低压锅炉化学清洗规则.doc

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低压锅炉化学清洗规则

第一章总则

第1条为防止因化学清洗不当而危及锅炉安全运行，保证锅炉化学清洗安全可靠，提高清洗效果，特制订本规则。

第2条本规则适用于额定出口蒸汽压力小于等于2.45MPa（25kgf/cm2）的固定式蒸汽锅炉和承压热水锅炉的化学清洗。

第3条锅炉的化学清洗包括碱煮和酸洗两种类型。

清洗可分浸泡、循环清洗以及浸泡与循环清洗两者结合的方式。

第4条锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不得以化学清洗代替或放松经常性和有效的水处理工作。

每台锅炉酸洗时间间隔不宜少于二年。

第5条锅炉化学清洗专业单位必须获得省级以上（含省级）劳动部门锅炉压力容器安全监察机构的资格认可。

锅炉化学清洗专业单位应具备下列条件：

1.有健全的组织机构，并获得法人资格；

2.有与所承担的化学清洗工作相适应的专业技术人员；

承担清洗C级锅炉的清洗单位至少应有一名中级技术人员和两名初级技术人员。

获得C级锅炉清洗资格的单位，可以承担C级以下锅炉的化学清洗。

承担清洗D级及其以下级别锅炉的清洗单位至少应有一名中级技术人员或两名初级技术人员。

3.清洗操作和化验人员应经地市级以上（含地市级）锅炉压力容器安全监察机构同意。

4.具有齐全和安全可靠的清洗设备和分析手段。

5.具有完善的管理制度，并制订安全操作规程。

符合上述条件的单位，经当地劳动部门批准后可自行酸洗锅炉。

仅实施碱煮的单位不需进行资格认可。

第6条锅炉化学清洗前，化学清洗单位必须制订清洗方案，并经技术负责人批准，报锅炉所在地的地、市级劳动部门锅炉压力容器安全监察机构备案后实施。

第7条锅炉压力容器安全监察机构应按本规则对清洗单位的资格和清洗质量进行检查和监督。

第二章化学清洗条件和准备工作

第8条锅炉符合下列情况之一时，方可进行化学清洗：

1.锅炉受热面被水垢覆盖80%以上并且平均水垢厚度达到或超过下列数值：

对于无过热器的锅炉：

1mm

对于有过热器的锅炉：

0.5mm

对于热水锅炉：

1mm

2.锅炉受热面有明显的油污或铁锈。

第9条清洗前，应对锅炉内外部进行详细检查，以便确定清洗方式和制订安全措施。

如锅炉有泄漏和堵塞，应采取有效措施预先处理。

第10条清洗前必须确定水垢类别。

应在锅炉不同部位取有代表性水垢样品进行分析。

水垢类别鉴别方法见附录一。

第11条清洗前必须设计清洗系统并计算化学清洗剂用量。

第12条清洗前应做好设备、材料、安全用品和其它物品的准备。

第三章化学清洗系统

第13条化学清洗单位应根据锅炉结构（特别是水循环系统和水容积），锅炉房条件、环境、清洗任务、清洗介质、清洗方式等具体情况设计化学清洗系统。

第14条清洗系统设计的基本原则如下：

1.“碱煮”和浸泡不需要循环系统；

2.强制循环的热水锅炉必须采用循环清洗；

3.各类炉型循环清洗系统如图1、2、3所示。

清洗液可从锅炉上部或下部进入。

第15条清洗循环系统由清洗液箱、清洗泵、临时清洗管道和锅炉的清洗回路组成，并应符合下列要求；

1.清洗液箱应有足够的容积，保证清洗液畅通，并能顺利地排出沉渣；

2.清洗泵应耐腐蚀，泵的出力应能保证清洗所需的清洗液流速和扬程。

3.清洗泵入口或清洗液箱出口应装滤网。

滤网孔径应小于5mm，且应有足够的流通面积；

