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1、鍋爐化學(xué)清洗技術(shù)問(wèn)答題集一、鍋爐設(shè)備結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)部分1、什么叫鍋爐?電站鍋爐設(shè)備的結(jié)構(gòu)由哪兩部分組成?分別包括那些設(shè)備內(nèi)容?鍋爐化學(xué)清洗所講的爐本體包括哪些設(shè)備內(nèi)容?1.1鍋爐時(shí)產(chǎn)生蒸汽的裝置。由盛水的鋼制容器和燒火輔助(煤、重油、輕柴油烴氣及核為燃料)系統(tǒng)組成。用它產(chǎn)生的蒸汽來(lái)取暖、開動(dòng)蒸汽機(jī)、汽輪發(fā)電機(jī)等用處。1.2電站鍋爐設(shè)備接垢一般由鍋爐本體和鍋爐輔助設(shè)備系統(tǒng)兩部分組成。鍋爐本體包括:爐膛、燃燒器、水冷壁、爐墻、過(guò)熱器、省煤器、再熱器、汽包或啟動(dòng)分離器、下降管、聯(lián)箱及其連結(jié)管道等主要設(shè)備部件構(gòu)成爐本體;鍋爐烘火用的、排煙塵用的輔助設(shè)備系統(tǒng)由制粉設(shè)備(磨煤機(jī)、給煤機(jī)、排粉機(jī)、粗細(xì)粉分離器
2、、送煤粉管道、烴燒器等)、送風(fēng)裝置、引風(fēng)裝置、給水裝置(含鍋爐給水、給水管計(jì)省煤器及相應(yīng) 管系)、燃燒供應(yīng)裝置、除塵及煙氣妥硫、脫硝裝置、除塵除灰裝置及自動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)裝置等八個(gè)部分組成。1.3鍋爐化學(xué)清洗所謂的爐本體包括部分高壓給水管道、省煤器、汽包或直流爐的啟動(dòng)汽水分離器、下降管、水冷壁管、上下聯(lián)箱集及其連接管系 可不包括屏式、高低段過(guò)熱器及冷熱段再熱器等部件。2、電站鍋爐按鍋爐結(jié)構(gòu)中有無(wú)(鍋筒)分類,有哪幾種鍋爐?2.1鍋爐分汽包爐和直流爐兩大類。汽包爐又分旋風(fēng)爐、流化床鍋爐、單汽包鍋爐、雙汽包鍋爐、。單汽包鍋爐又分自然循環(huán)汽包爐和強(qiáng)制循環(huán)汽包爐,旋風(fēng)爐設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,四角均有四個(gè)旋風(fēng)筒而
3、得名,劃分清洗系統(tǒng)較難,雙汽包爐一般都有爐水泵。2.2直流鍋爐一般分為五中類型:垂直多次上升管屏式本生鍋爐,又稱三上兩下的直流爐,天津、上海電廠有此鍋爐。UP直流爐(型布置爐膛中間設(shè)有雙水冷壁,如望亭#12、#13爐、河南姚店電廠等。拉姆全式直流爐,即水平回繞式直流爐,如秦嶺電廠#2爐(410t/h)。塔式直流爐,如方寶山、綏中、南豐華能、福建后石、章州及上海外高橋(900MW)等電廠。水平圍繞式的塔式直流爐,近幾年我國(guó)太倉(cāng)、寧波、平圩等電廠建了一批超臨街、超超臨界(玉環(huán)電廠)直流爐。3、 電站鍋爐按主蒸汽壓力等極分類是如何劃分的?3.1鍋爐壓力等級(jí)是以鍋爐主蒸汽門前的壓力等級(jí)來(lái)確定鍋爐壓力等
4、級(jí):低壓爐:1.28MPa(13kg/cm2)中壓爐:在2.453.8 MPa(2539kg/cm2)超高壓爐:13.73 MPa亞臨界爐:16.67MPa超臨界爐:22.07MPa超超臨界爐:25.004、我國(guó)鍋爐制造廠家鍋爐型號(hào)的含意是什么?4.1例如SG400/13.73550/5501型鍋爐 表示鍋爐廠家的漢語(yǔ)拼音縮寫:即上海鍋爐廠 鍋爐的額定蒸發(fā)量(400t/h) 主蒸汽門前(主蒸汽或蒸汽)的壓力(13.73 MPa) 過(guò)熱蒸汽溫度550 再熱蒸汽溫度550 超高壓自然循環(huán)鍋爐第一設(shè)計(jì)序號(hào)5、什么叫做自然循環(huán)鍋爐和強(qiáng)制循環(huán)鍋爐?5.1自然循環(huán)鍋爐一般指汽包爐,它是靠水和汽水混合物的溫
5、度差產(chǎn)生的動(dòng)力形成的自然循環(huán)的。水有一次或多次循環(huán)產(chǎn)生相應(yīng)壓力的飽和蒸汽經(jīng)再過(guò)熱后而被送去作功的鍋爐。若燃料是煤,則叫做自然循環(huán)燃煤汽包爐,依次類推。5.2對(duì)何種鍋爐而言,隨著鍋爐壓力增加,則水和和汽水混合物的密度差就越小,其推動(dòng)力就越小,這個(gè)壓頭被稱為流動(dòng)壓頭,當(dāng)汽包鍋爐的壓力17.64Mpa(180kg/c)時(shí),設(shè)計(jì)采用強(qiáng)制循環(huán),為了降低鍋爐成本造價(jià),設(shè)計(jì)單位近期研究認(rèn)為,降低水冷壁管的阻力,改為羅紋水冷壁管,鍋爐蒸汽壓力為17.6Mpa(汽包壓力為19.1Mpa)時(shí)仍設(shè)計(jì)了自然循環(huán)汽包爐。6什么是鍋爐水冷壁,其作用是什么?6.1在鍋爐爐膛周圍布置了許多管子,把爐膛密封起來(lái)管子叫水冷壁。6
6、.2水冷壁作用有二,一是保護(hù)爐墻不受損壞,二是吸收熱量使水汽化。7、什么叫鍋爐省煤器,其作用是什么?7.1省煤器就是有效地利用鍋爐低溫?zé)煹罋鉄崃繉?duì)給水加熱的一種熱交換器。7.2 省煤器的作用有五點(diǎn):吸收鍋爐尾部低溫?zé)煔獾臒崃繉?duì)給水進(jìn)行加熱;降低排煙溫度,減少煙氣的熱損失;提高鍋爐熱效率,節(jié)省燃料;提高給水溫度;減少汽包壁的壁溫和拉應(yīng)力。8、鍋筒(汽包)的作用是什么?8.1汽包是匯集給水、爐水飽和蒸汽及供出蒸汽的圓筒容器,它與下降管、聯(lián)箱、水冷壁管組成汽水系統(tǒng),還接收省煤器來(lái)的給水,為過(guò)熱器提供飽和蒸汽,有的汽包還給除灰渣處提供蒸汽。它是鍋爐給水加熱、蒸發(fā)和過(guò)熱三個(gè)階段連結(jié)的樞紐,汽包內(nèi)設(shè)有各種
7、設(shè)備,以凈化和提高蒸汽質(zhì)量。如汽水分離裝置去處蒸汽中的含鹽的水滴,清洗裝置去掉蒸汽中的溶鹽,連排去掉水中的含鹽量,爐內(nèi)加藥以減少爐垢的產(chǎn)生,事故放水管防止水位過(guò)高而發(fā)生事故,下降管中的水是造成汽水、水自然循環(huán)的動(dòng)力,火災(zāi)下降管下部設(shè)置爐水泵強(qiáng)制水、水汽循環(huán),汽包內(nèi)還設(shè)再循環(huán)管有利于鍋爐啟動(dòng),下降管和再循環(huán)管之間引入虹吸管,總之汽包內(nèi)設(shè)置的20多種裝置,歸根到底為獲得優(yōu)良的水汽質(zhì)量和汽包的安全。9、國(guó)產(chǎn)鍋爐本題材質(zhì)是什么材料名稱HG-410/9.8-1HG-670/13.7-1HG-2023/17.6HG-2008/16.8-MSG-2028/17.47汽包(上/下)22G、22A、BHW351
