1、协调 EDTA 清洗工艺在锅炉清洗中的应用来源：中国发电网 作者：标签 :作者 发布日期：2007-12-18 23:49:33 (阅 8 次)关键词: 2 0 引言新建锅炉在制造、储运和安装过程中，不可避免的会形成氧化皮、腐蚀产物和焊渣，并且会带入砂子、尘土、水泥和保温材料碎渣等含硅杂质。管道在加工成型时，有时使用含硅、铜的冷热润滑剂（如石英砂、硫酸铜等），或者在弯管处灌砂，也都可能是管内残留含硅、铜的杂质。此外，设备在出厂时还可能涂覆有油脂的防腐剂。这些杂质假如在锅炉会产生严重危害，如锅炉启动时，汽水品质非凡是含硅量不轻易合格，影响机组的启动时间；防碍炉管管壁的传热，造成炉管过热和损坏；在
2、炉内形成碎片或沉渣，堵塞炉管，破坏汽水的正常流动工况；加速受热面沉积物的累积，使介质浓缩腐蚀加剧，导致炉管变薄、穿孔和爆破。所以锅炉在投运前都必须进行化学清洗。锅炉投入运行以后，即使有完善的补给水处理工艺和合理的锅内水工况，仍然不可避免地会有杂质进入给水系统，热力系统也会遭受腐蚀。如不进行化学清洗除掉这些污染物，将会在受热面形成水垢，影响炉管的传热和水汽流动特性，加速介质浓缩腐蚀和炉管的损坏，恶化蒸汽品质，危害机组的正常运行。因此，锅炉运行一定时间以后，必须进行化学清洗。1 清洗剂的选择目前常用的化学清洗剂主要是无机酸和有机酸，如盐酸、氢氟酸、柠檬酸、EDTA 等。氢氟酸主要是用作清洗硅酸盐垢
3、，在新建锅炉启动前，主要是为了除去锅炉在制造过程中形成的高温氧化皮以及在存放、运输、安装过程中所产生的腐蚀产物、油污、焊渣和泥沙等污染物，因此常用盐酸、柠檬酸、EDTA 作清洗剂时的比较如下表：三种清洗介质清洗工艺的比较介质盐酸柠檬酸 EDTA适用范围仅适用于 20G 钢，炉前系统不能用盐酸清洗，奥氏体钢材阀门需隔离适用于各种材质的热力设备适用于各种材质的热力设备清洗工艺碱洗水冲洗酸洗水冲洗漂洗钝洗废液处理水冲洗酸洗水冲洗漂洗钝洗废液处理水冲洗清洗钝洗废液回收清洗效果清洗效果好，金属表面清洗干净，钝化膜较好，腐蚀速率在 57g/.h 清洗效果一般清洗效果好，钢灰色钝化膜，腐蚀速率在 12g/
4、.h安全因素 1.轻易发生酸灼伤，工作现场条件差，环境差，环境恶劣：2. 泵管路焊口易漏泄，带酸补焊时易发生爆炸 1.人身，设备较安全；2.工作现场条件好 1.人身，设备安全；2. 工作现场条件好清洗时间及工时 6 8 天 1400 工时 8 天 800 工时 3 天 600 工时临时系统临时系统管路长，管径大，与锅炉底部联接口多，钢材用量大临时系统管路长，管径大，与锅炉底部联接口多，钢材用量大系统简单，与正式系统接口少，钢材用量少用水量除盐水 40005000T，工业水 2000T 除盐水 40005000T，工业水 2000T 除盐水8001000T，工业水 1000T热源启动锅炉或邻炉来
5、汽，加热温度底、时间长启动锅炉或邻炉来汽，加热温度较高、时间长点火升温，或邻炉蒸汽加热，温度高，时间短EDTA 洗炉工艺能使流程简单，因 EDTA 清洗时，Y4-与铁离子的络合过程，不产生颗粒物质的剥离和氢气，所以它不需要很高的流速对金属表面冲刷和扰动，而只需要在清洗过程中药液混合均匀，它对清洗的流速条件要求较低。因此选用 EDTA 清洗有明显的优势。2 清洗工艺条件的确定2.1EDTA 浓度的确定EDTA 浓度的选择是协调 EDTA 洗炉技术的要害，假如浓度选择不当，将会直接影响清洗和钝化效果。EDTA 浓度一般都是按管样垢量的多少进行理论计算，然后加上维持洗炉液最低残留浓度值 1.5，但由
