本文是学习GB-T 34355-2017 蒸汽和热水锅炉化学清洗规则. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了锅炉清洗单位和人员、清洗方案和清洗介质、化学清洗中金属腐蚀的防止与控制、清
洗工艺技术、清洗过程的化学监督、清洗质量、清洗安全保障及废液排放处理等要求。
本标准适用于固定式蒸汽锅炉和热水锅炉(以下简称锅炉)在非运行状态下对水汽空间进行的化学
清洗。
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件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 4334 金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法
GB 8978 污水综合排放标准
GB/T 15970.5 金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第5部分:C
型环试样的制备和应用
GB 50273 锅炉安装工程施工及验收规范
DL/T 523 化学清洗缓蚀剂应用性能评价指标及试验方法
DL/T1151 (所有部分) 火力发电厂垢和腐蚀产物分析方法
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
锅炉化学清洗 boiler chemical cleaning
采用化学药剂除去锅炉水汽系统中的各种沉积物,清洁金属表面、形成耐蚀防腐保护膜的清洗
方法。
3.2
清洗系统 cleaning system
由被清洗的设备与临时系统(配药箱、临时清洗管道、阀门、加热装置、温度测量装置、压力测量装
置、监视管及清洗泵等)组成的系统。
3.3
清洗工艺参数 cleaning process parameters
清洗过程中需控制的清洗液浓度、温度、pH 值、流速及清洗时间等参数。
3.4
清洗剂 cleaning agent
用于锅炉清洗的清洗药剂,通常指盐酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、
羟基乙酸、甲酸、硝酸、氢
氟酸等。
3.5
缓蚀剂 corrosion inhibitor
清洗时加入很少的量就能显著降低清洗液对金属的腐蚀速率,且不降低清洗效果的一类药剂。
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3.6
清洗助剂 cleaning auxiliary agents
为提高清洗效果,或抑制清洗中某些有害物质而在清洗液中添加的辅助药剂(如表面活性剂、消泡
剂、助溶剂、还原剂、掩蔽剂等)。
3.7
清洗液 cleaning solution
将清洗剂、缓蚀剂、清洗助剂等清洗介质按清洗方案要求配制成一定浓度后,进入清洗系统的清洗
溶液。其中酸性清洗液称为酸洗液。
3.8
监视管 monitoring tube
在清洗过程中为检查清洗效果而在清洗系统中设置的管样。监视管应在被清洗设备中垢量最大的
换热管处割取。
4.1.1
清洗单位应具备与其承担的化学清洗业务相适应的清洗能力和成熟的清洗技术,建立健全质量
安全保证体系,配备专业清洗技术人员、设备、仪器仪表等。
4.1.2
清洗工作实施前,清洗单位应组织参与清洗的人员进行技术和安全教育培训,使其熟悉清洗方
案和清洗系统,掌握安全操作程序和应急处理方法。
4.1.3
清洗单位应对其清洗质量负责。清洗前应做好垢样分析、清洗小型试验、缓蚀剂缓蚀性能试验、
清洗药剂检测、腐蚀指示片称重及悬挂;清洗过程中应定时进行检查、监测,及时做好操作步骤、清洗工
艺参数控制、化学监督分析、腐蚀指示片放取时间及称量等各项记录。
4.1.4
