·138· 暖通空调HV&AC 2010年第40卷第2期
运行管理
供热锅炉停用时的保养
天津市宝坻区房地产开发公司 郑小静
天津市宝坻区供热管理所 王大坡
☆
摘要 分析了非供暖期腐蚀对供热锅炉的危害。详细介绍了常用的几种保养方法,并给出了保养方法的选择原则。
关键词 非供暖期 腐蚀 保养方法 选择原则
Maintenanceofheatingboilersinnon-heatingperiod
ByZhengXiaojing★andWangDapo
Abstract Analysesthedamagecausedbycorrosiontoboilersinnon-heatingperiod.Presentscommonmaintenancemethodsindetails,andalsotheselectionprincipleofmaintenancemethods.
Keywords non-heatingperiod,corrosion,maintenancemethod,selectionprinciple
★TianjinBaodiAreaRealEstateDevelopmentCompany,Tianjin,China
腐蚀是供热锅炉安全运行的一大隐患,其危害性已被广泛认同,从而增强了人们的防腐意识,促进了锅炉防腐措施的落实,并取得了一定成效。但应强调的是,腐蚀不单单发生在锅炉运行中,在非供暖期锅炉停运期间,如果不采取适当的保护措施,进入锅炉内的氧气会使潮湿的金属表面产生腐蚀,这种腐蚀对锅炉所造成的危害往往要比运行中严重得多,因此,必须引起高度重视。1 锅炉停用期间不保养或保养不当的危害1.1 腐蚀面广,腐蚀产物(氧化铁)量大。锅炉停用放出炉水后,锅内或炉膛内湿度很大,通风又不良,若长期处于潮湿状态,由于空气大量进入,凡是与空气接触的部位均有可能产生腐蚀,又由于腐蚀形态多以溃疡型和斑点腐蚀为主,故产生的Fe2O3和Fe(OH)3铁锈量也大。因此,停用期间腐蚀会使金属壁变薄,强度降低,缩短锅炉使用寿命。1.2 加剧锅炉运行时的腐蚀,造成腐蚀恶性循环。锅炉停用时铁被氧化生成Fe2O3和Fe(OH)3,是腐蚀电池的阴极去极化剂,即在阴极发生反应:Fe
-(OH)3+e※Fe(OH)2+OH和Fe2O3+2e+H2O※FeO+2OH,使高价铁再还原成低价铁,其代价是作为阳极的铁被腐蚀。同时高价氧化铁在还原成磁性氧化铁时还要放出氧气,即6Fe2O3※4Fe3O4+O2←,增加了水中的含氧量。由于锅,,-
炉运行时铁的腐蚀也十分严重。在锅炉再次停用时,已还原的低价铁又重新被氧化成高价铁,并在铁锈下产生强烈的氧浓差(氧浓度分布不均)腐蚀,从而使铁锈下的铁进一步被腐蚀,又产生了大量的新的氧化铁。锅炉再运行时,上述氧化铁又都与阴极发生反应,使锅炉产生更加严重的腐蚀。2 锅炉停用期间的保养2.1 外部防腐
2.1.1 涂抹石灰法。停炉后清除烟垢灰尘,将石灰调成糊状刷于炉膛内管壁、锅壳、炉排金属面上。这种方法能明显减轻金属表面氧腐蚀,对炉排的保护效果也较明显,与在炉排上刷机油的方法相比较,还可以保护炉排下封室的密封棉胶条,避免胶条脱落,炉排能运转自如。
2.1.2 大剂量石灰保养法。停炉后,立即做好清灰工作。及时放入大量生石灰,按锅内容积来计算,数量为:生石灰10kg/m3,硅胶3kg/m3,一台7MW热水锅炉一般用生石灰1.5t左右。对锅炉密封不严的地方,要尽可能多放置生石灰,如煤仓出口和炉排前部及尾部、除渣机口、炉门。另外,管
＊☆
郑小静,女,1977年5月生,大学,工程师
301800 天津市宝坻区房地产开发公司(022)82653582 (0)[1**********]E-mail:[email protected]收稿日期:2009-08-05-17