8、4MnMoV18MnMoNb BHW35SA-229SA-229SA-229省煤器st4520Ast4520G20A20GSA210C20G水冷壁20ASA-210AL15CrMoSA-210AL聯(lián)箱15CrMoV15CrMoSA-106B15CrMo/12CrMoVGSA-106B過(guò)熱器12CrMoVsiTiB鋼102( Cr2MoVsiTiB)超臨界直流爐SG-1913/25.4HG-1970/25.4-YM4(直流爐)HG-1018/186-YM13(強(qiáng)制汽包爐)2650/25-KT(超臨界直流爐)省煤器SA516Cr-70SA210C該直流爐所用材質(zhì)與SG-1913/25.4基本相同2
9、0G20碳鋼水冷壁管SA2BT12SA-210C12CrMoV12CrMoV高壓加熱器管束SA556 CrC2殼體SA556 Cr-70汽側(cè)SA556 CrC2過(guò)熱器及集箱SA-213T91SA-335T91SA-213T23SA-213TP347(奧)12CrMoG15CrMoVGSA213TP347H(奧)1Cr18NiTi12Cr18Ni12Ti(奧)12CrMoV屏再熱器及集箱SA-335P91(奧)SA-213TP347H(奧)SA-213T91(奧)SA-335P91(奧)SA213TP304H(奧)12CrMoVG12Cr1MoVGSA213T9112Cr18Ni12Ti(奧)1
10、5MnSi15CrMo1V主給水管1Cr18Ni9Ti15MnSi注解:超高壓及以下的汽包爐汽包鋼有:15g、20g、22g、12Mng、16Mng、15MgVg、14MnMOVg(13HW35鋼) 、14MnMoVBReg、18MnMoNbg、14CrMnVB電站鍋爐常用鋼的鋼號(hào)有:20鋼,20A, 12CrMo,12Cr1Mo,12MoVWBSIRE(無(wú)鉻8號(hào)),12Cr3MoVSiTiB(11)、10CrMo910,X20CrMoWV121(F11),14Cr14Ni14W2Ni及Mn17CrMoVN6B,1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti,1Cr18Ni11N6,OX18H9(蘇)
11、,TP304H(美奧式體),SUS304HTP(日)、A213TP321(美奧式體),A213TP347H(美奧式體),SUS312HTP(日),SUSHTP(日)、1X18H9T(R/T)(蘇),1X18H9B(蘇),SA213T12,SA556CrC2,SA688TP304鋼。10、在電站鍋爐化學(xué)清洗中,不銹鋼中的半奧氏體鋼、馬氏體奧氏鋼、敏化奧氏體鋼占有很重要的位置,特別在選擇清洗介質(zhì)、緩蝕劑及助劑時(shí)尤為重要,否則會(huì)對(duì)鍋爐設(shè)備起嚴(yán)重破壞性。無(wú)疑應(yīng)引起化學(xué)清洗工作者的高度重視。在這里界定下什么是奧氏體鋼、敏化奧氏體鋼?在什么情況下使不銹鋼產(chǎn)生點(diǎn)蝕,晶間腐蝕及應(yīng)力腐蝕破壞稱不銹鋼的氫脆10.
12、1鍋爐設(shè)備部件的材質(zhì),對(duì)選用化學(xué)清洗介質(zhì)的均有一定的要求和限制,主要考察它溶垢能力強(qiáng),對(duì)鋼腐蝕速度低不損壞設(shè)備,價(jià)廉,貨源廣,容易得到,對(duì)環(huán)境污染小。一般講采用鹽酸清洗介質(zhì)清洗碳鋼,低合金鋼較為適用,不會(huì)出現(xiàn)設(shè)備問(wèn)題。但是,對(duì)不銹鋼的奧氏體鋼,敏化奧氏體不適用,特別對(duì)敏化奧氏體鋼就更不適用。因?yàn)閵W氏體鋼主要成分中含有NiCr,它可以在鋼表面形成耐腐蝕性好的氧化性保護(hù)摸和鋼本身的高溫強(qiáng)度,當(dāng)壁溫超過(guò)620或汽水壓力的飽和溫度達(dá)到或超過(guò)1.28MPa對(duì)應(yīng)的溫度,壓力時(shí)其強(qiáng)熱性,抗氧化性能下降,將 到鹵素元素和S元素的破壞。它們常會(huì)在鋼表面膜的缺陷處及鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)的空穴滲透到奧氏體內(nèi)部發(fā)生晶間腐蝕,應(yīng)力
13、腐蝕及穿晶腐蝕,二者又稱晶間應(yīng)力腐蝕破裂,又叫穿晶應(yīng)力腐蝕破裂,對(duì)敏化奧氏體鋼和應(yīng)力集中的部位(彎頭、交換器出口管口)最易發(fā)生晶間腐蝕,晶間應(yīng)力腐蝕破壞。因此不能用易產(chǎn)生晶間腐蝕的敏感離子Cl-、F-及S元素為介質(zhì)作為奧氏體鋼的清洗介質(zhì)。我可以肯定告訴化學(xué)清洗工作者,電站鍋爐在 壓力及以上的鍋爐設(shè)備的高壓給水閥門的閥捍、閥瓣均有奧氏體鋼,特別是未經(jīng)過(guò)熱器,高溫段再熱器及出口,一般是奧氏體鋼和敏化奧氏體鋼。應(yīng)當(dāng)指出的是高壓給水閘閥,短時(shí)間偶爾用鹽酸清洗,清洗后大量水沖洗使氯離子合格(20mg/L)是可以的,但是對(duì)于高溫高壓乃至超高壓亞臨界及以上的過(guò)熱器,再熱器設(shè)備,絕對(duì)不允許有鹵素離子和S元素的
14、清洗介質(zhì)進(jìn)行清洗。因?yàn)楫?dāng)運(yùn)行溫度300時(shí)的過(guò)熱器,再熱器的鋼部件,遇到匹配的腐蝕介質(zhì)如Cl-、OH-等,就會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕,晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕破壞,造成奧氏體不銹鋼的損壞,對(duì)敏化奧氏體鋼最易發(fā)生。10.2什么是奧氏體不銹鋼呢?從鋼的成分中Ni、Cr含量大小而定,中國(guó)鋼材標(biāo)準(zhǔn)中,當(dāng)鋼成分中Cr16%,Ni8%;美國(guó)鋼成分中Cr16%、Ni6%,英國(guó)認(rèn)為含Ni10% 、Cr16%為奧氏體不銹鋼。中國(guó)奧氏體不銹鋼:OCr18Ni10,1Cr18Ni9Ti,1Cr18Ni12,2Cr13Mn9Ni4,1Cr18Mn8Ni15、1Cr18Ni9,1Cr18Ni11N6,1Cr18NiMo2Ti,Cr5Mo美國(guó)