清洗结束后,应按本标准清洗质量的要求进行检查、评定,出具清洗竣工报告,并将清洗过程的
各项记录、方案、报告等相关资料存档,清洗系统中悬挂的腐蚀指示片应妥善保存两年以上。
4.2.1
从事锅炉清洗的人员应通过专业技能和安全教育培训,掌握锅炉清洗工艺和有关清洗安全操作
与防护知识,并考核合格,持证上岗操作。
4.2.2
清洗人员在清洗过程中应遵守使用单位和清洗单位安全管理制度和规程,严格执行清洗安全操
作程序,保障人身和设备安全。
5.1.1
查阅锅炉相关技术资料,了解锅炉的结构、材质,并且对锅炉内外部进行全面检查,如果有泄漏
或者堵塞等缺陷,应预先处理。
5.1.2
清洗前应在锅炉受热面取有代表性的结垢样品进行分析,确定结垢类型,并且进行溶垢试验。
对于额定工作压力大于或者等于3.8 MPa
的锅炉还应在受热部位割管,进行沉积物量测定及成分定量
分析,并且进行模拟清洗小型试验。管样的割取和沉积物(垢)量的测定应按照附录
A, 垢的采集和分析 方法应按照DL/T1151 (所有部分)进行。
5.1.3
根据锅炉实际情况、结垢程度及清洗小型试验结果,选择适宜的清洗剂、缓蚀剂和清洗助剂等,
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设计合理的清洗系统,制定清洗方案。
5.1.4
确认化学监督所需试剂溶液准确有效,试剂种类和数量满足化学监督需求,仪器仪表校验合格。
5.1.5
根据清洗方案确定的清洗剂及其浓度、助剂种类和用量、清洗范围、系统容积等,准备化学清洗
药品,并对其质量和数量复验无误。
5.1.6
根据锅炉清洗范围内材质种类,准备腐蚀指示片,具体要求及指示片的制作应按照附录B。
5.2.1
锅炉清洗前应根据锅炉的实际情况,由专业清洗技术人员制定清洗方案,并经过相关负责人审
核、批准,清洗时应严格执行清洗方案。
5.2.2 清洗方案至少应包括以下内容:
a)
锅炉使用单位名称、锅炉型号、锅炉使用登记证号、投运年限以及上次清洗时间等;
b) 锅炉设备状况,包括是否存在缺陷以及采取的措施;
c) 近期的锅炉定期检验报告的结论及其意见;
d)
锅炉结垢或者锈蚀的状况,包括结垢物的分布、厚度或者沉积物量,结垢物成分分析结果;
e) 清洗范围及被清洗设备的容积和主要部件的材质;
f) 根据小型试验确定的清洗介质、清洗工艺及其控制参数;
g) 清洗系统图(包括循环系统、半开半闭式系统和开式系统);
h) 腐蚀指示片在清洗系统中悬挂位置与数量;
i) 清洗所需要采取的节流、隔离、保护等措施;
j) 清洗过程中应监测和记录的项目及控制要求等;
k) 清洗废液的排放处理;
1) 安全要求、事故预防措施及应急处置预案;
m)
具有确保整个清洗过程中水、汽、电、通讯、照明等均充足、可靠使用的措施;
n) 清洗后锅炉各部位残留沉积物清理;
o) 清洗质量验收等。
5.3.1
清洗剂的选择。应根据垢的成分,锅炉设备的结构、材质,药剂的毒性和环境保护的要求等因素
进行综合考虑,
一般应根据清洗小型试验的除垢效果选用,常用清洗剂的质量标准及用量计算可参照
附录 C。
5.3.2
缓蚀剂的选择。应根据清洗剂的种类,清洗液的浓度、温度、流速,锅炉材质等因素综合考虑,并
尽量选择气味小、无毒害、性能稳定、水溶性及均匀性好的缓蚀剂。清洗前应对所用缓蚀剂进行缓蚀效
率试验,确保缓蚀效率达到98%以上,并且腐蚀速率符合6.5和7.11的要求,不发生氢脆、点蚀及其他
局部腐蚀。缓蚀效率的测定可按附录B
进行,用于电站锅炉化学清洗的缓蚀剂还应按 DL/T 523 进行
测试,其各项性能指标应符合 DL/T 523 的要求。
5.3.3
清洗助剂的选择。清洗中如果添加清洗助剂,应当预先测定所加助剂对缓蚀剂缓蚀效率的影
响,确保加入助剂后金属的腐蚀速率符合6.5和7.11的要求,且不产生不良影响。
5.3.4