暖通空调HV&AC 2010年第40卷第2期 运行管理·139·
束密集处也要多放置,如炉膛上部、后拱、对流管束、省煤器等都要放置足量生石灰。锅炉运行前,
要对受热面重新清灰。2.2 内部防腐
虽然锅炉停用期间锅炉受热面的内部和外部同时发生腐蚀,但内部比外部腐蚀要严重,所以着重对内部防腐进行探讨。2.2.1 湿法保养
此法是在停炉时不将锅水放掉,而是将锅炉充满水以防空气进入锅内,并在充满水的锅炉内加入除氧剂、钝化剂或缓蚀剂等药剂,使金属表面形成一层碳性保护膜,避免受热面被氧化,从而达到防腐目的。
1)碱液法。将锅内充满一定浓度的碱液,并保持pH值在10以上。具体做法如下:清除水垢和沉渣,保证各阀门严密,与运行系统连接的管路加装盲板。锅炉最高位置可安装—个小型碱液箱,以保证碱液损失时碱液的补充。所用的碱剂为Na2CO4,NaOH,Na3PO4或其混合剂。配制时应使用软水,不得使用生水。药剂用量为:Na2CO4按每t锅水加20kg;NaOH按每t锅水加5～6kg;Na3PO4按每t锅水加10～12kg。通过专用泵将碱液送入锅内,直至水从空气阀冒出,并保证锅内水压力大于大气压力。保护初期应加强系统严密性检查,正常后应每月监测一次碱液浓度。当碱液浓度低于原注入浓度5%时,应补碱。2)联氨法。在锅内充满联氨(H2N2和氨(NH3)的混合液)。防腐原理是利用联氨具有的强还原性去除水中的氧,使阴极极化。同时氨在水溶液中呈碱性,可提高pH值,使金属表面钝化,造成阳极极化,以达到防腐目的。因联氨具有毒性,使用受到限制。
3)有机缓蚀阻垢剂法。有机缓蚀阻垢剂是由天津市锅炉技术应用协会研制开发的集防腐、防垢、除垢等多种功能于一体的水处理药剂。其主要成分为聚磷酸盐、有机磷酸盐、BTA铜缓蚀剂以及无机碱。药剂为棕红色液体,pH值≥13,防腐机理为:药剂溶于水后能水解出带负电的聚磷酸根阴离子和带正电的阳离子,聚磷酸根阴离子在金属腐蚀电池阳极区与Fe2+相结合,生成极难溶于水的聚磷酸铁,并覆盖在阳极区的金属表面形成阳极极化子,变成与金属亲合力很强的原子并被吸附在阴极区的金属表面,形成阴极极化。因此,金属腐蚀被扼止,起到了防腐作用。有机缓蚀阻垢剂pH值≥13,按1L药剂处理4～5t水,水溶液可保证pH值≥10,能有效防止CO2气体造成的酸腐蚀,同样起到了防腐作用。有机缓蚀阻垢剂作为停用保养剂使用时,药剂中有机磷成分还能对锅炉及汽水系统的水垢、铁垢中的某些成分起溶解作用,使坚硬的水垢变成结构疏松的多孔物。同时能使药剂渗透到垢下形成保护药膜,破坏了金属表层与水垢的结合,使水垢脱落。2.2.2 干法保养
这种方法是在锅炉停用后将水放尽并保持金属表面干燥,或充填某种气体以防空气的侵入,从而达到停用保养的目的。
1)充气法。一般用钢瓶内的氮气或氨气,从锅炉高处充入,并维持0.05～0.1MPa的压力,迫使密度较大的空气从锅炉最低处排出,使金属不与氧气接触。此法保养效果好,但条件要求严格,操作工艺复杂,限制了使用。
2)干燥剂法。此法是利用干燥剂吸潮的特征使锅内金属表面充分干燥,从而达到防腐的目的。操作方法如下:将锅水全部放出,清除水垢、淤泥和铁锈,用盲板堵严各管路,开启人孔和手孔,将炉内晾干。然后将干燥剂按预定布点位置分别放置在锅筒和联箱中,封闭锅筒和联箱,关严各阀门,使锅内与外界隔绝,使锅炉表面长期保持干燥状态。生石灰或无水氯化钙应放在铁盘中,硅胶可放入布袋中。放入干燥剂的数量一般为:生石灰按每m3锅炉容积2～3kg;无水氯化钙按每m3锅炉容积1～2kg;硅胶按每m锅炉容积1～2kg(硅胶使用前需经120～140℃烘干)。同时,应定期检查干燥剂,间隔为:第一次7～10d;第二次半个月;以后每月检查一次。如用硅胶应取出烘干再放回,生石灰应定期更换。2.2.3 气相保养
