲洗终点:出水澄清基本无杂物。
2)酸洗:
◆调整液位:调节临时阀门,保持清洗箱和锅筒处于最低水位。
◆加缓蚀剂:在清洗箱中加入已定量的缓蚀剂。
◆加入HEDP:待清洗箱中药剂充分搅拌均匀后,开启耐酸泵,将HEDP加入清洗箱中。
◆循环清洗:加药完毕后,整个系统清洗6小時左右,拆看监视管,当监视管完全清洗干净后,再循环1小时结束。
3)水冲洗:酸洗结束后,酸洗液迅速排空,用除盐水对系统进行大流量水冲洗,冲洗过程中注意对死区的冲洗,把各联箱疏水门逐次打开进行冲洗,冲洗至出水澄清,出口全铁≤100mg/L。
4)钝化:冲洗结束后,建立系统循环,加亚硝酸钠,控制浓度0.3~0.5%,循环4~5小时后排放。
5)废液的排放:将化学清洗废液排入中和池,中和合格后排放。
3HEDP清洗工艺原理
本工程机组酸洗采用的HEDP清洗工艺,羟基亚乙基二膦酸(缩写HEDP)清洗,是利用其自身的氧化性、酸性和所带的活性基团的螯合能力,在缓蚀、渗透、吸附的共同作用下,将附着在金属表面的氧化层、腐蚀产物和沉积物,通过浸润、剥离、螯合,分散到清洗溶液中,以达到清洗的作用。
1)清洗原理:HEDP表现出弱酸性,1%水溶液被的pH值在2左右,也属于有机磷阻垢缓蚀剂,在水溶液中能电离成H+和酸根离子,HEDP 的两个磷酸络合基团中的氧原子具有强烈的负电性,能与晶体表面的阳离子产生强烈的静电吸引作用,能在较宽的pH值范围内和铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的整合物、能溶解金属表面的氧化物,对CaSO4、MgSO3等也有较好的溶解作用,实际上,HEDP酸根离子和铁等多种金属离子的反应,随着浓度的不同、反应时间的延长,HEDP与Fe3+和Cu2+络合物有较高的稳定性,在锅炉酸洗过程中,这对于阻止Fe3+的氧化性腐蚀和Cu2+的再沉积是非常重要的特性。从HEDP络合物稳定常数看,更适合对铁、铜腐蚀产物的清洗。CaCO3溶解试验表明,在浓度为0.5%~5%,时间2~10h的试验范围内,HEDP的溶垢能力随着浓度的增加、温度的提高和清洗时间的延长而增强,而HEDP残余浓度却随着时间的延长基本不变。这表明,在酸洗初期,H+很快地和CaCO3反应,随着时间的延长,HEDP的螯合作用使CaCO3进一步溶解。因此,HEDP清洗是一种以螯合作用为主、H+作用为辅的共同作用的结果。
2)结论:HEDP自身对碳钢具有的缓蚀性能,化学清洗时对碳钢设备造成的侵蚀较小,安全性相对较高,且无须热源(本项目无启动锅炉等辅助热源,比较适合亿利浦江项目实际情况。
4最终化学清洗效果
酸洗前,在汽包内两端各安装布置一段长度为450mm监视管。监视管在酸洗过程中完全模拟系统的流动以及化学清洗参数,所以将腐蚀指示片放在监视管内,更加真实地体现化学清洗过程中的腐蚀速率。在放置之前,腐蚀指示片经过相关单位的尺寸测量,质量称重等经由监理、业主共同见证。
清洗结束后检查监视管见证清洗效果,指示片无点蚀,无过洗现象;腐蚀速度和腐蚀量符合优良要求;监视管段管道内壁金属表面应清洁、锈垢清洗干净,无点蚀,无过洗现象,钝化保护膜完整、均匀、致密,呈钢灰色。经有关单位检查验收,浦江县浦江东部片区集中供热(汽)项目炉本体化学清洗质量达到DL/T794-2012《火力发电厂锅炉化学清洗导则》的优良标准要求,评定为优良级。