用于清洗的化学药剂应有产品合格证,采购后应进行抽样检测,确认其质量符合要求。
5.3.5
一般情况下不得利用回收的清洗液清洗锅炉,特殊情况下利用回收的清洗液清洗锅炉,其清洗
液中总铁离子含量不得超过250 mg/L。
利用化工副产物的清洗剂清洗锅炉,应预先对该清洗液进行金
属腐蚀速率测定,如果其中含有容易引起金属腐蚀或者其他危害锅炉、影响安全的杂质,不得用于锅炉
清洗。电站锅炉任何情况下不应利用回收的清洗液或化工副产物进行清洗。
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5.4.1
清洗系统应根据锅炉结构、清洗介质和清洗方式、结垢物的分布状况、锅炉房条件和环境以及清
洗范围等具体情况进行设计和安装。
5.4.2 清洗系统的设置应符合以下要求:
a) 清洗箱应有足够的容积和强度;
b)
清洗泵宜选用耐腐蚀泵,并且满足循环清洗所要求的流速和扬程,同时现场还应设有备用泵;
c) 清洗泵入口或者清洗箱出口应装设滤网,滤网孔径应当小于5 mm,
并且有足够的流通截面;
d)
清洗系统的临时管路应有足够的流通截面积以保证清洗液流量,同时各回路的流速应均匀,并
且避免回路之间产生短路;
e)
锅炉顶部及封闭式清洗箱顶部应装设排气管并且引至安全地点,排气管应有足够的流通截面;
f)
清洗系统内的阀门应灵活、严密,不含铜部件。锅炉清洗时不清洗过热器的,过热器内应充满
加氨调节 pH>10.5
的除盐水,其他不参与清洗的系统、设备、仪表及部件等都应可靠隔离或
者保护;
g)
清洗系统临时连接管道应采用耐压耐温的管子连接。临时系统连接后应进行高于清洗压力
0.1 MPa~0.2MPa
的水压试验,不得有泄漏,防止清洗过程中清洗液泄漏伤人。小型工业锅
炉采用打开上人孔进酸洗液的,可不做压力试验,但应保证临时连接管线严密不泄漏。
5.4.3 清洗液配制和加热装置应操作方便、安全可靠。
5.5.1
清洗时应在清洗系统中悬挂金属腐蚀指示片,测定金属腐蚀速率和腐蚀总量。
5.5.2
清洗时应加入合适的缓蚀剂,其浓度和使用方法应根据产品说明和试验结果确定,未加缓蚀剂
的酸洗液不得进入清洗系统。
5.5.3 控制酸洗液中游离的Fe³+ 浓度,工业锅炉 Fe³+ 浓度不宜超过750
mg/L, 电站锅炉 Fe³+ 浓度不 宜超过300 mg/L; 若
Fe³+浓度接近控制值时,应加入合适的还原剂。
5.5.4
酸洗液最高浓度的控制应确保金属腐蚀速率不受明显影响,严禁向锅炉内直接注入浓酸。
5.5.5
酸洗时,锅炉炉管内酸洗液流速应保证腐蚀速率符合6.5和7.11的要求;用无机酸清洗时清洗
流速宜维持在0.2m/s~0.5 m/s,不得大于1 m/s。
5.5.6
酸洗时,酸洗液加温的最高温度控制应保证缓蚀剂的缓蚀效率和金属腐蚀速率符合6.5和7.11
的规定。除了用EDTA 清洗外,
一般不得采用炉膛点火方式加热酸洗液。酸洗液加热时应尽量使整个
清洗系统的温度均匀,避免局部温度过高,酸洗液加热方法可参照附录 D。
5.5.7 酸洗时间从系统进酸洗液起到开始排酸, 一般不宜超过10 h 。
对于结垢特别严重和难溶结垢
物,在缓蚀剂性能稳定,并且严格监督的情况下,可以适当延长酸洗时间,但酸洗后金属腐蚀指示片的腐
蚀量不得超过80 g/m²。
5.5.8 当垢样中含铜时,应采取合适的防止镀铜措施。
5.5.9 酸洗后水冲洗时间宜控制在4 h
内。超过时间,应采取相应的防锈蚀措施或增加漂洗工艺。
5.5.10
锅炉化学清洗后,工业锅炉应尽快投入运行,电站锅炉应20天内投入运行,否则应采取相应的
保护措施。
额定工作压力3.8 MPa
以下的工业锅炉的化学清洗按本章要求进行,额定工作压力3.8 MPa 及以
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上的锅炉按第7章要求进行。
