蒸汽锅炉清洗及保养

　　（一）、锅炉清洗的必要性

　　锅炉经过长时间运行，不可避免的出现了水垢、锈蚀问题，锅炉形成水垢的主要原因是给水中带有硬度成份，经过高温、高压的不断蒸发浓缩以后，在炉内发生一系列的物理、化学反应，最终在受热面上形成坚硬、致密的水垢。

　　工业锅炉则多属于低压锅炉，中压锅炉为数很少。这些锅炉在运行和使用一段时间后，一些水质或前水处理不好的锅炉，由于水在汽锅内受热后沸腾蒸发的结果，为水中的杂质提供了化学反应和不断浓缩的条件。当这些杂质在锅水中达到饱和时，便有固体物质析出。所析出的固体物质沉积在受热面上，我们称之为水垢。

　　水垢种类有很多，常见的有六种：

　　（1）碳酸盐水垢 （2）硫酸盐水垢 （3）硅酸盐水垢 （4）铁垢（5）泥垢 （6）混合水垢水垢是锅炉的"百害之首"，是引起锅炉事故的主要原因，其危害性主要表现在：

　　1、浪费大量燃料   因为水垢的导热系数只有钢材的几十分之一，所以当受热面结垢后会使传热受阻，为了保持锅炉一定的出力，就必须提高火侧的温度，从而使向外辐射及排烟造成热损失。由于锅炉的工作压力不同，水垢的类型及厚度不同，所浪费的燃料数量不同，根据试验和计算，水垢的厚度和损耗燃料有如下比例：

　　当水垢厚度（S）≥1mm时，浪费燃料5～13%；

　　≥2mm时，浪费燃料13～18%；

　　≥3mm时，浪费燃料18～26%。

　　2、容易使钢板、管道因过热而被烧损

　　因为锅炉结垢后，又要保持一定的工作压力及蒸发量，只有提高火侧的温度，但是水垢越厚，导热系数越低，火侧的温度就得越高。一般说来锅炉火侧的温度在900℃左右，而水侧的温度在190℃左右。当没有水垢时钢板的温度在230℃左右，一旦结垢1mm左右，钢板的温度比无垢时提高了140℃左右。20#钢板当温度达到315℃时，金属的各项可塑性指标开始下降，当达到450℃时，金属会因过热而蠕动变形。所以锅炉结垢是很容易使金属被烧损的。

　　3、增加检修费用和降低使用寿命   锅炉因水垢而引起的事故大约是锅炉事故总数的三分之一，还是上升趋势，不但造成设备的损坏，也威胁到人身的安全。

　　因此，在给水合格的情况下，锅炉运行时应严格控制锅内用水达到国家标准；并在运行中防止水垢的生成，而且结垢后，需及时进行处理，必须彻底防止及清除锅炉炉内水垢及控制水质。要解决以上问题，目前最科学的方法是在锅炉运行加入综合性能好，功效全面的药剂运行保养及定期清洗除垢。

　　（二）、解决方案

　　为使锅炉系统在最优化状态下运行，就必须对锅炉系统的水系统进行专门的化学药物处理：清除水垢、锈蚀和防腐蚀处理：

　　1、化学清洗：锅炉的清洗是对锅炉对流管、过热器管、空气热器、水冷壁管水垢、铁锈进行清洗，加入化学清洗剂将系统内的浮锈、垢、油污清洗分散排出，还原成清洁的金属表面，根据不同的工作条件有停炉清洗和不停炉清洗两种；A、清洗前，厂方协助我方应对停炉锅炉内外部进行详细检查，如发现锅炉有泄漏、水垢堵管（用水管逐根检查锅筒内的每条水管是否有堵塞现象）、垢下裂管及穿孔、炉管变形等问题出现，应采取有效措施预先处理并详细记录在案。   B、清洗前须确定水垢类型及水垢总量，在取垢样时测量不同部位垢层厚度，以此计算总垢量及用药量，取样时对炉内不同部位的垢下腐蚀情况进行检查，将其腐蚀程度记录在技术档案中。