5经济效益对比分析
1)由于工艺减少了蒸汽加热升温要求,酸洗、漂洗、钝化时间按20个小时考虑,蒸汽量按原复合酸工艺需15吨/小时,蒸汽每吨市场价约200元,此环节可可节省费用约6万元。
2)减少蒸汽管道、支吊架材料及安装拆除成本,此荐大约可节省3000元;
3)节约时间6-8小时;
从上面的几项分析结果看,本酸洗工艺对比传统酸洗工艺,主要是减少了蒸汽加热环节,从而使成本大大节约,整体考虑材料、人工等因素,可以节约费用约6.5万元左右,尤其在不具备提供加热热源的机组,此酸洗方式可大力推广提倡。
小型锅炉安装完成后的化学清洗效果好坏,对机组整体运行质量至关重要。即要考虑现场实际情况,是否有热源、处理方式、排放情况等,选择合适的酸洗方案。通过亿利浦江项目HEDP酸洗实际实施效果,很好的达到了预期清洗目标,收到了比较好的施工效果和各方好评,进而给我公司以后承接类似机组,积累了一定的实践经验。
关键词:酸洗;热源;方法;HEDP;优化
1引言
亿利洁能(浦江)东部片区集中供热(汽)项目,本工程总体规划两炉一机(2×75t/h循环流化床锅炉+1×9MW汽轮发电机组)。本期工程装机规模为一炉一机,外供汽不回收。关于本机组酸洗工艺选择,根据《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DL/T 794-2012)、《锅炉化学清洗》(中国电力出版社)内容,结合亿利浦江项目实际情况,经综合对比,计划采用HEDP清洗工艺,酸洗液添加缓蚀剂等清洗助剂。酸洗温度:常温时间:6~8小时;采用亚硝酸钠钝化剂,温度;常温。本工艺最大的优势在于保证酸洗效果的同时,无须热源(本项目无启动锅炉等辅助热源)、对酸洗温度没有要求,比较适合亿利浦江项目实际情况。
2化学清洗范围及流程:
清洗范围:
清洗箱→清洗泵→临时进液母管→省煤器→汽包→水冷壁→水冷壁下降管→临时回液母管→清洗箱;
清洗工艺选择、流程:
本工程机组酸洗拟采用HEDP清洗工艺,具体工艺流程如下:
1)水冲洗:冲洗流程:
除盐水→清洗泵→省煤器/水冷屏→汽包→四周水冷壁→排放
冲洗流量100t/h~150t/h,冲洗终点:出水澄清基本无杂物。
2)酸洗:
◆调整液位:调节临时阀门,保持清洗箱和锅筒处于最低水位。
◆加缓蚀剂:在清洗箱中加入已定量的缓蚀剂。
◆加入HEDP:待清洗箱中药剂充分搅拌均匀后,开启耐酸泵,将HEDP加入清洗箱中。
◆循环清洗:加药完毕后,整个系统清洗6小時左右,拆看监视管,当监视管完全清洗干净后,再循环1小时结束。
3)水冲洗:酸洗结束后,酸洗液迅速排空,用除盐水对系统进行大流量水冲洗,冲洗过程中注意对死区的冲洗,把各联箱疏水门逐次打开进行冲洗,冲洗至出水澄清,出口全铁≤100mg/L。
4)钝化:冲洗结束后,建立系统循环,加亚硝酸钠,控制浓度0.3~0.5%,循环4~5小时后排放。
5)废液的排放:将化学清洗废液排入中和池,中和合格后排放。
3HEDP清洗工艺原理
本工程机组酸洗采用的HEDP清洗工艺,羟基亚乙基二膦酸(缩写HEDP)清洗,是利用其自身的氧化性、酸性和所带的活性基团的螯合能力,在缓蚀、渗透、吸附的共同作用下,将附着在金属表面的氧化层、腐蚀产物和沉积物,通过浸润、剥离、螯合,分散到清洗溶液中,以达到清洗的作用。