新建锅炉的清洗按照 E.1 的规定进行,运行锅炉化学清洗按以下规定进行。
锅炉结垢或者锈蚀达到以下程度时应及时进行除垢或者除锈清洗,清洗范围一般为锅炉本体:
a) 锅炉受热面被结垢物覆盖80%以上,并且结垢物平均厚度达到1 mm 以上;
b) 锅炉受热面有严重的锈蚀。
锅炉化学清洗工艺步骤一般包括:清洗前水冲洗、碱洗(煮)、碱洗后水冲洗、酸洗、酸洗后水冲洗及
清渣、漂洗、钝化等。根据不同的垢型、炉型及结垢程度,可以选择其中合适的工艺步骤,具体清洗工艺
见附录 E。
清洗过程中应及时按以下要求进行化学监督,同时监测清洗液的温度和流速,并予以记录:
a) 碱洗(煮):每4 h(接近终点时每1 h)测定碱洗液的pH 值、总碱度和 PO³-
浓度;
b) 酸洗:开始时每30 min (酸洗中间阶段每1 h)测定酸洗液中的酸浓度、Fe+
和 Fe²+浓度。接近 终点时,应缩短测定间隔时间;
c) 水顶酸及中和水冲洗:后阶段每15 min 测定出口水的 pH 值 ;
d) 钝化:每3 h~4h 测定钝化液的pH 值和钝化液的浓度。 检测方法参照附录
F。
6.5.1 运行锅炉清洗质量应符合以下要求:
a)
清洗以碳酸盐或者氧化铁为主的结垢物,除垢面积应达到原结垢物覆盖面积的90%以上,清
洗硅酸盐或者硫酸盐为主的结垢物,除垢面积应达到原结垢物覆盖面积的70%以上(结垢物
类型的鉴别参照附录G), 必要时可以通过割管检查除垢效果;
b) 用腐蚀指示片测定的金属腐蚀速率应小于6 g/(m² ·h),
腐蚀总量应不大于80 g/m²;
c) 金属表面形成钝化保护膜,不出现明显的二次浮锈,并且无点蚀。
6.5.2
清洗单位应采取有效措施,清除锅内酸洗后已松动或者脱落的残留垢渣,疏通受热面管子。对
于清洗前已经堵塞的管子,清洗后仍然无法疏通畅流的,应由具有相应资格的单位修理更换,确保所有
的受热面管子畅通无阻。
7.1.1 新建锅炉的清洗条件及范围如下:
a) 额定压力为9.8 MPa 及以上的锅炉,在投产前应进行酸洗;压力在9.8 MPa
以下的锅炉,当垢 量小于150 g/m² 时,可不进行酸洗,但应进行碱洗或碱煮;
b) 再热器一般不进行化学清洗。出口压力为17.4 MPa
及以上机组的锅炉,再热器可根据情况进
行化学清洗,但应有消除立式管内的气塞和防止腐蚀产物在管内沉积的措施,应保持管内清洗
流速在0.2 m/s 以上;
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c) 过热器垢量或腐蚀产物量大于100 g/m²
时,可选用化学清洗,但应有防止立式管产生气塞和
腐蚀产物在管内沉积的措施,并应进行应力腐蚀试验和晶间腐蚀试验,清洗液不应造成金属应
力腐蚀和晶间腐蚀;
d) 机组容量为200 MW 及以上新建机组的凝结水及高压给水系统,垢量小于150
g/m² 时,可采 用流速大于0.5 m/s 的水冲洗;垢量大于150g/m²
时,应进行化学清洗。机组容量为600 MW
及以上机组的凝结水及给水管道系统至少应进行碱洗,凝汽器、低压加热器和高压加热器的汽
侧及其疏水系统也应进行碱洗或水冲洗。
7.1.2 运行锅炉的清洗条件及范围如下:
a)
在大修时或大修前的最后一次检修应割取水冷壁管,测定垢量,当水冷壁管内的垢量达到表1
规定的范围时,应安排化学清洗;运行期间若水质和锅炉出现过异常情况,经过技术分析可安
排清洗;
b)
以重油和天然气为燃料的锅炉和液态排渣炉,应按表1中的规定提高一级参数锅炉的垢量确
定化学清洗,
一般只需清洗锅炉本体。蒸汽通流部分的化学清洗,应按实际情况决定。
一旦发 生因结垢而导致水冷壁管爆管或蠕胀时,应立即进行清洗;
c) 当锅炉清洗间隔年限达到表1规定的条件时,可酌情安排化学清洗;
d) 当过热器、再热器垢量超过400 g/m²,
或者发生氧化皮脱落造成爆管事故时,可进行酸洗。但