4.清洗液的进管和回管应有足够的截面积，以保证清洗液的流量；

5.锅炉顶部及封闭式清洗液箱顶部应设排气管。

排气管应引至安全地点，且应有足够的流通面积；

6.锅炉下降管应装设节流装置；

7.清洗系统内的阀门应灵活、严密、耐腐蚀。

含有铜部件的阀门、计量仪表管应在酸洗前拆除、封堵或更换成涂有防腐涂料的管道附件。

与锅炉清洗无关的管道应予堵塞；

8.清洗系统中应有采样点；

9.必要时可装设喷射注酸装置和蒸汽加热装置；

10.省煤器的清洗应与锅炉分开进行。

第16条清洗系统应严密不漏。

系统安装完毕后应清理系统内的砂石、焊渣和其它杂物。

第四章清洗剂和缓蚀剂的选择

第17条锅炉“碱煮”时，一般采用由氢氧化钠、碳酸钠和磷酸三钠等组成的清洗剂。

必要时可在配方中加入表面活性剂。

第18条锅炉酸洗时，酸洗剂按水垢类别选择如下：

1.对碳酸盐水垢，一般采用盐酸清洗。

2.对硅酸盐水垢，可采用氢氟酸或在盐酸中加入氟化物清洗。

3.对硫酸盐水垢或硫酸盐和硅酸盐混合水垢，可预先“碱煮”，然后采用盐酸或盐酸中加入氟化物清洗。

第19条锅炉酸洗时，若清洗液中Fe3+含量达到500mg/l，则应在酸洗剂中加入适量亚硫酸钠、氯化亚锡或次亚磷酸等强还原剂。

添加数量可按化学反应式计算或按预先进行的小型试验确定。

第20条缓蚀剂应根据预先进行的缓蚀剂效率的测定结果来选择，测定方法见附录二。

缓蚀剂的缓蚀效率应达到98%以上，并且不发生点蚀。

在选择缓蚀剂时，还应考虑缓蚀剂的毒性、臭味和水溶性等。

第21条在使用缓蚀剂前应仔细检查并按包装或批号进行缓蚀剂效率测定，与锅炉清洗有关的其它药剂也应检查。

第五章化学清洗工艺

第22条新炉碱煮工艺应按TJ231（六）《机械设备安装工程施工及验收规范》第六册中有关工业锅炉安装的条文执行。

煮炉方法见附录三。

第23条在用锅炉酸洗包括碱煮、水冲洗、酸洗、水顶酸或漂洗和钝化各阶段。

碱煮和漂洗可视具体情况免做。

第24条化学清洗前，要用高速水流冲洗锅炉内部，然后清除沉渣和污物。

第25条在用锅炉的碱煮要求如下：

1.将0.3～0.5%的氢氧化钠和0.5～1%的磷酸三钠的混合液加入锅炉内。

2.锅炉缓慢升压，一般在24小时内使锅炉压力升至额定压力的50%，并维持24～48小时。

结垢严重时，碱煮时间还可适当延长。

3.碱煮结束后应放尽碱液，并用水冲洗直至出口水PH值小于0。

第26条锅炉酸洗要求如下：

1.酸洗液的浓度：

盐酸4～8%，最高不超过10%；

氢氟酸1～2%，若与盐酸配用取1%；

氟化物0.5%（与盐酸配用）。

酸洗液中必须加入缓蚀剂，其浓度根据试验结果确定。

2.酸洗液温度不应超过60℃，酸液加热方法可采用锅外加热法或锅内加热法，见附录四。

不得用炉膛明火直接加热酸液。

3.从注酸到排酸的整个酸洗时间一般应不超过2小时。

在酸洗过程中，两次盐酸浓度分析结果的差值小于0.2%，即可结束循环酸洗。

4.浸泡酸洗时，将配制好的酸液加入锅炉内，根据水垢溶解情况浸泡一段时间后排出酸液。

为提高清洗效率，酸液可在锅炉体外预先加热到50℃～60℃后再加入锅炉。

不得向锅炉内直接注入浓酸。

5.循环清洗时，锅炉管内酸液流速一般控制在0.05～0.5m/s范围内，最高不大于1m/s。

第27条锅炉漂洗要求如下：

一般采用浓度为0.1～0.3%的柠檬酸溶液，加氨水调整PH值至3.5～4后进行漂洗。

溶液温度维持在75℃～90℃，循坏2小时左右。

第28条酸洗后必须进行钝化处理。

