淺談?wù)憬瓋|利浦江項目化學清洗HEDP工藝的選擇

鄭軍

摘要：本文著重闡述了目前國內(nèi)較少采用的HEDP清洗工藝，酸洗液添加緩蝕劑等清洗助劑，酸洗溫度：常溫。本工藝最大的優(yōu)勢在于保證酸洗效果的同時，無須熱源、對酸洗溫度沒有特別要求。本文幾個方面對其做了相應(yīng)的分析及論述，同時也提出同類型機組酸洗工藝的一些建議，希望在以后的安裝，尤其是在承接小型無啟動鍋爐等熱源的安裝中，積累一定的方法和經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：酸洗;熱源;方法;HEDP;優(yōu)化

1引言

億利潔能（浦江）東部片區(qū)集中供熱（汽）項目，本工程總體規(guī)劃兩爐一機（2×75t/h循環(huán)流化床鍋爐+1×9MW汽輪發(fā)電機組）。本期工程裝機規(guī)模為一爐一機，外供汽不回收。關(guān)于本機組酸洗工藝選擇，根據(jù)《火力發(fā)電廠鍋爐化學清洗導則》（DL/T 794-2012）、《鍋爐化學清洗》（中國電力出版社）內(nèi)容，結(jié)合億利浦江項目實際情況，經(jīng)綜合對比，計劃采用HEDP清洗工藝，酸洗液添加緩蝕劑等清洗助劑。酸洗溫度：常溫時間：6～8小時;采用亞硝酸鈉鈍化劑，溫度;常溫。本工藝最大的優(yōu)勢在于保證酸洗效果的同時，無須熱源（本項目無啟動鍋爐等輔助熱源）、對酸洗溫度沒有要求，比較適合億利浦江項目實際情況。

2化學清洗范圍及流程：

清洗范圍：

清洗箱→清洗泵→臨時進液母管→省煤器→汽包→水冷壁→水冷壁下降管→臨時回液母管→清洗箱;

清洗工藝選擇、流程：

本工程機組酸洗擬采用HEDP清洗工藝，具體工藝流程如下：

1）水沖洗：沖洗流程：

除鹽水→清洗泵→省煤器/水冷屏→汽包→四周水冷壁→排放

沖洗流量100t/h～150t/h，沖洗終點：出水澄清基本無雜物。

2）酸洗：

◆調(diào)整液位：調(diào)節(jié)臨時閥門，保持清洗箱和鍋筒處于最低水位。

◆加緩蝕劑：在清洗箱中加入已定量的緩蝕劑。

◆加入HEDP：待清洗箱中藥劑充分攪拌均勻后，開啟耐酸泵，將HEDP加入清洗箱中。

◆循環(huán)清洗：加藥完畢后，整個系統(tǒng)清洗6小時左右，拆看監(jiān)視管，當監(jiān)視管完全清洗干凈后，再循環(huán)1小時結(jié)束。

3）水沖洗：酸洗結(jié)束后，酸洗液迅速排空，用除鹽水對系統(tǒng)進行大流量水沖洗，沖洗過程中注意對死區(qū)的沖洗，把各聯(lián)箱疏水門逐次打開進行沖洗，沖洗至出水澄清，出口全鐵≤100mg/L。

4）鈍化：沖洗結(jié)束后，建立系統(tǒng)循環(huán)，加亞硝酸鈉，控制濃度0.3～0.5%，循環(huán)4～5小時后排放。

5）廢液的排放：將化學清洗廢液排入中和池，中和合格后排放。

3HEDP清洗工藝原理

本工程機組酸洗采用的HEDP清洗工藝，羥基亞乙基二膦酸（縮寫HEDP）清洗，是利用其自身的氧化性、酸性和所帶的活性基團的螯合能力，在緩蝕、滲透、吸附的共同作用下，將附著在金屬表面的氧化層、腐蝕產(chǎn)物和沉積物，通過浸潤、剝離、螯合，分散到清洗溶液中，以達到清洗的作用。