应采取防止晶间腐蚀、应力腐蚀和沉积物堵管的技术措施。
表 1 确定需要化学清洗的条件
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7.2.1
化学清洗介质的选择,应根据垢的成分,锅炉设备的结构、材质等,通过试验确定,并在保证清洗
及缓蚀效果的前提下,综合考虑其经济性、安全性及环保要求等因素。常规清洗介质的选择可参见附
录H。
7.2.2
复配药剂应通过技术鉴定,并经第三方检测部门检测验证,其验证内容包括质量检定、对不同类
型垢的清洗效果检定;用于清洗奥氏体钢材质的,还应进行 Cl 和 F-
离子含量及应力腐蚀和晶间腐蚀
检验。生产厂家应给出复配药剂的质量标准、检测方法、使用条件(温度、浓度、流速、清洗方式等)、适用
材质、可清洗垢的种类、适用锅炉的类型、禁用条件、注意事项等。
7.2.3
清洗液的最大浓度应由试验确定,并应选择合适的酸洗缓蚀剂,确保其对被清洗设备的腐蚀速
率和腐蚀量不超过本标准的规定。
清洗液的流速应控制在该缓蚀剂所允许的范围内。浸泡清洗时,为提高清洗效果,宜在锅炉底部通
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入氮气鼓泡,增加扰动。
7.4.1
无机酸的清洗温度应控制在45℃~95℃。其中:盐酸的清洗温度宜控制在50℃~60℃;氢氟
酸开路清洗和硫酸的清洗温度宜控制在45℃~55℃;氨基磺酸的清洗温度宜控制在50℃~60℃。
7.4.2 柠檬酸、羟基乙酸及其混合酸的清洗温度控制在85℃~95℃。
7.4.3 采 用EDTA
清洗时,运行锅炉宜控制在120℃~140℃。基建锅炉也可控制在85℃~95℃。
7.5.1 当清洗液中 Fe³+
含量过高时应及时向清洗液中添加还原剂,控制清洗液中 Fe³+ 浓度小于
7.5.2 当垢中含铜量大于5%时,应按附录 I
的规定采取防止金属表面镀铜的措施。
7.5.3 清洗奥氏体钢时,选用的清洗介质、缓蚀剂和其他清洗助剂,其 CI、F-
等杂质含量应小于
0.005%,同时还应进行应力腐蚀和晶间腐蚀试验,清洗条件下不应使金属发生应力腐蚀和晶间腐蚀,试
验方法见 GB/T 4334 和 GB/T 15970.5。
7.6.1.1
化学清洗系统应根据锅炉设备结构、热力系统、清洗介质、清洗方式、水垢的分布状况、锅炉房
空间和环境及清洗范围等具体情况进行设计,采用循环清洗的汽包锅炉,清洗系统应能进行正反向
循环。
7.6.1.2 水、汽源应充足,电源应安全可靠。
7.6.1.3
清洗回路的划分,应力求流速均匀,防止各回路间的短路。清洗系统应尽量简化,便于操作,并
能合理、有效地处理清洗废液。
7.6.1.4
宜选用耐蚀泵作为清洗泵,并安装备用泵。用普通清水泵作清洗泵时,泵壳及叶轮应涂防腐涂
料,并确保轴封严密,应采用浸油石墨、柔性石墨,或聚四氟乙烯等材料的盘根。
7.6.1.5
被清洗设备和临时系统接口处,应避免死区,并尽量减少接口的数量。
7.6.1.6 除 EDTA
清洗外,不宜采用炉膛点火方式加热,以防明火而引发的氢气爆炸和产生局部过热
腐蚀,宜采用表面式或混合式加热器加热清洗液。
7.6.1.7
应保证水冲洗时的流速明显高于酸洗流速。直流炉可采用清洗泵、给水前置泵或凝结水泵进
行水冲洗。
7.6.1.8
应避免将炉前系统的脏物带入锅炉本体和过热器。
7.6.2.1
安装临时系统时,应及时清除系统管路(包括锅筒)内的砂石、焊渣和其他杂物。水平铺设的临
时管道,朝排水方向的倾斜度不得小于3/1000。应按正式管道相应压力的质量要求,检查临时管道的
焊接质量。焊接部位应易于观察,焊口不宜靠近重要设备。焊接操作人员应持有特种设备作业人员证,
且具备相应的合格焊接项目。
7.6.2.2
对直流炉或亚临界及以上锅炉的化学清洗,其清洗临时系统的焊接应先用氩弧焊打底再进行