　　C、清洗的一般步骤：

　　水冲洗(检漏)--酸洗--碱洗--水冲洗--漂洗--钝化。

　　D、清洗质量验收标准：

　　附：国家质量技术监督局颁发的《锅炉化学清洗规则》要求，锅炉化学清洗应达到如下标准：

　　（1）、清洗碳酸盐水垢时，除垢面积应达到原水垢覆盖面积的80%以上；（2）、清洗硅酸盐或硫酸盐水垢时，除垢面积应达到原水垢覆盖面积的60%；（3）、用腐蚀试片失重法测量的金属腐蚀速度的平均值应在6g/m2·h以下。

　　2、日常保养：日常保养是对锅炉水进行水质处理，采用自动加药系统加入GR-943C锅炉阻垢灵、GR-201克垢丹，避免金属生锈，防止钙镁离子结晶沉淀。   GR-943运行除垢灵、GR-201克垢丹中性无酸化学清洗技术填补了国内外空白，具国内外领先水平，给化学清洗带来一场革命，从而掀起绿色中性化学清洗新篇章。该技术可在正常生产过程中不停车完成清洗，对设备无腐蚀损伤。清洗废液不需处理就符合排放标准，对环境无污染。中性无酸化学清洗取代酸洗已成为一个必然趋势。

　　1、中性运行清洗可在中性或弱碱性（pH值7~12）条件下，不改变国家规定的锅水运行指标，不停车清洗，可减少停车清洗所造成的损失，这是中性清洗的唯一标志。

　　2、 高效除垢 运行除垢灵GR-943、 克垢丹GR-201运用化学配位场原理，与水中的Ca2+、Mg2+以及钙、镁化合物发生配位场化学反应，阻止水垢的结晶生成并使原有水垢逐渐分解，形成胶质状悬浮物从锅炉中排出。可清洗酸洗无法清洗的难溶垢，洗净率高。

　　3、 安全无腐 理论研究和锅炉运行实践都证明，在中性无酸条件下清洗除垢，其清洗腐蚀率小于水对金属的腐蚀率，对金属无任何腐蚀损伤。

　　4、无毒无害无污染 运行除垢灵GR-943、GR-201克垢丹属绿色环保产品，其清洗后的锅炉排污COD、BOD、pH值完全符合国家标准。   5、使用方便 药品加入给水即可，不需另设专业人员，岗位操作人员即可操作，可广泛推广使用。

　　6、节水显着，整个清洗过程中其耗水为正常生产用水，不象酸洗额外消耗配药、钝化及反复冲洗所消耗的大量淡水资源。

　　导热油炉清洗及换油

　　（一）、导热油的作用：

　　导热油炉属于有机热载体炉，又称热媒炉，是以导热油作为传热介质的热源，具有热效高、热稳定性强、低压高温等优点。广泛应用于石油化工、化纤、纺织印染、塑料、建材、供热等领域，导热油主要成分为多环芳烃、醇、石油馏分等，使用温度300-400℃，使用过程中易发生热裂解、老化，在管道、设备内壁生成积碳，影响传热效率。

　　（二）、导热油炉及其系统的清洗：

　　导热油（有机热载体）作为一种优良的传热介质，它具有高温低压的传热特点，且热效率高、传热均匀、温度控制准确，又有明显的节能效果。因此，它用于六十多个工业和部门。但是导热油无论是合成型的还是矿油型，它们都是有机物--即烷烃类、环烷烃类、芳烃类及其衍生物。它们在热油炉中，在高温状态下长期运行，将发生裂解。

　　上述各族烃裂解反应规律主要产物是乙烯及丙烯，在较高的温度下，乙烯经乙炔阶段而生成碳：

　　而且，生碳结焦反应有一定规律，它是典型的连串反应，共同特点是随着温度的提高和反应时间的延长，不断释放出氢，残物（焦油）的含氢量逐渐下降，碳氢比（RC/h）、分子量和重度逐渐增大，即原料烃经过逐步脱氢缩合，单环或环数不多的芳烃，转变为环芳烃，进而转变为稠环芳烃，由液体焦油转变为沥青质（它主要是结晶性缩合稠环芳径，其化学结构尚不清楚）。进而转变为碳青质（它是分子量更大，氢含量更低的缩合稠环芳径）。再进一步转变为高分子焦碳。