传统水系统保养在实践中比较复杂,且中小锅炉房不完全具备条件,因而实际防腐效果不令人满意。气相缓蚀剂是近年来应用到锅炉防腐的新型药剂,主要有无机的铵盐类和有机的胺类,如碳酸铵、碳酸氢铵、尿素、碳酸环己胺等。这类药剂挥发,3
·140·运行管理 暖通空调HV&AC 2010年第40卷第2期 用。其防腐机理就是无机铵盐水解成氨气,对金属起缓蚀作用,有机胺离解物与金属以配位键相结合,吸附在金属表层形成阳极极化,从而降低了金属的反应能力。
目前,在天津市广泛使用的TH-901半干保护剂就属于气相缓蚀剂保护药剂。TH-901气相缓蚀剂保养法与传统的干法和湿法相比,其腐蚀速度仅为干法保养的1/7,湿法保养的1/105,而且保护性能全面,不仅保护气相中的金属,而且保护处于潮湿状态下的金属;不仅保护无垢金属,而且保护垢下金属。该药无论是在蒸汽锅炉还是热水锅炉停用保养期间都取得了良好的防腐效果,经测试使用该药剂锅炉钢板腐蚀率仅为0.036mg/a,优于传统的保养方法。使用方法是:先排空锅水,清除锅内污物,在联箱和锅炉内加药,药品用托盘盛放,也可将保护剂撒入锅内。药量为锅炉每m水容量1～2kg,联箱与锅筒投药量按1∶6或1∶7计算。该药品对锅炉无害,锅炉重新启动时,不必清除药品,只取出盛器即可。应注意,排水后锅内积水过多时,药品用量可加大0.5～1倍。此法与传统保养比,操作简单、一次性投药、中间不需加药、不需要人员监督、省工、省时、效果好,即使锅内有残存水量或密封不严也不会影响防腐效果。3 保养方法的选择原则3.1 根据停用时间可参照以下方法选择:1～3个
3
月选择碱液法;3个月以上选择干燥剂法、有机缓蚀阻垢剂法、气相缓蚀剂法(TH-901)、涂层法。
3.2 根据保养对象可参照以下方法选择:蒸汽锅炉长期保养可选择干燥剂法、气相缓蚀剂法(TH-901)、碱液法、有机缓蚀阻垢剂法;热水锅炉及水循环系统保养可选择碱液法和有机缓蚀剂法,热水锅炉不宜采用干燥剂法。4 保养的要求
停炉后原则上应立即清灰除渣、除垢,及时向技术监督部门提出检验时间,力求早检验、早维修、早保养。在条件允许的前提下,锅炉停用后应立即保养,其优势为:可利用系统内的水资源和完善的运行设施,节约人力、物力;良好的水质及完善的运行系统能使保养措施落在实处,达到用药量小、药剂均匀、履盖面广、不留死角、便于监测调整的目的;保养效果有保证,不放水杜绝了空气的进入,加入药剂提高了金属防腐能力。
此外,还应加强保养检查,特别是雨季更应该注重检查。参考文献;
[1] 黄桂宁.司炉工技术问答[M].北京:机械工业出版
社,2003[2] 丁明舫.锅炉技术问答1100题[M].北京:中国电力
出版社,2002[3] 吴味隆.锅炉及锅炉房设备[M].北京:中国建筑工业
出版社,1995
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运行管理
供热锅炉停用时的保养
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天津市宝坻区供热管理所 王大坡
☆
摘要 分析了非供暖期腐蚀对供热锅炉的危害。详细介绍了常用的几种保养方法,并给出了保养方法的选择原则。
关键词 非供暖期 腐蚀 保养方法 选择原则
Maintenanceofheatingboilersinnon-heatingperiod
ByZhengXiaojing★andWangDapo
Abstract Analysesthedamagecausedbycorrosiontoboilersinnon-heatingperiod.Presentscommonmaintenancemethodsindetails,andalsotheselectionprincipleofmaintenancemethods.
