[发明专利]一种提高化学清洗钝化效果的方法及装置

说明书

本发明提供了一种提高化学清洗钝化效果的方法及装置。该装置包括：锅炉清洗系统；设置于与锅炉清洗系统的化学清洗箱进液口连接的除盐水输送管路中的第一氮气加入设备，第一氮气加入设备与氮气供给源连接；设置于锅炉清洗系统的化学清洗箱中的第一布水器，第一布水器与化学清洗箱的进液口连接，第一布水器为出口横截面大入口横截面小的喇叭状布水器。该方法包括：在化学清洗钝化过程中，在进行水冲洗步骤时，向除盐水输送管路中的带压除盐水中充入第一带压氮气，形成第一除盐水与氮气混合物；第一除盐水与氮气混合物经过第一布水器扩容后进入化学清洗箱，实现气液分离以及除盐水除氧；化学清洗箱中的除盐水经清洗泵输送至锅炉设备进行水冲洗。

技术领域

本发明涉及一种提高化学清洗钝化效果的方法及装置，属于化学清洗技术领域。

背景技术

电站锅炉化学清是使锅炉受热面的内表面清洁、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。锅炉的化学清洗，就是用某些药品的水溶液清除系统内的腐蚀产物和水垢，并使金属表面形成良好的防腐保护膜。化学清洗过程一般包括碱洗、酸洗、水冲洗和漂洗、钝化四个工艺过程。

锅炉酸洗后需进行水冲洗。水冲洗通常采用除盐水直接顶排酸液冲洗的方式，少数采用氮气顶排酸洗液后除盐水冲洗的方式。根据炉型不同一般需要锅炉清洗水体积大约4-9倍(经验值，汽包炉冲洗水总量比直流炉更大)的除盐水量才能冲洗合格(需要铁含量小于50mg/L，pH值大于4)。冲洗水中一般含有溶解氧气，与裸露的金属活性表面迅速反应形成二次锈。特别是很多电厂受到除盐水补水量的限制，酸洗后的水冲洗除盐水不能满足冲洗水流量的要求，导致冲洗时间更长，甚至pH合格但是铁不合格从而导致大量二次锈产生。

当锅炉水冲洗完成后，对锅炉进行漂洗，漂洗是用低浓度的酸(一般用柠檬酸)对电站锅炉酸洗水冲洗后的一种清洗行为，漂洗的目的为去除锅炉金属机体水侧受热面(指锅炉水冷壁管和省煤器管水侧表面)的二次锈，阻止新的二次锈的形成(二次锈会影响钝化工艺形成钝化膜完整性及致密性，从而影响锅炉的启动水质，形成受热面腐蚀，甚至造成爆管事故)。在漂洗过程中如果漂洗液铁离子浓度过高也会影响钝化效果，因为清洗的钝化工艺是在碱性环境下进行的，在这种情况下铁过高会形成氢氧化铁絮状沉淀，氢氧化铁会在受热面上形成挂壁，造成钝化不致密不完整，钝化膜一般会出现发黄或条状痕迹，所以漂洗过程中还需控制铁含量。

在实际应用中，如果冲洗时间过长(在实际应用中一般冲洗超过4个小时或水量到达四个锅炉水容积时就会产生明显的二次锈了)，即使有漂洗也无法完全洗掉二次锈。

钝化工艺也是锅炉化学清洗的收尾工作。锅炉受热面经酸洗处理后，一方面获得了清洁的表面，一方面裸露金属表面变得十分活跃，必须进行钝化处理。钝化工艺就是在锅炉酸洗后，在水冲洗末期或漂洗末期加入某种药液，使金属机体表面形成均匀质密的保护性膜层，并为机组投运后形成更致密的四氧化三铁膜层打下基础。钝化效果不但取决于锅炉酸洗效果，锅炉酸洗后的水冲洗和漂洗也对钝化效果有重要的影响。受二次锈影响，钝化膜表面会出现发黄、有条纹状偏红色锈蚀，造成钝化效果不好。

为了解决冲洗液中溶氧的问题，个别酸洗厂家在冲洗液中采取添加化学助剂的方法去除溶解氧，但受制于助剂反应条件及环保要求，去除溶解氧的效果较差。

目前添加化学助剂的方法主要有两种：一是设法降低冲洗液氧化还原电位；二是提高冲洗液pH值，使Fe-H₂O体系脱离腐蚀电位区域。