15、奧氏體不銹鋼:(USA)TP304,304L,305,316L,317,317L,321,347H,309H日本奧氏體不銹鋼:(SUS)304HTP,312HTP,302,304,304L,316,316L,316N等30余種。蘇聯(lián)奧氏體不銹鋼:OX18H10,00N18H10,0X18H9,1X18H9B,1X18H9T(R/T)等。除奧氏體鋼外,還半奧氏體鋼,馬氏體奧氏體鋼,特殊奧氏體鋼(Ni13%,Cr17%)10.3什么是敏化奧氏體鋼,含Ni,Cr奧氏體鋼,在制造、安裝運(yùn)行及檢修過(guò)程中,若經(jīng)過(guò)450800范圍內(nèi)加熱后而被稱為敏化奧氏體不銹鋼。再高溫300的純水中,只要含氧0.2mg/L
16、,氯0.2mg/L,就能引起敏化奧氏體鋼的晶間應(yīng)力腐蝕破裂,是十分危險(xiǎn)的,應(yīng)引起化學(xué)工作者的高度重視。10.4關(guān)于TP316奧氏體不銹鋼,作為凝汽器采用不銹鋼管冷卻過(guò)程中,再4555含氧量613mg/L,Cl:1030mg/L,循環(huán)冷卻過(guò)程中,未發(fā)現(xiàn)TP316L不銹鋼晶間應(yīng)力腐蝕破裂,而再0.781.28MPa超高壓機(jī)組高壓加熱器汽側(cè)不銹鋼鋼管發(fā)生晶間腐蝕破裂,破裂原因,給水中Cl離子滲入到高壓給水加熱器汽側(cè)所致。至于汽中含氯離子氫氧根離子多少未見(jiàn)到數(shù)據(jù),之后因市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、資金原因未進(jìn)一步研究。總之,殘留再過(guò)熱器,再熱器設(shè)備系統(tǒng)中,當(dāng)運(yùn)行溫度300,鋼管有殘余應(yīng)力,水及水汽中會(huì)有匹配的Cl-、O
17、H-條件下奧氏體、特別是敏化奧氏體不銹鋼最易產(chǎn)生晶間應(yīng)力腐蝕破裂。機(jī)組熱力系統(tǒng)化學(xué)清洗時(shí)應(yīng)注意這一問(wèn)題產(chǎn)生的后果。當(dāng)采用眾所周知的檸檬酸單銨、EDTA-2Na、EDTA(NH4)2清洗含奧氏體不銹鋼或敏化奧氏體不銹鋼時(shí),也不能掉以輕心,若清洗液中引入鹵素離子、S元素時(shí),當(dāng)離子濃度達(dá)到某一值時(shí),也會(huì)發(fā)生晶間應(yīng)力腐蝕破裂,當(dāng)EDTA-2Na清洗液中Fe3+濃度達(dá)到某一值(mg/L級(jí))也會(huì)對(duì)鋼產(chǎn)生點(diǎn)蝕,含普通碳素鋼在內(nèi)。11、什么叫直流鍋爐?目前有哪種類型的直流爐?11.1自然循環(huán)汽包爐的水冷壁管內(nèi)水和汽水混合的流動(dòng)是靠下降管內(nèi)的水和水冷壁管的汽水的密度差作動(dòng)力的。直流鍋爐是沒(méi)有汽包和供水用的下降管
18、,而是靠給水泵或輔助水泵將給水送入受熱面的管束內(nèi),在其中加熱、蒸發(fā),并過(guò)熱,最后送出合格的蒸汽至氣輪機(jī)做功。11.2直流鍋爐始于二十世紀(jì)3040年代,廣泛應(yīng)用還是在六十年代左右的事。1960年上海鍋爐自行設(shè)計(jì)出我國(guó)第一臺(tái)220t/h高溫、高壓直流爐,之后上海鍋爐廠、哈鍋相繼設(shè)計(jì)出并投入運(yùn)營(yíng)的SG220/9.8-540/1、SG400/13.7-555/555、HG400/13.7-555/555(13.7超高壓)、HG935/16.7-570/570、SG-100/16.7-571/571、SG-2028/17.5-M907、SG-230/9.8-555/、HG-410/13.7-540/54
19、0、SG-2788/25.4、SG-3180/25.4、-2650/25.4、 -3950/25-555/555、-1650/25.0-545/545、HG-1970/25.4-YM4,我國(guó)超超臨界直流鍋爐有SG-3052.2/27.6-605/603、DG-3127.2/26.3、HG-3127.2/26.25、HG-2953/27.46-YM1。12、什么是直流爐的啟動(dòng)分離器?在鍋爐化學(xué)清洗中起什么作用?清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)其有何要求?12.1直流鍋爐啟動(dòng)分離器的數(shù)量由鍋爐容量大小和啟動(dòng)分離器容量大小而決定的。鍋爐啟動(dòng)初期,水冷壁和聯(lián)箱出來(lái)的飽和蒸干度小于25%或小于等于30%BMCR而進(jìn)入啟
20、動(dòng)分離器。分離器頂部引出的飽和蒸汽是啟動(dòng)分離器進(jìn)行汽水分離后的蒸汽而進(jìn)入頂棚過(guò)熱器的入口聯(lián)箱,當(dāng)水冷壁出口飽和蒸汽的干度25%或運(yùn)行共況30%BMCR時(shí),飽和蒸汽不進(jìn)入啟動(dòng)分離器而直接進(jìn)入頂棚過(guò)熱器入口聯(lián)箱,繼續(xù)過(guò)熱后進(jìn)入主蒸汽管道。啟動(dòng)分離器結(jié)構(gòu)一般有三種情況:對(duì)UP直流鍋爐而言: 啟動(dòng)分離器進(jìn)入管水冷壁出口聯(lián)箱來(lái)的飽和蒸汽;頂部是已分離后的蒸汽去頂棚過(guò)熱器; 啟動(dòng)分離器汽側(cè)壁上引出三根管,分別去高壓加熱器汽側(cè)、除氧水箱的上部及凝汽器(冷凝器); 啟動(dòng)分離器水側(cè)壁上引出三根管,分別去除氧水箱下部、疏水?dāng)U容器及冷凝器。對(duì)下部螺紋管圈上部垂直水冷壁管屏的HG-1970/25.4直流鍋爐啟動(dòng)分離器
21、有四個(gè),其分離器底部的飽和水進(jìn)入公用的貯水箱爐水循環(huán)泵省煤器入口管。對(duì)于SG-1913/25.4-M950直流爐的啟動(dòng) 疏水?dāng)U容器分離器有兩個(gè), 啟動(dòng)分離器汽側(cè)進(jìn)入管4根,汽出水管2根,底部飽和水進(jìn)入貯水球體,進(jìn)而分兩路,分別進(jìn)入大氣式擴(kuò)容器貯水箱冷凝器,另一路進(jìn)入除氧器水箱高壓加熱器等工質(zhì)回收。作為直流機(jī)組鍋爐化學(xué)清洗工作者,設(shè)計(jì)清洗系統(tǒng)前必須搞清楚直流爐啟動(dòng)分離器、貯水箱及擴(kuò)容器的連接、結(jié)構(gòu)是十分重要的,每臺(tái)不同型號(hào)的直流鍋爐,啟動(dòng)分離器結(jié)構(gòu)不完全一樣的,切記住這一點(diǎn)。13、電站鍋爐主蒸汽壓力大于等于9.8MPa及以上的汽包爐本體清洗范圍包括哪幾個(gè)部位?13.1化學(xué)清洗范圍包括:部分高壓給