　　总之，原料烃在裂解过程中，实际上发生着分子的分解和分子的结合这两类反应。生成小分子轻组分产物，使导热油的初馏点及闪点下降。生成大分子的缩合物，使导热油的粘度增高，分子中氢含量愈来愈小，直到结焦生碳。

　　导热油炉多为盘管式炉，导热油在炉管中裂解，炉管内壁发生结焦，会导致下面严重影响：

　　①、炉管表面温度上升，由于结焦层的导热系数比钢管要小得多，有结焦的地方，局部热阻增大，炉管径向温度梯度较大，在结焦层最厚的地方，局部热阻增大，炉管径向温度梯度变大，在结焦层最厚的地方，导致炉管表面出现热点，影响炉管寿命。

   ②、炉管的压力损失增大，结焦现象严重甚至堵塞炉管。

　　③、钢管表面如果比较粗糙（例如离心浇铸管），就易渗碳，使钢管强度变劣，有时会发生炉管开裂事故。

　　结碳后无法进行高压水射流清洗，只能使用化学清洗，我公司最新研制的高效专用清洗剂（JP-823A、B导热油炉清洗剂）及清洗工艺，能有效的清除积碳，且对设备无任何化学腐蚀，并在大量单位实施清洗，得到用户好评。

　　（三）、导热油炉清洗时机确定：

　　1、 发现内部积碳严重。

　　2、导热油炉进出口压力差超过设备规定值。

　　3、导热油明显变黑，污染严重。

　　4、导热油残碳、酸值、黏度、闪点、燃点、馏程等技术指标，其中有两相或两相以上超过导热油标准值15%以上时。

　　5、导热油炉在更换新导热油之前。

　　（四）、导热油（热媒炉）的清洗与更换：

　　导热油（热媒炉）的清洗与更换热媒炉运行和输油生产带来安全隐患。所以，当热媒炉导热油达到报废标准时，要及时更换并对导热油系统进行彻底的清洗，延长热媒的使用寿命。

　　热媒炉导热油变质结垢的原因分析

　　如果有机导热油在正常温度下操作，并且不受系统外界物质的污染，则导热油通常是稳定的。但有时导热油会发生过热和污染，导致不溶性物质形成。这些不溶物沉积在系统内表面，使传热表面结垢，固体深渣还可以引起系统管道堵塞。污垢会降低整个系统的效率，增加密封件的磨损。

　　1、 过热产生的结垢：

　　有机导热油的热分解是由于导热油温度超过其热分解极限温度而引起的。例如由于突然停电等原因，过大的热强度或流动受限制的地方，加热表面温度上升，高于热分解极限温度，会产生过热。在此情况下，裂化热分解常常导致加热表面结焦。在被氧化剂和杂质所污染的导热油中，结焦速度更快。由氧化作用和腐蚀产物形成的游渣常常会降低加热器中的流速，导致壁温上升，超过温度极限，促使系统迅速结垢。

　　2、 系统污染产生的结垢：

　　空气渗入系统会引起导热油的氧化，致使热油系统形成大量固体污垢。通常空气的渗入多来自于开口的膨胀罐。导热油氧化即以一定的速度形成不溶物，形成速度取决于导热油在空气中的暴露程度和温度。腐蚀产物和铁锈常常是由于氧化作用和从膨胀罐或其它部位进入的水分产生的弱酸形成的。腐蚀产物和被氧化的导热油不溶物的混合物会沉积在换热器表面，尤其是系统的死角和低部位置。

　　导热油（热媒炉）的清洗与更换--热媒炉导热油系统的清洗（2）可以采取复杂的化学和机械清洗方法以清除传热表面的硬焦，导热油系统清洗分为导热油在系统中的清洗和导热油排出系统后的清洗。

　　1） 导热油排出系统后传热系统的清洗：

　　当传热性能由于结垢而下降，或者是对于普通过滤来说导热油中的固体含量太高时，对系统部件进行化学清除是有效的。淤泥和沉积物是金属氧化物和导热油分解物。金属氧化物一般可用酸液和螯合剂进行溶解或使之分解。在加入酸或碱液之前，可用溶剂除去污垢沉积物和淤泥中的导热油。

