协调EDTA清洗工艺在锅炉清洗中的应用

电力18讯：    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。这些杂质如果在锅炉会产生严重危害，如锅炉启动时，汽水品质特别是含硅量不容易合格，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，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5～7g/.h 清洗效果一般 清洗效果好，钢灰色钝化膜，腐蚀速率在1～2g/.h
安全因素 1.容易发生酸灼伤，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4000～5000T，工业水2000T 除盐水4000～5000T，工业水2000T 除盐水800～1000T，工业水1000T
热源 启动锅炉或邻炉来汽，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
  2.1 EDTA浓度的确定
EDTA浓度的选择是协调EDTA洗炉技术的关键，如果浓度选择不当，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。实践证明，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5.5～8.0时，以H2Y2-、HY3-形式存在，此时对铁离子的络合能力强；当PH值在8.0～9.0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5.5～9.0。
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20
～80℃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