22、水管、省煤器管屏及其聯(lián)箱和連接管、汽包內(nèi)壁(1/2)、下降管(下水管)、水冷壁管及其聯(lián)箱和連接管及臨時(shí)管路。14、電站鍋爐主蒸汽壓力大于等于9.8MPa及以上的直流爐本體清洗范圍包括哪幾個(gè)部位?14.1化學(xué)清洗范圍包括:部分給水管、省煤器進(jìn)出口聯(lián)箱及連接管、上、下螺紋管屏、垂直管屏水冷壁管及其聯(lián)箱和連接管、啟動(dòng)分離器、貯水箱及大氣擴(kuò)容器前的管線及臨時(shí)管線。應(yīng)當(dāng)指出:UP直流爐啟動(dòng)分離器之后無(wú)貯水箱, 分離器下部就是水箱、和汽包一樣, 啟動(dòng)分離器出水管直接與擴(kuò)容器相連通。塔式直流爐主蒸汽壓力22.07MPa及以上的超臨界、超超臨界的直流爐,一般除氧氣無(wú)除氧頭,采用聯(lián)合水處理。15電站機(jī)組亞臨界以
23、下的汽包爐、直流爐的爐前系統(tǒng)化學(xué)清洗范圍包括有哪幾個(gè)部分?而亞臨界及以上的汽包爐、直流爐呢?15.1清洗范圍有高低壓給水管線,低壓加熱器及軸封加熱器的水側(cè),對(duì)于高壓加熱器的水側(cè)、汽側(cè)無(wú)特殊情況下進(jìn)行酸洗,僅進(jìn)行堿洗,當(dāng)系統(tǒng)較干凈時(shí),有的電廠對(duì)汽包鍋爐的爐前系統(tǒng)就不進(jìn)行堿洗,機(jī)組啟動(dòng)帶負(fù)荷試運(yùn)行中汽水品質(zhì)優(yōu)良。15.2對(duì)于亞臨界及以上的汽包爐、直流爐的爐前系統(tǒng)化學(xué)清洗范圍視情況而定,一般情況對(duì)高低壓給水管線、高低壓加熱器及軸封加熱器水側(cè)、凝汽器汽側(cè)進(jìn)行堿洗;對(duì)600MW及以上的機(jī)組鍋爐的爐前系統(tǒng),除上述系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行堿洗外,還對(duì)高低壓加熱器的汽側(cè)進(jìn)行堿洗,以防止機(jī)組空負(fù)荷,帶負(fù)荷及168小時(shí)試運(yùn)時(shí)
24、,水汽中硅鐵不合格。為此,高壓給水設(shè)備系統(tǒng)不進(jìn)行有機(jī)酸或EDTA酸洗鈍化。應(yīng)當(dāng)指出高加汽側(cè)不進(jìn)行化學(xué)清洗。三、 鍋爐化學(xué)清洗定義,名詞及目的等方面的技術(shù)問(wèn)答3.1什么叫化學(xué)清洗?答:鍋爐化學(xué)清洗或化學(xué)清洗就是用相關(guān)的化學(xué)藥品水溶液,以清除鍋爐水汽系統(tǒng)或其它金屬容器設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)的各種沉積物使其受熱面內(nèi)表面清潔,致使活潑的金屬表面上形成良好的保護(hù)膜或鈍化膜。3.2鍋爐化學(xué)清洗的目的是什么?答:可以使機(jī)組熱力設(shè)備系統(tǒng)受熱面內(nèi)表面清潔,防止受熱面因腐蝕結(jié)垢而引起的事故;提高機(jī)組或供汽方的水汽質(zhì)量的重要措施之一;提高機(jī)組的安全系數(shù),是機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的可靠保證;化學(xué)清洗可節(jié)能、節(jié)水、提高機(jī)組的熱效率,降低
25、排煙溫度,有利于脫硫、脫硝,減少大氣污染,在金屬表面形成保護(hù)膜,減少腐蝕,可提高設(shè)備的使用壽命。、3.3什么是鍋爐熱效率?化學(xué)清洗與熱效率有何關(guān)系?答:鍋爐熱效率是指水和蒸氣吸收的熱量占送入鍋爐全部熱量的百分比.用公式表示即: 汽水吸收熱量 = - ×100%9) 燃料提供的全部熱量電站鍋爐的熱效率一般在9095%,化學(xué)清洗提高運(yùn)行熱效率1.02.0%.工業(yè)鍋爐的熱效率一般在6085%,化學(xué)清洗提高運(yùn)行熱效率1530%.民用鍋爐的熱效率一般在4060%,化學(xué)清洗提高運(yùn)行熱效率更多.3.4堿洗或堿煮的目的是什么,二者有什么區(qū)別答:簡(jiǎn)單地講,除硅、除油、濕潤(rùn)金屬表面的垢層,改變金屬表面與
26、垢表面間的電位,從而改變了表面張力,是垢的去除變的容易了,堿洗和堿煮都具備者三個(gè)功能,適用于新建鍋爐啟動(dòng)前的堿洗。對(duì)于運(yùn)行爐垢就不同了,當(dāng)垢中含有Ca、Mg的硫酸鹽水垢時(shí),單靠堿洗是不行的,必須使其轉(zhuǎn)化成可溶的Mg(OH)2、Mg(PO4)2、Ca(OH)2,在后續(xù)的酸洗工藝中可除去。3.5堿洗過(guò)程中進(jìn)行除油,除硅,進(jìn)而使難溶與酸的Ca、Mg的硫酸鹽轉(zhuǎn)化成可溶鹽,主要反應(yīng)方程式是什么?答:堿洗除油,堿和油發(fā)生皂化作用,反應(yīng)式如下:(C17H35COO)2C3H53NaOH3C17H35COONaC3H5(OH)3式中NaOH既可以是堿洗液的主要藥劑之一,也可以磷酸鹽水解產(chǎn)生的.除硅除銹反應(yīng)式如
27、下NaPO4H2ONa2HPO4NaOHNa2HPO4H2ONaH2PO4NaOHSiO22NaOHNaSiO3H2O2O32NaOHNa2 Fe2 O4H2O 煮爐難溶的Ca、Mg的硫酸鹽轉(zhuǎn)化成可溶于酸的Na2SO4、Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2、Ca (OH)2和 Mg (OH)23CaSO42NaPO4Ca3(PO4)2Na2SO4MgSO4+NaOH Mg(OH)2+Na2SO4CaSO4+NaOH Ca(OH)2+ Na2SO4MgSO4+2Na3PO4Mg3(PO4)2+ Na2SO4CaSO4 +Na2CO3 CaCO3+ Na2SO4MgSO4+ Na2CO3MgCO
28、3+ Na2SO4CaSiO3+ Na2CO3Ca2CO3+ Na2SiO3MgSiO3+Na2CO3Mg2CO3+ Na2SiO33.6當(dāng)運(yùn)行爐爐垢中以Fe3O4垢為主時(shí),任何酸性清洗液中Fe3+濃度(g/L)如何計(jì)算或估算呢?答:酸液中Fe3+濃度可按下式計(jì)算:C Fe3+=1.93×10-3×/d(1)式中: C Fe3 +酸洗液中Fe3+離子濃度,(g/L) Fe3O4,g/ d 管子直徑,m3.7緩蝕劑的定義是什么?答:在腐蝕介質(zhì)中添加少量的不參加反應(yīng)得可使金屬的腐蝕速率明顯降低的物質(zhì)。3.8什么是腐蝕速率呢?答:金屬的腐蝕程度可以由試樣被腐蝕后重量減少的量(g)