　　2） 导热油在系统中时传热系统的清洗

　　如果导热油只是轻度氧化，固体常可通过旁路过滤器除去。过滤可在低温下，在若干个能除去100μm或更小公称粒子的过滤器中进行。可在系统运行状态下，使导热油旁路数个玻纤绕制的过滤器筒进行过滤。不溶物产生的原因，如过热和污染，必须消除，以确保今后系统操作正常。当旁路设有10μm玻纤过滤器时，保持系统清洁。

　　另外，还可对导热油系统进行机械清洗。当形成的不溶物质完全堵塞了系统，产生坚硬堵塞物或加热器表面形成硬焦时，要用机械清洗方法，以清除硬焦。采用的方法有：向系统设备内插入钢缠绕的耐压胶皮管，如高压喷水管、蒸汽喷枪、机械刮除，或用高效氮气泵送高速喷丸或喷砂到管道中清除。后一种方法更为有效。加热常用通过高温蒸气－空气除焦法进行清焦。在许多情况下，系统主要部件必须采用机械清洗技术进行清洗。

　　（五）、清洗质量验收标准：

　　新热媒加入系统脱水试运后应取样化验，以掌握清洗的效果和新热媒运行初期的技术性能指标。化验主要项目包括：密度、酸值、残碳、运动粘度、开口闪点、馏程等。在实际热媒炉系统清洗应用中，往往残留在系统内的旧导热油和清洗剂会对新油性能指标有微小影响，试运后的导热油技术性能与生产厂家出厂时可以有适当变化，如残碳应不大于0.05％，酸值不大于0.1mg KOH/g，其它指标变化率应在10％以内。在此变化范围内即证明清洗质量符合要求。

　　（六）、废油回收

　　废油由我方回收，可以抵扣部分清洗款。

　　热水锅炉除垢   热水锅炉经过长时间运行，不可避免的出现了水垢、锈蚀问题，锅炉形成水垢的主要原因是给水中带有硬度成份，经过高温、高压的不断蒸发浓缩以后，在炉内发生一系列的物理、化学反应，最终在受热面上形成坚硬、致密的水垢。清洗方法与蒸汽锅炉基本相同，主要是加入化学清洗剂将系统内的浮锈、水垢、油污清洗分散排出，还原成清洁的金属表面。

　　我们提供的锅炉等设备清洗保养服务有：

　　1、 蒸汽锅炉清洗及保养：主要对蒸汽锅炉使用过程中产生的各种水垢进行除垢处理和采用自动加药系统锅炉水进行阻垢处理。

　　2、 导热油炉清洗及换油：主要对导热油炉使用过程中产生的油垢进行清洗除碳以及进行废油回收，达到环保要求。

　　3、 热水锅炉除垢：主要对热水锅炉使用过程中产生的各种水垢进行除垢处理。

　　4、采用药剂：锅炉除垢剂JP-820、导热油炉清洗剂JP-823、锅炉阻垢剂JP-853、节煤除焦清灰剂JP-826、燃油锅炉清焦剂JP-837、安全除垢剂JP-824 运行除垢灵GR-943A、锅炉阻垢灵GR-943C目前常用的有:盐酸、氢氟酸、柠檬酸和EDTA

　　盐酸清洗的机理： 盐酸清洗时,不仅具有溶解氧化物的作用,而且还有剥离作用。因为盐酸和一部分氧化物作用时,特别是和FeO反应时,破坏了氧化物和金属的连接,使氧化物剥离下来。