1）清洗原理：HEDP表現(xiàn)出弱酸性，1%水溶液被的pH值在2左右，也屬于有機磷阻垢緩蝕劑，在水溶液中能電離成H+和酸根離子，HEDP?的兩個磷酸絡(luò)合基團中的氧原子具有強烈的負電性，能與晶體表面的陽離子產(chǎn)生強烈的靜電吸引作用，能在較寬的pH值范圍內(nèi)和鐵、銅、鋅等多種金屬離子形成穩(wěn)定的整合物、能溶解金屬表面的氧化物，對CaSO4、MgSO3等也有較好的溶解作用，實際上，HEDP酸根離子和鐵等多種金屬離子的反應(yīng)，隨著濃度的不同、反應(yīng)時間的延長，HEDP與Fe3+和Cu2+絡(luò)合物有較高的穩(wěn)定性，在鍋爐酸洗過程中，這對于阻止Fe3+的氧化性腐蝕和Cu2+的再沉積是非常重要的特性。從HEDP絡(luò)合物穩(wěn)定常數(shù)看，更適合對鐵、銅腐蝕產(chǎn)物的清洗。CaCO3溶解試驗表明，在濃度為0.5%～5%，時間2～10h的試驗范圍內(nèi)，HEDP的溶垢能力隨著濃度的增加、溫度的提高和清洗時間的延長而增強，而HEDP殘余濃度卻隨著時間的延長基本不變。這表明，在酸洗初期，H+很快地和CaCO3反應(yīng)，隨著時間的延長，HEDP的螯合作用使CaCO3進一步溶解。因此，HEDP清洗是一種以螯合作用為主、H+作用為輔的共同作用的結(jié)果。

2）結(jié)論：HEDP自身對碳鋼具有的緩蝕性能，化學清洗時對碳鋼設(shè)備造成的侵蝕較小，安全性相對較高，且無須熱源（本項目無啟動鍋爐等輔助熱源，比較適合億利浦江項目實際情況。

4最終化學清洗效果

酸洗前，在汽包內(nèi)兩端各安裝布置一段長度為450mm監(jiān)視管。監(jiān)視管在酸洗過程中完全模擬系統(tǒng)的流動以及化學清洗參數(shù)，所以將腐蝕指示片放在監(jiān)視管內(nèi)，更加真實地體現(xiàn)化學清洗過程中的腐蝕速率。在放置之前，腐蝕指示片經(jīng)過相關(guān)單位的尺寸測量，質(zhì)量稱重等經(jīng)由監(jiān)理、業(yè)主共同見證。

清洗結(jié)束后檢查監(jiān)視管見證清洗效果，指示片無點蝕，無過洗現(xiàn)象;腐蝕速度和腐蝕量符合優(yōu)良要求;監(jiān)視管段管道內(nèi)壁金屬表面應(yīng)清潔、銹垢清洗干凈，無點蝕，無過洗現(xiàn)象，鈍化保護膜完整、均勻、致密，呈鋼灰色。經(jīng)有關(guān)單位檢查驗收，浦江縣浦江東部片區(qū)集中供熱（汽）項目爐本體化學清洗質(zhì)量達到DL/T794-2012《火力發(fā)電廠鍋爐化學清洗導則》的優(yōu)良標準要求，評定為優(yōu)良級。

5經(jīng)濟效益對比分析

1）由于工藝減少了蒸汽加熱升溫要求，酸洗、漂洗、鈍化時間按20個小時考慮，蒸汽量按原復合酸工藝需15噸/小時，蒸汽每噸市場價約200元，此環(huán)節(jié)可可節(jié)省費用約6萬元。

2）減少蒸汽管道、支吊架材料及安裝拆除成本，此薦大約可節(jié)省3000元;

3）節(jié)約時間6-8小時;

從上面的幾項分析結(jié)果看，本酸洗工藝對比傳統(tǒng)酸洗工藝，主要是減少了蒸汽加熱環(huán)節(jié)，從而使成本大大節(jié)約，整體考慮材料、人工等因素，可以節(jié)約費用約6.5萬元左右，尤其在不具備提供加熱熱源的機組，此酸洗方式可大力推廣提倡。

小型鍋爐安裝完成后的化學清洗效果好壞，對機組整體運行質(zhì)量至關(guān)重要。即要考慮現(xiàn)場實際情況，是否有熱源、處理方式、排放情況等，選擇合適的酸洗方案。通過億利浦江項目HEDP酸洗實際實施效果，很好的達到了預期清洗目標，收到了比較好的施工效果和各方好評，進而給我公司以后承接類似機組，積累了一定的實踐經(jīng)驗。