焊接,以防酸洗剥离下来的焊渣进入锅炉。
7.6.2.3
阀门本身不应带有铜部件,安装前宜研磨密封面,更换法兰填料,并进行水压试验。所有阀门
压力等级应高于清洗泵相应的压力。阀门及法兰填料,应采用耐酸、碱的防腐蚀材料。
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7.6.2.4
清洗箱的标高及液位应能满足清洗泵的吸入高度,以防泵抽空。清洗泵入口侧(或酸箱出口)
应装设孔径小于5 mm
的滤网,其有效通流截面应大于入口管截面积的3倍;为避免该滤网堵塞,清洗
箱内宜加装1 m²
以上的大滤网。安装清洗泵进、出口管道时,应考虑热膨胀补偿措施,避免水泵推力过
大烧毁轴承,并应按照清洗泵轴瓦使用要求采取冷却、密封措施。
7.6.2.5
化学清洗时,应在锅筒上设临时液位计及液位监视和报警信号,并在水位监视点、加药点及清
洗泵等处装设对讲通讯设备。临时液位计汽侧应与锅筒的汽侧相连,不宜直通大气,以防喷酸和出现假
液位。
7.6.2.6
应根据循环流速的要求,在锅筒下降管口,安装临时节流孔板,并焊接固定装置,防止被水流冲
脱。应将锅筒内事故放水管临时加高至比锅筒最高清洗水位高100 mm
或者封闭。
7.6.2.7
锅炉顶部应设有排氢管,其高度应高出锅筒顶2 m
以上,并应有足够的通流截面(宜在 DN80~ DN150 的范围内)。
7.6.2.8
临时系统中安装的温度、压力、流量表计及分析仪表,应经校验合格后方能使用。不耐蚀的表
计,应采取隔绝清洗液的措施。
7.6.2.9
清洗系统中应设置监视管。监视管段应选用垢量最大的水冷壁管,其长度为350
mm~400 mm,
两端焊有法兰盘,应控制监视管流速与锅炉水冷壁管流速基本一致,运行锅炉宜在炉墙水冷壁管处设监
视管装置。
7.6.2.10
临时设置的清洗箱、溶药箱不宜布置在电缆沟附近。清洗现场应有良好的照明和通讯设施,
道路应平整、畅通,通道上的临时管道如影响通行,应设临时便桥。
7.6.2.11
对于悬吊式锅炉,在水冷壁下联箱或集中降水管底部手孔处连接的临时管,要考虑锅炉清洗
时受热向下膨胀量,要有缓冲膨胀的措施。在靠近临时接口或临时接口的母管上宜加装隔离门,以便进
行临时系统的水压试验和酸洗事故中的抢修工作。
7.6.2.12
临时系统安装完毕后,清洗泵、加药泵及其他转动机械应试运转无异常。
7.6.2.13
不参加化学清洗的设备、系统应与化学清洗系统可靠地隔离,主要有:
a) 拆除锅筒内不宜清洗的装置和清洗回路中的标准流量孔板元件;
b) 水位计及所有仪表、取样、加药等管道均应与清洗液隔离;
c) 锅筒内孔眼朝上的排管其下端要有排水孔,防止积酸;
d) 过热器若不参加清洗应采取保护措施(如充满保护液)。
7.7.1
清洗回路充满水后,在循环状态下,加入缓蚀剂及其他助剂,当加入量和水温达到要求后,用浓
酸泵或酸喷射器向清洗箱或回路内加入浓酸,边循环,边配酸。
7.7.2
固态酸配制时应控制加药点和加药速度,避免因加药位置不当(不利于循环)或加药速度过快导
致固态药剂在箱底沉积;此外,加药口应设置过滤装置防止包装材料进入清洗箱。在清洗箱内配成一定
浓度的溶液后,再用清洗泵将其送入清洗系统。
7.7.3
采用开路酸洗时,将浓酸和缓蚀剂按预定比例用浓酸泵打入正在运转的给水泵出口或清洗泵
出口。
7.8.1 清洗前机组热力系统应已安装或检修完毕,并经水压试验合格。
7.8.2 完成清洗系统安装,并按附录 I 的要求完成清洗前的准备工作。
7.9.1
一般清洗工艺步骤为:水冲洗(包括冷态和热态)→碱洗→碱洗后水冲洗→酸洗→酸洗后水冲洗→
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漂洗和钝化,其中碱洗和碱洗后水冲洗可根据实际情况确定是否进行。