29、與其試樣的面積()和腐蝕時(shí)間(h)的比值來(lái)評(píng)定的,即腐蝕速率=(W前-W后)/S·h(g/·h)3.9什么是緩蝕效率呢?其公式是什么?答:在腐蝕環(huán)境條件下,未加緩蝕劑的試樣腐蝕速率與添加緩蝕劑后的試樣腐蝕速率之差占未加緩蝕劑的腐蝕性速率的百分比。其計(jì)算公式如下:=(V未-V加)/ V未·100%式中: 緩蝕劑對(duì)金屬的緩蝕速率(%) V未試樣在未加緩蝕劑俄腐蝕環(huán)境中的腐蝕速率 V加試樣在加了緩蝕劑俄腐蝕環(huán)境中的腐蝕速率3.10金屬鈍化定義是什么?答:金屬在鈍化劑或陽(yáng)極外加電流的工藝條件下,使金屬?gòu)幕顫姞顟B(tài)轉(zhuǎn)化為鈍態(tài)的過(guò)程稱之為鈍化。3.11鍋爐化學(xué)清洗反應(yīng)過(guò)程是什么
30、?答:化學(xué)清洗反應(yīng)過(guò)程可歸納為:它是電化學(xué)和化學(xué)反應(yīng)為主,機(jī)械能為副的一個(gè)全過(guò)程。在清洗過(guò)程的后期能在清潔的活潑的金屬表面形成完整的、致密的、暫時(shí)性的鈍化膜或保護(hù)膜。3.12酸洗液中Fe3+離子對(duì)鋼鐵腐蝕主要危害是什么?目前電站鍋爐酸洗時(shí)用那些還原劑來(lái)擬制Fe3+離子對(duì)鋼鐵腐蝕?答(1)酸液中Fe3+離子濃度高時(shí),對(duì)鋼產(chǎn)生局部腐蝕和嚴(yán)重點(diǎn)蝕,是酸洗工作一個(gè)大忌。當(dāng)酸洗液中Fe3+離子濃度高達(dá)1.0g/L時(shí),鋼鐵腐蝕速率是無(wú)緩蝕劑條件下的腐蝕速率的2倍,是有緩蝕劑的腐蝕速率的4060倍,在鹽酸溶液HcL:5%,21。緩蝕劑:0.20.3%時(shí),當(dāng)酸洗液中Fe3+:2400mg/L時(shí),測(cè)定腐蝕速率和
31、無(wú)緩蝕劑時(shí)腐蝕速率基本一樣,是多么可怕的數(shù)據(jù),且在指示片上產(chǎn)生局部腐蝕和點(diǎn)蝕。為防止國(guó)產(chǎn)緩蝕劑抑制Fe3+離子效率差,僅500mg/L,是可以的,所以運(yùn)行爐酸洗時(shí),往往向酸洗液中添加還原劑的原因。(2)國(guó)內(nèi)電站鍋爐酸洗時(shí),常用的還原劑有:Na2SO4、Zncl2、N2H4·H2O、次五磷酸、NH4HF2、(NH4)F2、氫硫荃醋酸及異抗壞血酸鈉,應(yīng)當(dāng)指出硫氰酸銨也是很好的還原劑及銅離子隱蔽劑,因?yàn)橛卸?,與強(qiáng)氧化劑可產(chǎn)生劇毒的氫氰酸,在常溫下,其蒸汽是無(wú)形殺手,所以不再使用。添加還原劑的目的是使酸洗液中Fe3+含量不應(yīng)大于300mg/L。3.13鍋爐酸洗過(guò)程中酸液中Fe3+離子是如何變
32、遷的?究竟什么時(shí)間加還原劑和銅離子隱蔽劑呢?答:(1)在國(guó)外運(yùn)行爐鹽酸清洗過(guò)程中在酸洗嬰兒期,測(cè)得Fe3+離子高峰值在30005000mg/L,在國(guó)內(nèi)運(yùn)行爐鹽酸酸洗時(shí),在酸洗嬰兒期(酸洗剛開始015分鐘時(shí)間內(nèi))也測(cè)出Fe3+離子高峰值在15003000mg/L,在有還原劑條件下,隨著酸洗時(shí)間的增加,F(xiàn)e3+濃度逐步降至0500mg/L;當(dāng)流速為0.05m/s時(shí),F(xiàn)e3+在酸洗中出現(xiàn)5h,流速:0.25m/s時(shí),出現(xiàn)2h,隨著流速增加,F(xiàn)e3+濃度逐步降低。(2)當(dāng)運(yùn)行爐垢中含銅垢高時(shí)(5%),特別金屬含銅多時(shí),在酸洗初期先加銅離子絡(luò)合劑(隱蔽劑),向系統(tǒng)中每隔510分鐘加還原劑,二者劑量應(yīng)是計(jì)
33、劃量的二分之一,這是因?yàn)镕e3+,Cu2+離子雖對(duì)鋼產(chǎn)生附加腐蝕,是不利一個(gè)方面;由于兩種離子電位高于銅電位,鐵電位,利用它的電位高的優(yōu)勢(shì),把金屬銅轉(zhuǎn)化成銅離子,即:Cu+2Fe3+Cu2+2Fe2+ 、Cu+Cu2+ 2 Cu+ ,這樣既能除金屬銅,又能節(jié)省藥品一舉兩得,酸洗初期為防止先進(jìn)入酸洗液中的CuO2、CuO及Fe3O4和Fe2O3中的Fe3+、Cu2+、Cu+對(duì)鋼的附加腐蝕,所以先加部分銅的絡(luò)合劑和還原劑的道理就在這里,因?yàn)檫@樣處理,鋼的腐蝕速率不僅低而且除垢速度快,這也是我在運(yùn)行爐除銅鐵乃至硅垢一類貢獻(xiàn),提供各位同行,供參考。所以為達(dá)到此目的,充分利用NH4HF2既能除硅,有能做
34、還原劑,一般情況排在銅隱蔽劑前面加入,是有益的。應(yīng)當(dāng)指出,基建爐酸洗時(shí),剛開始時(shí),得把還原劑、除硅劑同時(shí)加入計(jì)劃量一半,酸洗1h后再加入另一半藥量。研究表明,在HCL中采用SnCL2做還原劑時(shí),按下列反反應(yīng)方程式計(jì)算SnCL2的添加量為1:2,即Fe3+為1mg/L需SnCL2量為2.05mg/L。對(duì)運(yùn)行爐而言,還原劑有效劑量是通過(guò)小型試驗(yàn)而確定的,選擇高效緩蝕劑,具有抑制Fe3+參與去極化過(guò)程的能力,或抑制陽(yáng)極過(guò)程的緩蝕劑,此類緩蝕劑中含有MBT系列中“巰基苯并噻唑”,美國(guó)的odigtng-95等,均能使酸洗中Fe3+500mg/L的抑制作用。試研究表明在5.9%HCL、50Fe3+:500
35、mg/L中添加SnCL2僅減少腐蝕61.5%,而添加1% NH4HF2,可降低腐蝕速度(率)達(dá)84%以上,在16h內(nèi)可達(dá)最低值,腐蝕速率4.0g/m2.h,對(duì)較差還原劑、N2H4、異抗壞血酸鈉可能反應(yīng)更好。對(duì)于垢中含CuO5%,不采用氨洗銅,或在酸洗液中添加(NH2)2CS、異抗壞血酸鈉(0.20%)、烏洛托品((CH2)6H4)及NH4SCN(有毒)是有效方法,反應(yīng)方程略。3.14 運(yùn)行爐垢以Fe3O4為住,垢充分溶解時(shí),最大()如何計(jì)算?答:按此式計(jì)算:=×0.241 或K=.X/200 式中:g/m2腐蝕率垢量(g/m2)Fe3+占垢總量的百分?jǐn)?shù)0.214是通過(guò)垢中Fe3+占4
36、8.2%及K=.X/200待定數(shù)0.241。3.15運(yùn)行鍋爐垢量如何確定的?割取長(zhǎng)度和位置?測(cè)垢量用管的長(zhǎng)度和厚度?答:按國(guó)內(nèi)運(yùn)行鍋爐結(jié)垢部位和清洗經(jīng)驗(yàn),確定運(yùn)行鍋爐垢量位置,一般選在燃燒器(燃燒器上.m),導(dǎo)則規(guī)定.m間熱負(fù)荷最高部位,但不是絕對(duì)的,應(yīng)視鍋爐運(yùn)行情況,火焰偏斜的位置確定,否則無(wú)代表性。各鍋爐因燃燒方式各異,不同部位結(jié)垢量分配也不盡相同,這一點(diǎn)是極為重要的,否則取錯(cuò)位置,垢量就不同,小試確定的結(jié)論也不一樣,弄不好,弄巧成拙,電廠找事。一半講,按導(dǎo)則劃定的范圍、割管長(zhǎng)度、切割要求,加工薄厚和長(zhǎng)短進(jìn)行垢量試驗(yàn),一般由電廠提供的位置,垢量不妥,將會(huì)影響清洗效果,差異很大,一定要注意到