为保证钝化膜质量，酸洗结束后应用清水迅速将废液顶出或采用漂洗步骤。

采用水顶酸时，排出液的PH值应在4～4.5范围内。

第29钝化要求如下：

钝化液为1～2%磷酸三钠溶液，用氢氧化钠调PH值至10～11，在80℃～90℃下钝化8小时以上。

钝化后应清除锅内沉渣、污物。

第30条锅炉酸洗后，若不能立即投入运行，应采取防锈蚀措施。

第六章清洗过程的化学监督

第31条化学清洗过程中应定时对清洗液进行分析。

分析方法见附录五。

分析项目一般如下：

1.碱煮过程：

每隔2小时测定碱煮溶液的磷酸三钠，氢氧化钠浓度和PH值。

2.酸洗过程：

每隔30分钟测定酸浓度和Fe3+浓度。

3.水顶酸过程：

每隔10分钟测定出口水PH值。

4.漂洗过程：

每隔30分钟测定一次漂洗液的酸浓度、PH值和含铁量。

5.钝化过程：

每隔2小时测定磷酸三钠浓度和PH值。

第32条酸洗开始时，应在酸箱和锅内分别放入腐蚀试片（锅内尽量挂两片）。

酸洗结束后，取出并处理腐蚀试片，计算金属腐蚀速度。

试片的制作和处理方法见附录六。

金属腐蚀速度（A）计算方法如下：

式中：

W—酸洗前腐蚀试片的重量，g；

W1—酸洗后腐蚀试片的重量，g；

T——酸洗总时间，h；

F——试片的总面积，m2

第七章化学清洗结果的评定

第33条除垢率应符合以下规定：

1.清洗碳酸盐水垢时，除垢面积应达到原水垢覆盖面积的80%以上。

2.清洗硅酸盐或硫酸盐水垢时，除垢面积应达到原水垢覆盖面积的60%以上。

第34条用腐蚀试片测量的金属腐蚀速度的平均值应在10g/m2·h以下。

第35条锅炉清洗表面应清洁并形成良好的钝化膜。

第36条化学清洗单位应做到资料齐全，记录清楚完整、数据准确，并出具竣工验收报告。

竣工验收报告经甲、乙双方验收合格。

第八章废液处理

第37条锅炉化学清洗废液的排放应符合GB8978—88《污水综合排放标准》的有关规定。

不符合排放标准的废液应预先处理后才能排放。

第九章安全措施

第38条锅炉化学清洗前，工作人员必须熟悉清洗的安全操作规程、所使用的各种药剂的特性及急救方法，并做好自身的防护。

第39条清洗现场应具备消防设备、安全灯、充足的照明、冲洗水源、急救药品和劳保用品。

在清洗时严禁烟火。

第40条搬运浓酸、碱时，应使用专用工具。

附录一水垢类别鉴别方法

水垢类别

颜色

鉴别方法

碳酸盐水垢

CaCO2+Mg（OH）2占50%以上

白色

在5%盐酸溶液中，大部分可溶解，反应生成大量气泡，反应结束后，溶液中不溶物很少。

硫酸盐水垢

CaSO4+MgSO4占50%以上

黄白色或白色

在盐酸溶液中很少产生气泡，溶解很少，加入10%氯化钡溶液后，生成大量白色沉淀物（硫酸钡）

硅酸盐水垢

SiO2占20%以上

灰白色

在盐酸中不溶解，加热后其他成份部分地缓慢溶解，有透明状沙粒沉积，而加入1%氢氟酸或氟化钠可有效溶解。

铁垢

以铁氧化合物为主，杂有其它盐类

综褐色

加稀盐酸可溶解，溶液呈黄色。

油垢

含油5%以上

黑色

将垢样碾碎，加入乙醚后，溶液呈黄绿色。

附录二

缓蚀剂缓蚀效率的测定

一、概述

将腐蚀试片置于缓蚀盐酸溶液中，测定其金属腐蚀速度。

二、仪器及药品

1.腐蚀试片

为清除加工应力，在高温炉中进行500℃热处理2小时，冷却后取出，酸洗（加有缓蚀剂）去氧化皮后备用。

2.烧杯，500ml；

3.水砂纸，320#；

4.恒温水浴；

5.量筒，100～200ml；

6.游标卡尺；

