锅炉化学清洗的分析和对策

苏传方

摘 要：锅炉化学清洗可以有效地清除水垢、铁锈和腐蚀沉积物等，保证锅炉的安全性、节能性和经济性，保证锅炉水汽系统中的清洁及运行中优良的汽水品质，也是提高锅炉热效率的主要手段，是锅炉使用过程中一步很重要的环节，也是必不可少的环节。

关键词：锅炉；水垢；化学清洗；分析和对策

中图分类号：TG172 文献标志码：A

0 前言

我国在工业锅炉的定期检验中，发现锅炉普遍存在结垢问题，通过与用户的交流，发现不少用户因无专业知识，处理方法不当，使锅炉在更加恶劣的工况下运行。为了达到除垢的目的，经常找来一些无资格的单位甚至个人来清洗，有些具备清洗资格的单位不认真对待，不制定具体的清洗方案，仅凭以往的经验，急于清洗，导致清洗的效果不佳。锅炉的化学清洗是一项很重要的环节，直接影响到锅炉的安全运行和节能。清洗单位必须具备相应的清洗资格，清洗前必须制定合理的清洗方案。锅炉的化学清洗通常是采用酸洗，顺序一般为：准备工作—酸洗—水顶酸冲洗—检查和清理—漂洗—钝化—检验。为了达到更好的酸洗效果，以下几点供参考。

1 水垢成分的确定

酸洗前必须先取样化验，确定水垢成分，制定合理的酸洗工艺，才能体现酸洗的效果和作用，所以取样化验是酸洗前非常重要的一步，水垢的采样点也必须重视，应采集锅炉的不同部位具有代表性的水垢样品进行化验和分析，确定水垢类别。锅筒底部的水垢样品必须采集，因为处于高温辐射区，容易形成硫酸盐水垢和硅酸盐水垢，根据化验的结果，确认酸的成分和浓度。

2 酸洗

2.1酸洗中的温度控制：为了加快酸洗的反应速度，但又不能使缓蚀剂的缓蚀率有明显降低，一般在低压锅炉酸洗时的温度控制在50℃～60℃。一般采用蒸汽加热或电加热，条件允许的情况下，采用电加热更易于控制温度，严禁采用明火直接加热的方法。

2.2 分步进酸：浓酸所需用量一般是根据水垢厚度和覆盖率与锅炉的水容积来计算。锅炉中水垢厚度是分布不均的，所以只能按照平均厚度来计算酸所需用量，计算值和理论值往往有偏差。当按计算的浓酸用量一次到位时，在酸洗结束时常会发现酸液浓度偏高或酸液浓度不足。为了防止以上情况发生，可备足一定数量同样的酸，酸浓度配比一般盐酸6%～8%，最高不超过10%，氢氟酸1%～2%，若与盐酸配用取1%。分步进酸这样既可防止结束时酸的浓度过高而浪费并给废液处理带来不便，又可防止酸液不足而影响酸洗效果，再则可以使酸洗开始时酸液浓度不高，反应不剧烈而不使泡沫大量外溢引起麻烦。

2.3 进氢氟酸：为了有效地清除硅酸盐水垢，一般采用盐酸中加入一定比例的氢氟酸进行酸洗。锅炉内的水垢种类多数是碳酸盐水垢，硅酸盐水垢的情况比较少，受高温辐射的部位容易形成硅酸盐水垢。当酸洗一开始时就加入氢氟酸，就会和碳酸盐水垢反应，就很难达到清除硅酸盐的效果。氢氟酸在酸洗结束前两小时左右加入，才能真正起到清除的效果，加入的氢氟酸才能起到最大的清除硅酸盐水垢的作用。

2.4 加缓蚀剂：锅炉在进酸液时必须同时加进一定浓度的缓蚀剂。个别单位先进酸，一段时间后再进缓蚀剂，理由认为锅炉有水垢覆盖，开始酸洗时缓蚀剂作用不大，反而会影响酸洗效果，而忽视了水垢覆盖的不均匀性以及酸液在作用时要渗入金属壁引起锅炉腐蚀的情况。另外还要注意一点，对缓蚀剂使用前测定，选择合理的缓蚀剂，消除因缓蚀剂失效而造成的锅炉酸洗当中不必要的金属腐蚀。