37、這一點(diǎn)。手工割管長(zhǎng)度150mm,最好在400800mm,砂輪切割400mm,(實(shí)際上是割管樣中間取400mm)。測(cè)垢量用管長(zhǎng)100mm,壁厚在0.51.0mm之間,管臂上不應(yīng)有毛刺,鐵屑等基體金屬,更不能在加工過(guò)程中丟失原始垢量。3.16 垢量測(cè)定方法測(cè)試是什么?答:實(shí)驗(yàn)管段已制備完備,符合要求(管段長(zhǎng)10cm,壁厚:0.51.0mm,向背火側(cè)對(duì)半各開一段)。管段用千分尺準(zhǔn)確測(cè)量好尺寸,計(jì)算出內(nèi)表面積(m2或cm2),而后放入烘箱在4050條件下,或用吹風(fēng)機(jī)烘干后放入干燥器內(nèi)恒重1h后秤其重量(w1),連續(xù)恒重基本一致(w1)。然后將被測(cè)垢實(shí)驗(yàn)管段放入含0.20.5%緩試劑的56%的鹽酸溶液中
38、,在60酸洗除垢,待垢除凈后,記下除垢時(shí)間(h),實(shí)驗(yàn)管段取出后,依次用蒸餾水或除鹽水沖洗、無(wú)水乙醇或丙酮清除油物,再重復(fù)烘箱或吹風(fēng)機(jī)程序烘干恒重,稱重量為(w2);若酸洗除垢后表面有渡銅,采用0.20.4%過(guò)硫酸銨的12%氨溶液洗凈銅垢,按上述方法烘干恒重,稱重量為(w3),數(shù)據(jù)齊全可靠后,可按計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算:1 基建爐管或無(wú)銅垢的運(yùn)行爐管的垢量測(cè)定按下式計(jì)算:G向/背=(W1(g)W2(g))/被測(cè)量?jī)?nèi)表面積(m2) (g/ m2)2有鍍銅的運(yùn)行爐垢中,垢中含銅垢的計(jì)算公式為:G銅=(W2(g)W3(g))/被測(cè)量?jī)?nèi)表面積(m2) (g/ m2)3含銅垢的運(yùn)行爐的垢量計(jì)算公式為: G=(
39、W1(g)W3(g))/被測(cè)量?jī)?nèi)表面積 (g/ m2)說(shuō)明:測(cè)定垢量時(shí),應(yīng)考慮到垢量的準(zhǔn)確性,應(yīng)扣除基體金屬的腐蝕量帶來(lái)的垢增量。3.16為什么含奧氏體鋼的熱力設(shè)備系統(tǒng)不能用含cl-離子大于0.2mg/L除鹽水進(jìn)行水壓試驗(yàn)?答:超高壓及以上的機(jī)組熱力設(shè)備中的高壓給水閥門、主蒸汽管、過(guò)熱器和再熱器的材質(zhì)含有流體化或者銳敏化奧氏體鋼,水壓試驗(yàn)時(shí),cl-離子會(huì)殘余在管壁上、特別是設(shè)備接讓處及應(yīng)力或殘余應(yīng)力集中的彎曲部分的鋼表面,當(dāng)溫度大于300及對(duì)應(yīng)壓力下就能使鋼產(chǎn)生點(diǎn)蝕、晶間腐蝕及晶間應(yīng)力腐蝕破裂而造成重大設(shè)備損壞,被迫停機(jī)引起的損失較大。隨著水壓中氧含量增加,相應(yīng)應(yīng)力腐蝕破裂的溫度和壓力也相對(duì)降
40、低。在cl-=5mg/L,205下奧氏體很快就發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。關(guān)鍵在水中溶氧大小,若在無(wú)氧條件下,就是在300、壓力8.9Mpa、cl-5mg/L時(shí),也不會(huì)破裂。奧氏體受cl-,F(xiàn)-及S元素的破裂必須滿足以下條件:殘余應(yīng)力、cl-離子濃度、溫度、壓力及溶氧濃度;當(dāng)cl-、O2濃度增加,應(yīng)力腐蝕破裂的溫度和壓力也相應(yīng)降低,不是一個(gè)定值數(shù),而是個(gè)變數(shù)。 這就告誡我們亞臨界機(jī)組凝汽器、壓力加熱器管材用usu316L、304奧氏體鋼在循環(huán)水或低壓汽水中cl-含量高達(dá)7.0013.0mg/L,不破壞原因,就是不具備那四個(gè)條件。所以亞臨界汽包爐爐水cl-1mg/l,超臨界的給水cl-2ug/l就是這個(gè)道
41、理。3.17 你知道嗎?在鍋爐化學(xué)清洗行業(yè)為什么不能用含鹵素特別是ClF離子清洗介質(zhì),緩蝕劑及相關(guān)助劑清洗奧氏體鋼及銳敏化奧氏體鋼嗎?依據(jù)及臨界是什么?答:“奧氏體可以用HCl清洗,得視條件而定。例如采用含緩蝕劑的7%HCl,60每天用新清洗液酸洗5小時(shí),連續(xù)清洗24天后,將清洗后的試樣彎曲180°進(jìn)行金相檢查,三個(gè)試件均未發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂。在美國(guó)水年會(huì)上發(fā)表過(guò)論文,可用HCl洗爐,條件是鋼與鋼,鋼與其他金屬面無(wú)縫隙,無(wú)較大內(nèi)應(yīng)力殘余;酸洗后水沖洗使Cl5/L等。即使如此,當(dāng)水中Cl含量50/L,在205有氧條件下,不到500小時(shí)浸泡,奧氏體鋼發(fā)生了應(yīng)力腐蝕破裂。在含Cl10/L、P
42、H3-4、90微酸性的水中,鋼全部發(fā)生晶間腐蝕破裂,當(dāng)金屬表面干、濕交替進(jìn)行電化反應(yīng)就更危險(xiǎn)了。試驗(yàn)研究證實(shí):不銹鋼特別是敏銳奧氏體不銹鋼,處在300、壓力:8.87Mpa(內(nèi)應(yīng)力:2.05 Mpa,鋼的飽和蒸汽含不同Cl濃度、氧的飽和水中進(jìn)行了不銹鋼試驗(yàn)得出結(jié)論告訴我們:(1) 在Cl=10/L,O2=40/L,僅SUS29鋼發(fā)生腐蝕破裂。(2) 在Cl=50/L,O2=11/L,除SUS32鋼外其余 6種奧氏體鋼發(fā)生破裂。(3) 在Cl=100/L,O2=1/L,除SUS32鋼余下6種均發(fā)生破裂。由試驗(yàn)結(jié)果告知,隨Cl增加飽和水中溶解氧下降,在 Cl濃度為1000/L,水中氧很少,鋼不會(huì)破