7.分析天平（万分之一）；

8.温度计，0～100℃；

9.盐酸（分析纯）；

10.丙酮（化学纯）；

11.无水乙醇（化学纯）；

12.氢氧化钠（化学纯）；

13.酚酞

三、测定步骤

先将试片用320#水砂纸在平面玻璃板上前后方向研磨，然后用丙酮浸泡去掉油垢。

用纱布擦干后放入无水乙醇中浸泡1～2分钟后擦干，放入干燥器中1小时后将试片称重备用。

取盐酸（分析纯）用蒸馏水配成7%溶液（用NaOH标准溶液标定，浓度误差不应超过±0.1%），取其400ml注入500ml烧杯中，加入一定量缓蚀剂搅匀。

在恒温水浴上恒温至55±1℃时，将三个已知重量的腐蚀试片分别用塑料线串过试片小孔，悬挂于烧杯中，试片应全部被盐酸浸泡，并与液面保持20～50mm。

试片在酸液中放置的距离应相等。

在此温度下，恒温保持3小时取出，立即用清水冲洗擦干，放入无水乙醇中浸泡1～3分钟，取出用纱布擦干后放入干燥器中1小时后称重。

于同样浓度的盐酸中，在不加缓蚀剂的相同条件下，以另一组同样试片同时作同样处理，进行空白试验。

四、计算

式中：

W——盐酸浸泡前试片重量，g；

W1——盐酸浸泡后试片重量，g；

S——试片与酸液接触的总面积，m2；

Vo——未加缓蚀剂的腐蚀速度，g/m2·h；

V1——未入缓蚀剂的腐蚀速度，g/m2·h；

3——试片在酸液中浸泡的时间，h。

注，分别计算三片试片的腐蚀速度，取其中两片数值相近的平均值，计算其缓蚀效率。

附录三

新安装锅炉的煮炉

一、煮炉时的加药量应符合锅炉安装和使用说明书的规定，无规定时应符合下表要求：

煮炉时的加药量

药品名称

每m3水加药量（kg）

铁锈较薄

铁锈较厚

氢氧化钠（NaOH）

磷酸三钠（Na3PO4·12H2O）

2~3

2~3

3~4

2~3

注：

1、药品按100%的纯度计算；

2、无磷酸三钠时，可用碳酸钠代替，用量为磷酸三钠的1.5倍；

3、单独使用碳酸钠煮炉，其数量为每m3水6kg。

二、药品应溶解成溶液后加入锅炉内，配制和加入药液时应注意安全。

三、加药时，炉水应在低水位。

煮炉时，水位应保持在最高水位，但药液不应进入过热器内。

四、煮炉时间一般应为2～3天。

煮炉的最后24小时宜使压力保持在额定工作压力的75%左右，如在较低的压力下煮炉，则应适当地延长煮炉时间。

五、煮炉期间，应定期从锅筒和水冷壁下集箱取样分析，当炉水碱度低于45mmol/1时，应补充加药。

六、煮炉结束后，应交替或持续排污、上水，直到水质达到标准。

然后停炉排水，冲洗锅炉内部和曾与药液接触过的阀门，清除锅筒、集箱内的沉积物，检查排污阀有无堵塞。

七、煮炉后锅筒和集箱内壁应无油垢和铁锈。

附录四

酸液加热方法

一、锅外加热方法：

用蒸汽加热器或电加热器将酸箱内的酸液加热到规定的温度。

二、锅内加热法：

在投酸前将锅水加热到70℃左右，然后将炉火彻底熄灭，待锅水温度降至60℃时，严密封闭炉门及尾部烟道出口，以防热量散失。

附录五

清洗过程化学监督分析方法

一、药品纯度分析

（一）浓盐酸

1.原理：

盐酸是氯化氢的水溶液，呈强酸性，能与碱发生中和反应，即：

H++OH-=H2O

因此可用酚酞或甲基橙为指示剂，以标准碱溶液进行滴定分析。

2.测定方法：

准确取10ml盐酸，稀释至1000ml（用1000ml容量瓶），用吸液管吸取稀释液100ml于三角瓶中，加入2～3滴甲基橙指示剂，用0。

1000MNaOH标准溶液滴至终点（橙黄色），记下消耗苛性纳溶液毫升数（a）.