Keywords non-heatingperiod,corrosion,maintenancemethod,selectionprinciple
★TianjinBaodiAreaRealEstateDevelopmentCompany,Tianjin,China
腐蚀是供热锅炉安全运行的一大隐患,其危害性已被广泛认同,从而增强了人们的防腐意识,促进了锅炉防腐措施的落实,并取得了一定成效。但应强调的是,腐蚀不单单发生在锅炉运行中,在非供暖期锅炉停运期间,如果不采取适当的保护措施,进入锅炉内的氧气会使潮湿的金属表面产生腐蚀,这种腐蚀对锅炉所造成的危害往往要比运行中严重得多,因此,必须引起高度重视。1 锅炉停用期间不保养或保养不当的危害1.1 腐蚀面广,腐蚀产物(氧化铁)量大。锅炉停用放出炉水后,锅内或炉膛内湿度很大,通风又不良,若长期处于潮湿状态,由于空气大量进入,凡是与空气接触的部位均有可能产生腐蚀,又由于腐蚀形态多以溃疡型和斑点腐蚀为主,故产生的Fe2O3和Fe(OH)3铁锈量也大。因此,停用期间腐蚀会使金属壁变薄,强度降低,缩短锅炉使用寿命。1.2 加剧锅炉运行时的腐蚀,造成腐蚀恶性循环。锅炉停用时铁被氧化生成Fe2O3和Fe(OH)3,是腐蚀电池的阴极去极化剂,即在阴极发生反应:Fe
-(OH)3+e※Fe(OH)2+OH和Fe2O3+2e+H2O※FeO+2OH,使高价铁再还原成低价铁,其代价是作为阳极的铁被腐蚀。同时高价氧化铁在还原成磁性氧化铁时还要放出氧气,即6Fe2O3※4Fe3O4+O2←,增加了水中的含氧量。由于锅,,-
炉运行时铁的腐蚀也十分严重。在锅炉再次停用时,已还原的低价铁又重新被氧化成高价铁,并在铁锈下产生强烈的氧浓差(氧浓度分布不均)腐蚀,从而使铁锈下的铁进一步被腐蚀,又产生了大量的新的氧化铁。锅炉再运行时,上述氧化铁又都与阴极发生反应,使锅炉产生更加严重的腐蚀。2 锅炉停用期间的保养2.1 外部防腐
2.1.1 涂抹石灰法。停炉后清除烟垢灰尘,将石灰调成糊状刷于炉膛内管壁、锅壳、炉排金属面上。这种方法能明显减轻金属表面氧腐蚀,对炉排的保护效果也较明显,与在炉排上刷机油的方法相比较,还可以保护炉排下封室的密封棉胶条,避免胶条脱落,炉排能运转自如。
2.1.2 大剂量石灰保养法。停炉后,立即做好清灰工作。及时放入大量生石灰,按锅内容积来计算,数量为:生石灰10kg/m3,硅胶3kg/m3,一台7MW热水锅炉一般用生石灰1.5t左右。对锅炉密封不严的地方,要尽可能多放置生石灰,如煤仓出口和炉排前部及尾部、除渣机口、炉门。另外,管
＊☆
郑小静,女,1977年5月生,大学,工程师
301800 天津市宝坻区房地产开发公司(022)82653582 (0)[1**********]E-mail:[email protected]收稿日期:2009-08-05-17
暖通空调HV&AC 2010年第40卷第2期 运行管理·139·
束密集处也要多放置,如炉膛上部、后拱、对流管束、省煤器等都要放置足量生石灰。锅炉运行前,
要对受热面重新清灰。2.2 内部防腐