1)清洗原理:HEDP表现出弱酸性,1%水溶液被的pH值在2左右,也属于有机磷阻垢缓蚀剂,在水溶液中能电离成H+和酸根离子,HEDP 的两个磷酸络合基团中的氧原子具有强烈的负电性,能与晶体表面的阳离子产生强烈的静电吸引作用,能在较宽的pH值范围内和铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的整合物、能溶解金属表面的氧化物,对CaSO4、MgSO3等也有较好的溶解作用,实际上,HEDP酸根离子和铁等多种金属离子的反应,随着浓度的不同、反应时间的延长,HEDP与Fe3+和Cu2+络合物有较高的稳定性,在锅炉酸洗过程中,这对于阻止Fe3+的氧化性腐蚀和Cu2+的再沉积是非常重要的特性。从HEDP络合物稳定常数看,更适合对铁、铜腐蚀产物的清洗。CaCO3溶解试验表明,在浓度为0.5%~5%,时间2~10h的试验范围内,HEDP的溶垢能力随着浓度的增加、温度的提高和清洗时间的延长而增强,而HEDP残余浓度却随着时间的延长基本不变。这表明,在酸洗初期,H+很快地和CaCO3反应,随着时间的延长,HEDP的螯合作用使CaCO3进一步溶解。因此,HEDP清洗是一种以螯合作用为主、H+作用为辅的共同作用的结果。
2)结论:HEDP自身对碳钢具有的缓蚀性能,化学清洗时对碳钢设备造成的侵蚀较小,安全性相对较高,且无须热源(本项目无启动锅炉等辅助热源,比较适合亿利浦江项目实际情况。
4最终化学清洗效果
酸洗前,在汽包内两端各安装布置一段长度为450mm监视管。监视管在酸洗过程中完全模拟系统的流动以及化学清洗参数,所以将腐蚀指示片放在监视管内,更加真实地体现化学清洗过程中的腐蚀速率。在放置之前,腐蚀指示片经过相关单位的尺寸测量,质量称重等经由监理、业主共同见证。
清洗结束后检查监视管见证清洗效果,指示片无点蚀,无过洗现象;腐蚀速度和腐蚀量符合优良要求;监视管段管道内壁金属表面应清洁、锈垢清洗干净,无点蚀,无过洗现象,钝化保护膜完整、均匀、致密,呈钢灰色。经有关单位检查验收,浦江县浦江东部片区集中供热(汽)项目炉本体化学清洗质量达到DL/T794-2012《火力发电厂锅炉化学清洗导则》的优良标准要求,评定为优良级。
5经济效益对比分析
1)由于工艺减少了蒸汽加热升温要求,酸洗、漂洗、钝化时间按20个小时考虑,蒸汽量按原复合酸工艺需15吨/小时,蒸汽每吨市场价约200元,此环节可可节省费用约6万元。
2)减少蒸汽管道、支吊架材料及安装拆除成本,此荐大约可节省3000元;
3)节约时间6-8小时;
从上面的几项分析结果看,本酸洗工艺对比传统酸洗工艺,主要是减少了蒸汽加热环节,从而使成本大大节约,整体考虑材料、人工等因素,可以节约费用约6.5万元左右,尤其在不具备提供加热热源的机组,此酸洗方式可大力推广提倡。
小型锅炉安装完成后的化学清洗效果好坏,对机组整体运行质量至关重要。即要考虑现场实际情况,是否有热源、处理方式、排放情况等,选择合适的酸洗方案。通过亿利浦江项目HEDP酸洗实际实施效果,很好的达到了预期清洗目标,收到了比较好的施工效果和各方好评,进而给我公司以后承接类似机组,积累了一定的实践经验。