3.计算：

式中：

a——滴定消耗标准碱溶液体积，ml；

36.5——氯化氢分子量。

（二）液体苛性纳（NaOH）

1.原理：

液体苛性钠是氢氧化钠（NaOH）水溶液，呈强碱性。

它的含量可用容量分析法，以标准酸溶液（H2SO4）进行滴定。

即：

2NaOH+H2SO4=NaSO4+2H2O

2.测定方法：

准确取液体碱10ml

，放入1000ml容量瓶中，稀释至刻度线，再用吸液管吸取稀释液100ml于三角瓶中，加入2滴酚酞指示剂（此时呈红色），用0.05MH2SO4标准溶液滴定至终点（即红色刚刚消失），记下消耗硫酸溶液毫升数（a）.

3.计算：

式中：

a——滴定消耗标准酸溶液体积，ml；

40——氢氧化钠分子量。

（三）固体荷性纳

1.原理：

固体苛性钠溶于水中即为液体苛性纳，因为它与前面液体苛性钠的成分分析方法相同。

但固体苛性钠在空气中易吸水和二氧化碳产生Na2CO3，故用H2SO4溶液滴定时有以下反应：

酚酞指示剂：

甲基橙指示剂：

2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2

所以用双指示剂分析法经扣除Na2CO3后才得NaOH含量。

2.测定方法：

迅速称取已除去表面层的固体苛性钠试样4g，溶于煮沸后冷却的蒸馏水，溶解时可在烧杯中进行，最后放入1000ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度线。

从中准确取出10ml溶液放入三角瓶中，再用蒸馏水稀释至100ml，加入2—3滴酚酞指示剂，用0.05MH2SO4标准溶液滴定至红色刚刚消失，记下消耗量（a），再加入2—3滴甲基橙指示剂，用0.05MH2SO4标准溶液继续滴定至橙红色，记下消耗量（b）。

3.计算：

式中：

a——加入酚酞指示剂时所消耗标准H2SO4溶液；

b——加入甲基橙指示剂时所消耗标准H2SO4溶液ml；

W——称取固体苛性钠的重量，g。

二、碱洗液的分析

（一）苛性钠和磷酸三钠（NaOH和NaPO4）碱洗液

1.原理：

当氢氧化钠与磷酸三钠混合液用酸液滴定时有以下反应：

酚酞指示剂的反应：

甲基橙指示剂的反应：

2Na2HPO4+H2SO4=2NaH2PO4+Na2SO4

按不同的滴定终点所消耗的标准溶液体积计算各个含量。

2.测定方法：

准确吸取已经过滤的样品10ml（若溶液太稀可适当多取）用蒸馏水稀释至100ml（在三角瓶中），加入2滴酚酞指示剂，以0.05MH2SO4标准溶液滴定至终点（即红色消失），记下消耗量（a），再加入2滴甲基橙指示剂，继续用0.05MH2SO4标准溶液滴至终点（橙黄色），记下消耗量（b）。