6、于管样的代表性较差，很难符合实际清洗工况，必须进行多方面验证。可先理论计算，再用经验核算，最后小型试验确定。实践证实，此法可消除理论计算偏差。2.2 清洗 pH 值的选择EDTA 在不同 pH 值的情况下，主要以 H4Y，H3Y-，H2Y2-，HY3-，Y4-存在于溶液中，当 PH 值在 5.58.0 时，以 H2Y2-、HY3- 形式存在，此时对铁离子的络合能力强；当 PH值在 8.09.0 时，以 HY3-、Y4-形式存在，此时溶液的钝化效果最好。因此，协调 EDTA洗炉的 pH 值控制范围是 5.59.0。2.3 清洗温度的选择EDTA 常温下与氧化铁的络合速度缓慢，温度越高，EDTA
7、与铁的络合速度越快，然而大多数缓蚀剂的缓蚀效率是随着温度的升高而降低，因此要获得理想的洗炉效果，必须选择合适的温度，获得最佳清洗效果的温度、EDTA 的分解温度。如左图所示，在较低温度范围内，缓蚀剂的缓蚀效果较好。例如苯甲酸钠在 2080的水溶液中,对碳钢腐蚀有较好的缓蚀作用，但在沸腾的水中，苯甲酸钠已不能防止碳钢的腐蚀了。这是因为苯甲酸钠的作用必须有溶解氧存在，而沸水中溶解氧量很少，会影响苯甲酸的缓蚀作用；此外沸腾水中气泡可能破坏铁与苯甲酸钠生成的保护膜。由于随着温度的升高，缓蚀剂的吸附性能下降，因而使金属腐蚀加速。所以当温度升高时，缓蚀率却明显下降。因此在进行清洗时，可是锅炉点火，维持清洗
8、温度在 110135。这样既为了加热，又维持了热力循环。温度高于 150时 EDTA 会分解。2.4 缓蚀剂的选择由于 EDTA 清洗温度高，清洗液的 pH 变化范围大，普通缓蚀剂不能满足要求，传统使用含有 MBT 的复合配方的缓蚀剂，但实践证实该缓蚀剂具有很多缺点，如不易溶解，必须先溶于浓的 NaOH，导致配药步骤繁琐，延长了配药时间；清洗结束后，割管检查发现，管壁上附着有少量黄色晶体；上药过程中有固体析出，易在配药箱中沉积；在清洗液的温度小于 120时，清洗液呈浑浊状态。通过实践证实，选择咪唑啉类的阴极型缓蚀剂效果比较理想，咪唑啉外观为棕黑色粘稠液，不溶于水，易溶于乙醇、丙酮中。如 TPR
9、I6 型缓蚀剂是用咪唑啉和其它组分复配而成的缓蚀剂。由于咪唑啉带有共用电子对，对金属表面有强烈的吸附作用，生成致密的保护膜。只要在清洗介质中加入少量的 TPRI-6 型缓蚀剂就能使金属得到保护。另外，复合配方的有机缓蚀剂 XJ-225、乌洛托品、YHH-1、Lan826、CM-991 等用作 EDTA 清洗时均是不错的配方。2.5 清洗时间清洗时间过长，可能会在金属表面有明显的金属粗晶析出，有二次浮锈现象，保护膜不均匀，增加对锅炉金属表面的腐蚀，也就是常说的“过洗” ；清洗时间过短，则清洗系统中的沉积物不轻易洗净，达不到预期的清洗效果。因此应对清洗时间严格控制，及时对清洗液进行化学监督，直到清