2.5酸洗终点判断：（1）酸浓度趋于稳定，间隔二次酸浓度变化小于0.2%，（2）检查锅筒内状况，基本无气泡溢出3Fe2+浓度上升到一个稳定值，Fe3+浓度上升到最高峰，并趋于下降。同时满足这3点要求时可结束循环酸洗，这时酸与水垢的反应已结束。个别单位会很马虎地说时间差不多了，可以结束了，接着就先把酸液放掉，然后检查除垢情况，来判断酸洗是否结束，后发现酸洗未达要求时，再进行第二次短暂的酸洗，这样会对锅炉产生严重腐蚀。刚刚酸洗后，水垢与氧化铁除掉后使金属暴露出来，这就是活化铁，酸液放掉后活化铁就暴露在空气中，有水有氧的情况下活化铁马上产生铁锈。二次进酸后又把刚生成的铁锈去除掉，也就是说把锅炉的金属壁腐蚀掉一层，酸洗结束后，在锅炉的检查中，发现二次进酸的锅炉有减薄的现象。

3 水顶酸冲洗

利用锅炉给水泵把软化水打入锅筒，在锅炉满水情况下排挤酸液，通过排污系统排到中和池内进行冲洗，至排出液的pH为4.5～5为止。向循环箱内加NaOH，按酸洗系统打循环，当系统内循环水pH值达到7以上，把系统水排掉。为了提高冲洗效果，应尽可能地提高冲洗流速，要尽可能缩短冲洗时间，以防酸洗后的金属表面生锈。

4 检查和清理

酸洗结束后需打开人孔、头孔、手孔等检查孔，清理锅筒、集装箱底部堆积物，检查各管路是否畅通，逐根冲洗受热面管、下降管和排污管等，必须全部清理干净。如有不畅通管尽量进行疏通，疏通后还是不畅通的管应做好相应的记录，通知用户进行更换处理。

5 漂洗

漂洗是完成酸洗和水顶酸冲洗后，用漂洗剂（一般为柠檬酸）溶液进行一次冲洗，主要目的是去除酸洗和水顶酸冲洗后残留在金属壁上铁锈和清洗系统中铁离子，使金属表面更有金属光泽，有利于钝化处理。漂洗工艺的要求：漂洗时柠檬酸的溶度为0.2%～0.3%，在漂洗溶液中加入适量的缓蚀剂溶度为0.2%～0.3%，用氨水调节PH3.5～4，溶液温度80℃～90℃，循环冲洗时间一般为1.5h～3h。要求每30min化验一次酸度、Fe3+、pH值，观察数值的变化。漂洗对于低压锅炉化学清洗而言，并不是必须的步骤，看酸洗和水顶酸冲洗后视具体情况而定，如果金属壁上存在多处铁锈情况或用户和工艺有要求的，钝化处理前应该进行漂洗。

6 钝化

为了防止金属壁产生腐蚀，必须进行钝化处理，低压锅炉常用的钝化剂为NaOH与Na3PO4的混合液，加1%～2% Na3PO4用NaOH来调整溶液的PH值在10～12，在70℃～90℃下钝化10h～12h。有些清洗单位钝化工艺不太合理，往往不能形成理想的钝化膜，经分析，有些清洗单位在锅炉酸洗结束后不是采用清水頂出废液或采用漂洗来清除残留酸液（这样可以不使活化铁暴露在空气中），而是把酸液放尽后用清水直接冲洗掉炉内残留酸液，这样使活化铁在酸液放掉后马上就暴露在空气中，很快就形成铁锈，故按以上工艺进行钝化就不能形成良好的钝化膜，要除去铁锈并形成很好的钝化膜可采用带压（压力取锅炉的额定工作压力的二分之一左右）钝化的方法，这样就可以形成良好的钝化膜。

7 酸洗后检验

7.1除垢率的检查，打开检查孔目视检查除垢情况，必要时可以通过割管检查受热面管的除垢情况。除垢率是一个估数，要从各个部位的除垢情况来综合衡量，必须达到《低压锅炉化学清洗规则》的要求。

7.2 腐蚀试片的检查，检查试片外观，称重并计算腐蚀速度与腐蚀总量，应符合《低压锅炉化学清洗规则》的要求。

7.3通水检查，检查锅炉的管路畅通情况。

7.4钝化膜的检查，目视检查锅炉金属表面是否形成良好的保护膜，不可出现明显的二次浮锈和点蚀。

参考文献

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