3.计算：

式中：

a——加入酚酞指示剂所消耗H2SO4，ml；

b——加入甲基橙指示剂所消耗H2SO4，ml；

40——氢氧化钠分子量；

164——磷酸三钠分子量。

（二）磷酸根（PO3-4）浓度分析（比色法）

1.原理：

在适当酸度（0.6N）条件下，磷酸根与钼酸铵化合为磷钼复盐，加入氯化亚锡后，将磷钼复盐还原成钼蓝，此蓝色化合物的颜色深浅决定于磷酸根含量。

因此可依据生成蓝色的深浅与标准色相比较测定。

其显色反应式为：

测定方法：

用移液管吸取PO3-4标准溶液（1ml≈0.1mgPO3-4）0.0，0.10，0.20，0.40，0.80，1.00，1.50，2.00，2.50，3.00ml，分别注入10支比色管（25ml）中，另取10ml碱液水样稀释至1000ml，再取稀释后溶液5ml注入一支比色管中，然后用蒸馏水将上述比色管中溶液稀释至20ml，摇匀，再往上述比色管中分别加入2.5ml硫酸、钼酸铵混合溶液，再用蒸馏水稀释至刻度后摇匀，最后往每支比色管中加入5滴1%氯化亚锡溶液，摇匀，二分钟后进行比色。

试验用硫酸一钼酸铵混合溶液的制备：

将167ml浓硫酸徐徐加入600ml蒸馏水中，冷却至室温，称取20g研细后的钼酸铵，溶于上述硫酸溶液中，用蒸馏水稀释至1L。

3.计算：

式中：

a——与水样颜色相当的标准色中加入磷酸工作溶液的体积，ml；

V——水样体积，ml。

（三）磷酸三钠和磷酸氢二钠（Na3PO4和Na2HPO4）碱液液。

1.原理：

磷酸三钠和磷酸氢二钠混合液的滴定原理与苛性钠和磷酸盐混合液相同。

即利用磷酸盐为三元碱的特点，按不同滴定终点所消耗标准酸液体积计算各有关组份。

这些盐与酸的中和反应如下：

Na3PO4+H+=Na2HPO4+Na+酚酞

Na2HPO4+H+=NaH2PO4+Na+甲基橙

Na2CO3+H+=NaHCO3+Na+酚酞

NaHCO3+H+=H2O+CO2+Na+甲基橙

NaH2PO4+NaOH=Na2HPO4+H2O

2.测定方法：

取10ml含磷酸盐试液，加入蒸馏水50ml，酚酞3滴，用0.05MH2SO4标准溶液滴定至终点（红→无色）消耗H2SO4量为a，再加甲基橙指示剂3滴，继续用0.05MH2SO4标准溶液滴定至终点（黄→橙色），消耗H2SO4量为b。

再将上述溶液在电炉上加热，去除CO2后迅速却，再用0.1MNaOH标准溶液反滴定记下消耗苛性钠毫升数c。

3.计算：

当Na3PO4与Na2HPO4共有情况下分析结果是a应小于b。

式中：

a——加酚酞时所消耗H2SO4的体积，ml；

b——加甲基橙时所消耗H2SO4的体积，ml；

c——用NaOH反滴定时所消耗NaOH的体积，ml；

164—磷酸三钠分子量；

142—磷酸氢二钠分子量；

106—碳酸钠分子量；

三、酸洗液分子

（一）盐酸清洗液中含酸量测定：

1.原理：

由于盐酸洗液中有Fe3+，Fe3+能水解生成Fe（OH）3从而增加H+[Fe3++3H2O→Fe（OH）3↓+3H+]，用NaOH滴定时，其结果必然偏高，同时生成Fe（OH）3沉淀为棕红色而影响终点，故必须用柠檬酸铵掩蔽剂掩蔽Fe3+，反应如下：

Fe3++（NH4）3C6H5O7→FeC6H5O7+3NH4+

或者改用适当的指示剂，如溴甲酚绿一甲基红混合液（PH=5.1酒红→绿）。

2.测定方法：

准确取酸试液1ml放入三角瓶中，稀释至100ml，加入5%的柠檬酸铵溶液5ml，如甲基橙2滴，用0.05MNaOH溶液滴定至终点（桔黄色）记下消量a。

有时可不加柠檬酸铵掩蔽剂，可改用溴甲酚绿一甲基红混合液指示剂（0.2g溴甲酚绿，0.04g甲基红溶于100ml酒精中）亦可得到满意结果。

3.计算：

式中：

a——消耗NaOH标准溶液体积，ml；

V——取酸洗液体积，ml；

36.5——HCl分子量

（二）酸洗液中Fe2+、Fe3+的分析