10、洗液中含铁量不再明显增加，监视管段中的样垢已被洗净。2.6 清洗流速清洗流速不宜过大或过小。清洗流速过大，虽然可以使沉积物溶解速度加快，但缓蚀剂的缓蚀性能随着流速上升而降低；同时清洗剂中的各种杂质（例如 Fe3 ）扩散速度加快，从而也会使腐蚀速度加快。清洗流速过小，则不能保证清洗液在清洗系统的各个部分均匀流动，也会影响清洗效果；还可能在某些清洗部位产生清洗产物堆积或“气塞” 现象，不仅不能有效的清洗这些部位，而且清洗后的废夜也难以冲洗干净。3.清洗结果在豫联巩义电厂的 1#2#锅炉、荥阳煤矸石电厂 1#2#锅炉、宜阳虹光电厂 1#2#3#4#的清洗中，均取得很好的效果，割管检查被清洗金属表面清
11、洁,无残留氧化物，无明显粗晶粒析出和点蚀,并形成保护膜;腐蚀指示片平均腐蚀速率均不到 0.5g/m2h；腐蚀指示片平均腐蚀总量不到 5g/m2（远远小于国标 80g/(m2.h)和 80g/m2）。除垢率达到 95 以上。4.优点4.1 协调 EDTA 具有清洗系统简单、清洗操作安全可靠等优点，有效地避免人身及设备的安全。清洗工期短，可以大大地缩短了清洗时间，加快工程进度。最重要的是清洗以氧化铁垢时效果优良，适用范围广，可用于各种材质的设备的清洗。4.2 由于协调 EDTA 时，清洗钝化一步到位，不需要再水冲洗、漂洗、钝化等过程，因此不但缩短了清洗时间，而且除盐水的用量只是平常的 3050，大
12、大节省水资源。4.3EDTA 可以回收再利用，回收率可达 70 以上。可以采用直接硫酸法回收：1kgEDTA 需加 3.6kg98H2SO4，回收时控制批 pH 小于 0.2，即将 EDTA 废液排入溶液箱，边加硫酸边搅边，然后沉淀、洗涤五次，过滤后再洗涤。另一种是采用 NaOH 碱法回收。1kgEDTA 需加 30NaOH1kg，回收时控制 pH 大于 12，用泵循环搅拌或压缩空气搅拌，并加入助剂，继续搅拌 24h,静止 10 天后检查，Fe （OH） 3 沉淀完全，溶液透明，呈棕红色，清洗液中 EDTA 浓度为 4.0，残余铁离子为 3mg/L。回收率在 75 以上，与 H4Y 混合后直接
13、使用，该法排放少，污染小。5不足5.1 用 EDTA 清洗液对硅酸垢起不到作用，因此还应有洗硅措施。5.2 不适合以钙镁水垢为主的设备清洗。当垢物中氧化铁低于 40 时，清洗效果会明显下降。5.3EDTA 价格昂贵，一般情况下采取回收措施。回收可采用硫酸和盐酸。使用硫酸回收时，由于存在难溶硫酸盐存在的问题，会影响回收药剂的质量问题；采用盐酸回收时，则药剂中可能存在较多量的氯离子，需要对药剂进行多次水洗，以提高回收药剂的纯度。实践证实由于回收过程繁琐，回收还要消耗大量化学药剂，回收药剂质量不高，对下一次清洗效果及差，这样不但达不到节省资金的目的，相反还加大了开支，因此实践中通常不进行回收，清洗直接将废液通过泵和管道喷洒到煤场，废液中的 EDTA 随煤进入锅炉焚烧。EDTA 的元素组成是碳、氢、氧、氮，其燃烧产物是二氧化碳、氮氧化物和水，通过烟囱排入大气后不会对大气环境造成不良影响。6展望在荷兰、意大利等国家，正在兴起 EDTA 低温清洗工艺，对于垢量在 100g/-300g/新建锅炉，清洗浓度 4-8,可选用混合缓蚀剂，清洗液 PH 值为 55.5，温度在 80-95，清洗时间为 815 小时。温度降低，对相关设备及其它系统的要求放宽，节省能源。实践证实，该清洗工艺清洗效果理想。