43、裂。當(dāng)Cl濃度較低溶解氧較高,那怕是50/LCl,鋼全部破裂。試驗(yàn)結(jié)果告戒我們?cè)?00、壓力8.87Mpa,鋼的內(nèi)應(yīng)力2.05Mpa的飽和水或蒸汽中,奧氏體鋼應(yīng)力腐蝕破裂,溶解氧比Cl含量更重要,更具破壞性;在常壓下的含緩蝕劑7%HCl、60浸泡酸洗24天后也不會(huì)發(fā)生破裂,但是殘留設(shè)備中,機(jī)組運(yùn)行時(shí),溫度207的飽和水或蒸汽中,運(yùn)行不到500小時(shí)就破裂。所以酸洗介質(zhì)、緩蝕劑及助劑中Cl含量不應(yīng)有,否則奧氏體鋼發(fā)生破裂,不論EDTA、檸檬酸的酸洗工藝中,溫度90,同樣使鋼發(fā)生破裂。 我國(guó)在電力行業(yè)已進(jìn)入亞臨界、超臨界、超超臨界機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)代,含奧氏體鋼巨多,材質(zhì)品種、數(shù)量已在前邊的技術(shù)問(wèn)答中列出,
44、選擇清洗介質(zhì)、緩蝕劑、助劑一定要當(dāng)心、慎重,但不能發(fā)生重大設(shè)備事故。3.18 鍋爐化學(xué)清洗液中有色膠體絡(luò)合物是什么?它是怎樣形成的?如何消除?答:在化學(xué)清洗工藝范例中,只有檸檬酸清洗法產(chǎn)生有色膠體絡(luò)合物,即檸檬酸鐵沉淀形成的絡(luò)合物。檸檬酸清洗新建鍋爐時(shí),酸洗初期因加藥程序或配比不合時(shí)產(chǎn)生灰白色的檸檬酸亞鐵和檸檬酸鐵沉淀,以膠體形態(tài)存在于溶液中。用3%的檸檬酸溶解鐵垢是按1:1分子進(jìn)行絡(luò)合的。 當(dāng)清洗液中Fe2+、Fe3+離子濃度達(dá)到0.55g/100ml時(shí),則產(chǎn)生灰白色檸檬酸鐵。建議清洗液中Fe0.4%為好。在檸檬酸洗爐過(guò)程中,由于PH值和檸檬酸溶液Fe離子濃度控制不當(dāng),就容易產(chǎn)生有色的膠體絡(luò)
45、合物沉淀問(wèn)題。這一沉淀物一般以棕色膠體存在于溶液中。這些絡(luò)合物沉淀在管壁上很難除去。產(chǎn)生原因是:酸洗后氮?dú)忭斉潘嵋?,壁溫較高而沉積在管壁上;二是酸洗后的水沖洗不到位,溶液中有色膠體附在管壁上。一旦發(fā)生很難除去。產(chǎn)生檸檬酸鐵沉淀常發(fā)生在檸檬酸漂洗和檸檬酸酸洗初期,或酸洗過(guò)程中PH和含鐵量濃度控制不當(dāng)造成的。檸檬酸洗爐技術(shù)掌握好的在國(guó)內(nèi)清洗技術(shù)界寥寥無(wú)幾,應(yīng)盡快把技術(shù)傳下去。四、 關(guān)于檸檬酸及檸檬酸單銨洗爐的技術(shù)問(wèn)答。4.1 你知道國(guó)內(nèi)外檸檬酸洗爐始于哪一年哪個(gè)國(guó)家?此技術(shù)應(yīng)用情況如何?答:在二十世紀(jì)五十年代初期,采用在氧化劑存在的條件下進(jìn)行酸洗鍋爐時(shí),MCl(堿性應(yīng)力腐蝕破裂無(wú)須氧化劑)使奧氏體
46、鋼從點(diǎn)蝕、孔蝕開始到晶間應(yīng)力腐蝕破裂結(jié)束。在溫度、壓力及應(yīng)力條件下,只要清洗液中有幾個(gè)/L氯離子足可以使奧氏體鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂。這樣的實(shí)例很多,造成損失很大,所以不能采用鹽酸清洗含奧氏體亞臨界直流爐,洗后再熱器管引起腐蝕破裂。在1956年西德、美國(guó)率先進(jìn)行了研究,使用檸檬酸對(duì)“曼海母電廠”和“Phlon電廠”兩臺(tái)亞臨界直流機(jī)組進(jìn)行了酸洗,我國(guó)始1972年“望亭電廠”、“秦嶺電廠”進(jìn)行了酸洗。德國(guó)先是采用3%檸檬酸加緩蝕劑進(jìn)行了試驗(yàn)研究。在靜態(tài)下3%檸檬酸對(duì)碳素鋼上的極薄軋皮幾乎除不掉,而對(duì)400下奧氏體鋼形成的軋皮可以除掉,500的軋皮根本除不掉,只有在一定流速下才能除掉,但對(duì)清除SiO2、
47、 Ca、Mg垢能力差。在洗爐初期產(chǎn)生了灰白色檸檬酸亞鐵沉淀,在清洗后期產(chǎn)生了有色(棕紅色)膠體絡(luò)合物沉淀,洗爐效果不理想。原來(lái)西德清洗專家研究出用3%檸檬酸單胺洗爐就解決了檸檬酸鐵沉淀問(wèn)題。我國(guó)在1969年采用單一的檸檬酸洗北京車部7號(hào)高壓爐過(guò)熱器也產(chǎn)生了檸檬酸鐵沉淀而失敗。望亭電廠12號(hào)亞臨界直流爐得到同樣效果。唯獨(dú)秦電2號(hào)410t/h直流爐爐前系統(tǒng)采用檸檬酸單胺清洗獲得成功。自1974年后我國(guó)采用檸檬酸單胺清洗直流爐、汽包爐(含運(yùn)行爐)獲得成功,但也有缺點(diǎn),管表面黑色附著物。在二十世紀(jì)采用檸檬酸單胺清洗亞臨界、超臨界及超超臨界直流機(jī)組得到廣泛應(yīng)用,獲得較好或很好的效果。應(yīng)當(dāng)指出的是據(jù)檸檬酸
48、酸洗實(shí)踐表明:掌握檸檬酸酸洗技術(shù)的人并不多,清洗效果往往不佳,就認(rèn)為清洗效果不如EDTA好,純屬技術(shù)未過(guò)關(guān)引發(fā)的偏見(jiàn)。4.2 單一檸檬酸洗爐為什么易產(chǎn)生檸檬酸鐵沉淀呢?現(xiàn)在還用它洗爐嗎?答:?jiǎn)我粰幟仕釋?duì)氧化鐵垢溶解能力差,對(duì)基體金屬腐蝕性很小。原因它是一個(gè)弱酸,在水溶液中電離出的H+離子很少,3%檸檬酸溶液中,PH2時(shí),基本不電離出H+離子,即溶液提供溶解鐵垢的H+就少,單一檸檬酸洗爐易產(chǎn)生檸檬酸鐵沉淀,它是灰白色的亞鐵鹽,難溶于檸檬酸溶液中。一旦沉淀產(chǎn)生,就是補(bǔ)加新檸檬酸溶液也無(wú)濟(jì)于事。采用50熱水或氨溶液可以消除。當(dāng)采用3%檸檬酸溶垢時(shí),按1:1絡(luò)合,溶液中Fe濃度達(dá)0.55%就產(chǎn)生沉淀,
49、建議在PH4時(shí),F(xiàn)e0.4%為好,可防止沉淀發(fā)生,現(xiàn)在電站洗爐一般不用單一檸檬酸洗爐而用檸檬酸單胺洗爐效果好。4.3 檸檬酸單胺洗爐時(shí)應(yīng)掌握哪幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)而不發(fā)生檸檬酸鐵沉淀問(wèn)題,才能獲得好的清洗效果呢?答:檸檬酸單胺洗爐就是用添加NH4OH調(diào)PH3.5-4.0 的一種洗爐方法,在效果上與單一 檸檬酸洗爐就不同了,可有效的防止沉淀發(fā)生,當(dāng)溶液中Fe總 0.8%也未發(fā)生沉淀,一旦發(fā)生沉淀可以用加氫氧化銨就消除了,采用檸檬酸單銨洗爐不必?fù)?dān)心產(chǎn)生沉淀問(wèn)題。但是當(dāng)垢量太高時(shí),配藥方法不當(dāng)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生沉淀問(wèn)題。檸檬酸單銨洗爐,可有效的防止Fe3+離子對(duì)基體金屬的腐蝕,既適合超高壓、亞臨界汽包爐前系統(tǒng)酸洗,
