[发明专利]一种用于发电厂锅炉化学清洗的复合钝化剂及钝化方法

说明书

技术领域

本发明属于金属表面用的钝化剂，具体涉及一种用于发电厂锅炉化学清洗的复合钝化剂及钝化方法。

背景技术

近年来，投产的大型火力发电厂中绝大部分为亚临界、超临界和超超临界机组。随着机组参数提高，为获得更加纯净的蒸汽，受热面内壁的清洁度要求也越来越高。化学清洗是使受热内表面清洁、防止受热面因腐蚀和结垢引起事故的必要措施，同时也是提高锅炉热效率、改善机组水汽品质的有效措施之一。

通常采用的清洗工艺中钝化步骤是关系化学清洗质量的重要一环，然而目前广泛使用的电力行业标准《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DL/T794-2001)推荐的化学清洗钝化工艺普遍存在钝化温度高(能耗高)，时间长，甚至一些钝化剂本身为致癌物，环保问题突出；此外对于新建的超临界和超超临界机组，采用磷酸盐、多聚磷酸盐钝化引起的磷酸盐残留无疑会给机组今后安全运行带来隐患，联胺钝化形成的保护膜与超临界及以上机组运行中要生成的三氧化二铁型保护膜差别较大而且钝化时间为24～50小时，温度需达90～95℃；采用丙酮或乙醛钝化的温度同样要高，而且残留的丙酮或乙醛在机组下次点火高温下分解生成的酸性物质对于超临界机组无疑是不可接受的，至于乙二胺四乙酸(EDTA)充氧钝化工艺仅适合乙二胺四乙酸(EDTA)清洗且应用要求比较高，已发生多起机组严重腐蚀的清洗事故，至于《火力发电厂锅炉化学清洗导则》(DL/T794-2001)推荐的过氧化氢钝化方法要求钝化前采用磷酸和多聚磷酸盐的漂洗方法，机组点火启动容易引起酸性腐蚀，对于超临界机组显然不是最佳的钝化方案。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足，提供一种钝化工艺简单、药剂安全无毒，清洗温度低，时间短，节能环保，钝化效果优良且不会对机组点火产生酸性腐蚀危害的用于发电厂锅炉化学清洗的复合钝化剂及钝化方法。

本发明的目的由以下技术方案实现：

本发明用于发电厂锅炉化学清洗的复合钝化剂，主要由以下质量百分比的组分组成：

乙二胺四乙酸(EDTA)0.010％～0.025％，磷酸三钠0.01～0.02％，过氧化氢0.2％～0.5％，亚硝酸钠0～0.01％，化学纯或分析纯氨水适量调节溶液pH值9.2～9.6，余量为水。

本发明采用上述复合钝化剂用于发电厂锅炉化学清洗的钝化方法，包括以下步骤：

(1)漂洗，酸洗后，在锅炉清洗系统中采用浓度为0.1％～0.2％的柠檬酸溶液，加化学纯或分析纯的氨水调节pH值3.5～3.8配成漂洗液进行漂洗，漂洗液温度维持50℃～60℃，漂洗时间1～2小时左右，漂洗后期应控制漂洗液全铁含量小于300mg/L，氯离子浓度小于50mg/L；

(2)钝化，按照上述设定的组分配制复合钝化剂，加入锅炉清洗系统中，钝化温度控制在40～55℃，钝化时间4～6小时；

(3)排液，钝化结束后迅速排尽系统所有钝化液，完成清洗。

锅炉清洗后割管检查：金属表面干净光滑无镀铜，形成银灰色钝化膜，钝化效果优良。

复合钝化剂的作用机理：

H₂O₂是一种强氧化剂，在碱性溶液中与(钝化时pH：9～10)钢铁的氧化过程，是比较复杂的，一般认为是一种电化学过程。

铁在微阳极上溶解：

Fe→Fe²⁺+2e

然后Fe“继续氧化成氢氧化物：一1

Fe²⁺+OH^-+1/2O₂→FeOOH

形成的氢氧化物又在微阴极上还原：

FeOOH+e→HFeO₂^-

接着发生脱水反应：

2FeOOH+HFeO₂^-→Fe₃O₄+OH^-+H₂O

此外还会发生氢氧化亚铁的氧化反应：

3Fe(OH)₂+O→Fe₃O₄+3H₂O

可以看出，氧化反应的速率决定了氧化剂氧化二价铁的能力，影响反应速率的因素有：适当控制氧化荆的添加量不仅可以加快氧化后的反应速率，而且可以得到致密、牢固的氧化膜；适当提高钝化液的温度可以加快氧化速率。