　　盐酸清洗的特点及缓蚀剂使用条件：盐酸能快速溶解铁氧化物,工效高,酸洗后表面状态良好,渗氢量少,金属的氢脆敏感性小。此外,氯化铁溶解度大,无酸洗残渣。效果好、毒性小、货源充足等优点,至今仍被广泛采用。但其对硅酸盐垢和硫酸盐垢的清洗效果差,且对金属的腐蚀性强,易挥发产生酸雾,为了防止腐蚀常常需要加入一定量的缓蚀剂氢氟酸清洗的机理：氢氟酸清洗铁锈和溶解氧化皮有清洗时间短、效率高的特点。这是因为氢氟酸有很强的溶解氧化铁的能力,靠氟离子的特殊作用,如氢氟酸与四氧化三铁接触时会发生氟2氧交换,接着F- 离子与Fe3 +离子发生络合反应,使氧化皮溶解。此外,氢氟酸有很强的除硅化物的能力。

　　氢氟酸清洗的特点及缓蚀剂使用条件：近年来,应用氢氟酸作为清洗剂,取得了较好的效果。

　　氢氟酸的优点: ①对硅酸盐和铁氧化物垢有特效; ②可用来清洗奥氏体钢等多种钢材制作的部件,这一点优于盐酸; ③使用浓度较低,通常为1% ～2%; ④使用温度低,废液处理简单容易。其缺点是对含铬为13%～15%的高合金钢的腐蚀速度较高,比非合金钢的腐蚀速度高10倍左右,较盐酸成本高。

　　工业上氢氟酸通常不单独使用,而是与氟氢化铵、盐酸、硝酸等其他物质配合使用。氢氟酸2氢氟化铵清洗剂主要用于清洗硅垢,也可以加入盐酸或硝酸用于清洗铁锈;盐酸2氢氟酸清洗液主要用于碳酸盐水垢、硅酸盐水垢和氧化铁皮的混合物,其中盐酸溶解碳酸盐水垢速度很快,氢氟酸可溶解硅垢和氧化铁。为减少对金属基体腐蚀,氢氟酸洗剂也要加入缓蚀剂柠檬酸清洗的化学机理：用柠檬酸进行清洗,主要不是用它的酸性来溶解铁的氧化物,而是利用它和铁离子生成络离子的能力。柠檬酸本身与铁垢的反应速率较慢,且生成物柠檬酸铁的溶解度较小,易生产柠檬酸铁沉淀。在用柠檬酸作清洗剂时,为了生成易溶的络合物,常要在清洗液中加氨水,将溶液pH值调至3. 5～4. 0,柠檬酸在不同的pH值条件下,其离解程度也不同。

　　柠檬酸清洗的特点及缓蚀剂使用条件：柠檬酸作为清洗剂的优点是腐蚀性小、无毒性、容易保存和运输、安全性好、清洗液不易形成沉渣或悬浮物,避免了管道的堵塞,但其清除附着物的能力比盐酸小,只能清除铁垢和铁锈,对铜垢、钙镁和硅化物水垢的溶解能力差,清洗时要求温度较高和一定的流速,价格较贵,必须选择耐高温的缓蚀剂。

　　柠檬酸清洗工艺及应用实例：柠檬酸多用于新超高压直流锅炉的结水系统(炉前系统)及过热器、再热器等的氧化铁皮和腐蚀产物的清洗。由于清洗是以络合溶解的方式进行,可以避免氧化铁鳞片脱落而堵塞管道等的情况发生,一般的清洗工序为:水洗———碱洗———酸洗———钝化。

　　EDTA清洗的机理和特点：EDTA清洗实质是其络合基元和金属离子两相反应,在一定条件下生成稳定的络合物。在清洗过程中同时存在着电离、水解、络合、中和等多种化学反应。清洗液弱酸性开始,依靠炉内络合体系自身的物理化学变化,金属离子被络合溶解,随着炉内积垢的清除, pH值逐渐升高至清洗结束,清洗介质达到钝化条件,从而实现洗垢、钝化一步完成。EDTA清洗剂对氧化铁和铜垢类沉积物以及钙、镁垢有较强的清洗能力,清洗后金属表面能生成良好的防腐保护膜,无需另行钝化处理,可从废液中回收EDTA 再利用,但药品价格昂贵。

　　EDTA清洗工艺及应用实例：EDTA清洗锅炉有三种方式: ①用EDTA进行强制循环的清洗方式; ②EDTA按自然循环方式清洗; ③“协调EDTA”的自然循环清洗方式。