虽然锅炉停用期间锅炉受热面的内部和外部同时发生腐蚀,但内部比外部腐蚀要严重,所以着重对内部防腐进行探讨。2.2.1 湿法保养
此法是在停炉时不将锅水放掉,而是将锅炉充满水以防空气进入锅内,并在充满水的锅炉内加入除氧剂、钝化剂或缓蚀剂等药剂,使金属表面形成一层碳性保护膜,避免受热面被氧化,从而达到防腐目的。
1)碱液法。将锅内充满一定浓度的碱液,并保持pH值在10以上。具体做法如下:清除水垢和沉渣,保证各阀门严密,与运行系统连接的管路加装盲板。锅炉最高位置可安装—个小型碱液箱,以保证碱液损失时碱液的补充。所用的碱剂为Na2CO4,NaOH,Na3PO4或其混合剂。配制时应使用软水,不得使用生水。药剂用量为:Na2CO4按每t锅水加20kg;NaOH按每t锅水加5～6kg;Na3PO4按每t锅水加10～12kg。通过专用泵将碱液送入锅内,直至水从空气阀冒出,并保证锅内水压力大于大气压力。保护初期应加强系统严密性检查,正常后应每月监测一次碱液浓度。当碱液浓度低于原注入浓度5%时,应补碱。2)联氨法。在锅内充满联氨(H2N2和氨(NH3)的混合液)。防腐原理是利用联氨具有的强还原性去除水中的氧,使阴极极化。同时氨在水溶液中呈碱性,可提高pH值,使金属表面钝化,造成阳极极化,以达到防腐目的。因联氨具有毒性,使用受到限制。
3)有机缓蚀阻垢剂法。有机缓蚀阻垢剂是由天津市锅炉技术应用协会研制开发的集防腐、防垢、除垢等多种功能于一体的水处理药剂。其主要成分为聚磷酸盐、有机磷酸盐、BTA铜缓蚀剂以及无机碱。药剂为棕红色液体,pH值≥13,防腐机理为:药剂溶于水后能水解出带负电的聚磷酸根阴离子和带正电的阳离子,聚磷酸根阴离子在金属腐蚀电池阳极区与Fe2+相结合,生成极难溶于水的聚磷酸铁,并覆盖在阳极区的金属表面形成阳极极化子,变成与金属亲合力很强的原子并被吸附在阴极区的金属表面,形成阴极极化。因此,金属腐蚀被扼止,起到了防腐作用。有机缓蚀阻垢剂pH值≥13,按1L药剂处理4～5t水,水溶液可保证pH值≥10,能有效防止CO2气体造成的酸腐蚀,同样起到了防腐作用。有机缓蚀阻垢剂作为停用保养剂使用时,药剂中有机磷成分还能对锅炉及汽水系统的水垢、铁垢中的某些成分起溶解作用,使坚硬的水垢变成结构疏松的多孔物。同时能使药剂渗透到垢下形成保护药膜,破坏了金属表层与水垢的结合,使水垢脱落。2.2.2 干法保养
这种方法是在锅炉停用后将水放尽并保持金属表面干燥,或充填某种气体以防空气的侵入,从而达到停用保养的目的。
1)充气法。一般用钢瓶内的氮气或氨气,从锅炉高处充入,并维持0.05～0.1MPa的压力,迫使密度较大的空气从锅炉最低处排出,使金属不与氧气接触。此法保养效果好,但条件要求严格,操作工艺复杂,限制了使用。
2)干燥剂法。此法是利用干燥剂吸潮的特征使锅内金属表面充分干燥,从而达到防腐的目的。操作方法如下:将锅水全部放出,清除水垢、淤泥和铁锈,用盲板堵严各管路,开启人孔和手孔,将炉内晾干。然后将干燥剂按预定布点位置分别放置在锅筒和联箱中,封闭锅筒和联箱,关严各阀门,使锅内与外界隔绝,使锅炉表面长期保持干燥状态。生石灰或无水氯化钙应放在铁盘中,硅胶可放入布袋中。放入干燥剂的数量一般为:生石灰按每m3锅炉容积2～3kg;无水氯化钙按每m3锅炉容积1～2kg;硅胶按每m锅炉容积1～2kg(硅胶使用前需经120～140℃烘干)。同时,应定期检查干燥剂,间隔为:第一次7～10d;第二次半个月;以后每月检查一次。如用硅胶应取出烘干再放回,生石灰应定期更换。2.2.3 气相保养