50、也適合過(guò)熱器、再熱器及主蒸汽管道酸洗,更適合亞臨界以上乃至超超臨界直流爐和燃油鍋爐酸洗,一句話它適合以Fe3O4為主的運(yùn)行爐酸洗,國(guó)內(nèi)早在二十世紀(jì)八十年代就清洗過(guò)325-350MW的強(qiáng)制循環(huán)運(yùn)行汽包爐,效果滿意。用檸檬酸單銨洗爐防止檸檬酸鐵沉淀問(wèn)題,檸檬酸漂洗也存在這個(gè)問(wèn)題,問(wèn)題也出現(xiàn)在配藥初期,配藥不得法;二是在清洗過(guò)程中Fe3+離子濃度超過(guò)臨界值,或PH值突然升高、降低而引起的,洗爐時(shí)應(yīng)避免這一現(xiàn)象發(fā)生。檸檬酸單胺和氧化鐵垢的反應(yīng),與無(wú)機(jī)酸相似,不同點(diǎn)產(chǎn)物是絡(luò)合物。檸檬酸單銨洗爐時(shí),以清除Fe、Cu垢為主,但也與Ca、Mg垢發(fā)生反應(yīng),但反應(yīng)速度慢而差,對(duì)Si垢就更差了。添加合適的助劑,同樣
51、可以清除Si、Ca、Mg垢。它與Ca、Mg垢反應(yīng)如下: 即:NH4H2CitCaCO3 NH4CaCitH2OCO2 NH4H2CitMg(OH)2NH4MgCit2H2O檸檬酸單銨洗爐除了流速,時(shí)間外,最重要的是Fe離子濃度,Ph值及溫度。4.4檸檬酸性質(zhì)及除垢的基本原理是什么?答:檸檬酸是一種含羥基(COOH)和烴基(OH)白色晶體的有機(jī)酸,分子式:C6H8O7,它的水溶液是三元酸,它的結(jié)構(gòu)式見(jiàn)下邊,其離解隨Ph值升高而增加,電離度與Ph有較大關(guān)系,當(dāng)Ph2時(shí),檸檬酸幾乎不電離;隨著Ph增加,電離度增加;當(dāng)Ph3.5時(shí),20%未電離,71%電離出(H2cit)1,9%是(Hcit)2;當(dāng)P
52、h8.0時(shí),電離出(cit)3即100%電離。單一用檸檬酸洗爐就會(huì)產(chǎn)生檸檬酸鐵沉淀,反應(yīng)方程式如下: Fe2O3H3C3H8O7FeC6H5O73H2O當(dāng)采用檸檬酸單銨洗爐時(shí),氧化鐵垢主要與電離狀況下的酸根陰離子起絡(luò)合作用,反應(yīng)方程如下:FeONH4H2cit NH4FecitH2OFe2O3NH4H2cit FecitH2O2NH4OHFe3O4NH4H2cit NH4FecitFecit2H2O2NH4OH 基于上述反應(yīng)氧化鐵與H3cit是按3:1絡(luò)合的,單一采用檸檬酸洗爐會(huì)產(chǎn)生沉淀,采用檸檬酸單銨洗爐就不會(huì),因?yàn)樯蓹幟仕徜@鐵絡(luò)合物及溶液中有氨離子存在的原因。4.5氧化鐵垢和檸檬酸絡(luò)合重
53、量比對(duì)洗爐垢起什么重要作用?答:這個(gè)絡(luò)合分子比,在清洗基建或運(yùn)行爐時(shí),垢量大小對(duì)選擇分子重量比是極為重要的,溶垢試驗(yàn)已經(jīng)證明,氧化鐵和檸檬酸按分子比1:1,3:2,2:3及1:4進(jìn)行試驗(yàn)絡(luò)合,那么在30%檸檬酸單銨溶液中飽和鐵濃度分別為0.87%, 0.58%,1.3%及1.4%。這就清楚告訴我們選用1:4絡(luò)合最穩(wěn)定,最安全,不必?fù)?dān)心沉淀問(wèn)題。洗基建爐采用前兩個(gè)絡(luò)合比,洗運(yùn)行爐采用后兩種比例,還告訴我們當(dāng)你選1:1時(shí),酸洗過(guò)程中Fe離子濃度在工藝條件下0.87%(8700mg/L),否則會(huì)產(chǎn)生沉淀??刂艶e離子濃度要考慮10% 富裕進(jìn)行控制。4.6檸檬酸單銨洗爐工藝條件是什么?能否添加除硅,除
54、銅助劑?答:檸檬酸:3%4%,對(duì)基建爐垢量不太大2.53.0%,對(duì)含垢量大的運(yùn)行爐300 g/m2,檸檬酸濃度:34.5%,控制Ph:3.54.0,初始Ph:3.03.5流速:0.30.6 m/s溫度:8295,維持恒定溫度。時(shí)間:34h ,6h助劑,可以除硅、除銅助劑4.7如何防止檸檬酸單銨洗爐時(shí)發(fā)生檸檬酸鐵沉淀的問(wèn)題?答:無(wú)論采用檸檬酸漂洗或檸檬酸單銨洗爐,配藥不當(dāng),都會(huì)在清洗初期發(fā)生沉淀問(wèn)題,在清洗過(guò)程中也會(huì)發(fā)生沉淀問(wèn)題。配藥應(yīng)在清洗箱配好后打入爐內(nèi)為好,若采用大循環(huán)配藥一定按檸檬酸和氫氧化銨比例同時(shí)加入,否則就變成單一檸檬酸配藥方式,不可避免地產(chǎn)生Fecit沉淀問(wèn)題,清洗過(guò)程中,F(xiàn)e離
55、子濃度飽和濃度后1小時(shí)就會(huì)發(fā)生沉淀,所以3%檸檬酸單銨溶液中Fe0.80%(8000mg/L),按1:4絡(luò)合比清洗時(shí),4%檸檬酸溶液中Fe1.3%,在檸檬酸0.20.3%漂洗液中,鐵離子濃度不能大于對(duì)應(yīng)的高限值,即400600 mg/L。4.8如果防止檸檬酸鐵沉淀及沉淀發(fā)生后的補(bǔ)救辦法?答:防止沉淀發(fā)生的建議; 維持恒定流速(0.30.5 m/s)和溫度(8298),不允許突然降低清洗溫度; 清洗循環(huán)時(shí)間6h 對(duì)于3%檸檬酸清洗液中總的鐵離子0.8%對(duì)于4%檸檬酸清洗液中總的鐵離子1.3% 不允許向飽和Fe3溶液中添加新檸檬酸; 酸洗后不能用N2頂排酸;一旦沉淀發(fā)生,加氨調(diào)Ph在3.5左右,沉
56、淀消失。酸洗后水沖洗應(yīng)采用含N2H4100mg/L,Ph8.5,50熱的除鹽水進(jìn)行沖洗。4.9檸檬酸單銨洗爐特點(diǎn)是什么?答:清洗條件連接及系統(tǒng)簡(jiǎn)單,工藝控制相對(duì)嚴(yán)格,溫度:82100,流速:0.30.5 m/s檸檬酸清洗液不含cl-離子,適用于含奧氏體鋼設(shè)備系統(tǒng)清洗,不會(huì)發(fā)生晶間腐蝕及晶間應(yīng)力腐蝕破裂。對(duì)金屬腐蝕速率小,使用安全。與Fe3,F(xiàn)e2離子以絡(luò)合為主,有效地防止Fe3離子對(duì)基體金屬的腐蝕,控制不好,易產(chǎn)生Fecit沉淀,一般掌握這門清洗技術(shù)的人不會(huì)發(fā)生。采用檸檬酸單銨方法洗爐很好的解決了沉淀問(wèn)題,它對(duì)Cu、Fe垢溶解的好,對(duì)Si、Ca、Mg垢溶解較差,特別是Si垢,若添加相應(yīng)助劑,則迎刃而解其缺點(diǎn)是廢液處理相對(duì)無(wú)機(jī)酸廢液教
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