传统水系统保养在实践中比较复杂,且中小锅炉房不完全具备条件,因而实际防腐效果不令人满意。气相缓蚀剂是近年来应用到锅炉防腐的新型药剂,主要有无机的铵盐类和有机的胺类,如碳酸铵、碳酸氢铵、尿素、碳酸环己胺等。这类药剂挥发,3
·140·运行管理 暖通空调HV&AC 2010年第40卷第2期 用。其防腐机理就是无机铵盐水解成氨气,对金属起缓蚀作用,有机胺离解物与金属以配位键相结合,吸附在金属表层形成阳极极化,从而降低了金属的反应能力。
目前,在天津市广泛使用的TH-901半干保护剂就属于气相缓蚀剂保护药剂。TH-901气相缓蚀剂保养法与传统的干法和湿法相比,其腐蚀速度仅为干法保养的1/7,湿法保养的1/105,而且保护性能全面,不仅保护气相中的金属,而且保护处于潮湿状态下的金属;不仅保护无垢金属,而且保护垢下金属。该药无论是在蒸汽锅炉还是热水锅炉停用保养期间都取得了良好的防腐效果,经测试使用该药剂锅炉钢板腐蚀率仅为0.036mg/a,优于传统的保养方法。使用方法是:先排空锅水,清除锅内污物,在联箱和锅炉内加药,药品用托盘盛放,也可将保护剂撒入锅内。药量为锅炉每m水容量1～2kg,联箱与锅筒投药量按1∶6或1∶7计算。该药品对锅炉无害,锅炉重新启动时,不必清除药品,只取出盛器即可。应注意,排水后锅内积水过多时,药品用量可加大0.5～1倍。此法与传统保养比,操作简单、一次性投药、中间不需加药、不需要人员监督、省工、省时、效果好,即使锅内有残存水量或密封不严也不会影响防腐效果。3 保养方法的选择原则3.1 根据停用时间可参照以下方法选择:1～3个
3
月选择碱液法;3个月以上选择干燥剂法、有机缓蚀阻垢剂法、气相缓蚀剂法(TH-901)、涂层法。
3.2 根据保养对象可参照以下方法选择:蒸汽锅炉长期保养可选择干燥剂法、气相缓蚀剂法(TH-901)、碱液法、有机缓蚀阻垢剂法;热水锅炉及水循环系统保养可选择碱液法和有机缓蚀剂法,热水锅炉不宜采用干燥剂法。4 保养的要求
停炉后原则上应立即清灰除渣、除垢,及时向技术监督部门提出检验时间,力求早检验、早维修、早保养。在条件允许的前提下,锅炉停用后应立即保养,其优势为:可利用系统内的水资源和完善的运行设施,节约人力、物力;良好的水质及完善的运行系统能使保养措施落在实处,达到用药量小、药剂均匀、履盖面广、不留死角、便于监测调整的目的;保养效果有保证,不放水杜绝了空气的进入,加入药剂提高了金属防腐能力。
此外,还应加强保养检查,特别是雨季更应该注重检查。参考文献;
[1] 黄桂宁.司炉工技术问答[M].北京:机械工业出版
社,2003[2] 丁明舫.锅炉技术问答1100题[M].北京:中国电力
出版社,2002[3] 吴味隆.锅炉及锅炉房设备[M].北京:中国建筑工业
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