7.9.2 清洗工艺参数控制和操作要求见附录I。
7.10.1
清洗时应分别在监视管、锅筒或清洗箱内悬挂腐蚀指示片,每个部位腐蚀指示片应不少于
3片。
7.10.2
清洗过程中应监督加药、化验,控制各清洗阶段介质的浓度、温度、流量、压力等重要清洗参数。
监测点布置、取样及化验分析项目如下:
a)
取样和监测点通常宜设在清洗系统的进口、出口和排放管,必要时可在系统其他部位设置监
测点;
b)
锅炉清洗过程中的监测项目及终点要求见表2,化学监督的检测方法参见附录F。
表 2 电站锅炉化学清洗的监测项目
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2 h |
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15 min |
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30 min取一次平均样 | |
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20 min~ 30 min |
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3 min |
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30 min |
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20 min |
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30 min |
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15 min |
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30 min |
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GB/T 34355—2017
7.10.3
根据化验数据和监视管内表面的除垢情况判断清洗终点。监视管段在预计清洗时间结束前取
下,检查管内是否已清洗干净。若管段仍有污垢,应把监视管段放回系统继续清洗,直至监视管段全部
清洗干净。若监视管段已清洗干净,仍需继续循环清洗1 h 方可结束清洗。
电站锅炉化学清洗质量应符合以下要求:
a)
被清洗的金属表面应清洁,基本上无残留氧化物和焊渣,无明显金属粗晶析出的过洗现象,不
应有镀铜现象;
b) 用腐蚀指示片测量的金属腐蚀速率的平均值应小于6 g/(m²
·h),且腐蚀总量不大于80 g/m²;
c) 运行炉的除垢率不小于90%;
d) 基建炉基本无残余垢量;
e) 固定设备上的阀门、仪表等不能受到腐蚀损伤;
f) 被清洗的表面应形成良好的钝化保护膜。
清洗除垢率与残余垢量的测定见附录J。
7.12.1 清洗后锅炉内部检查和系统恢复按照以下要求进行:
a)
清洗后,应打开锅筒和下联箱的人孔或手孔、直流炉的启动分离器和联箱手孔等,进行内部检
查并且彻底清除沉渣;
b) 对水冷壁、省煤器进行割管检查,判断清洗效果,方法见附录J。
割管部位:对于运行炉,应在
酸洗前垢量最高的部位割取管样;对于新建炉,应在清洗流速最低处割取管样;
c)
检查完毕后,将锅筒内和系统中拆下的装置和部件全部恢复,并撤掉堵头、隔板、节流装置等,
使系统恢复清洗前状态。
7.12.2
锅炉清洗后应尽快投入运行,如在20天内不能投入运行,应进行防腐保护,方法见附录
I。
8.1
清洗单位应根据具体情况制定清洗安全管理制度,有关清洗人员应掌握安全操作规程,了解所使
用的各种清洗剂的特性、急救方法和自身防护措施。
8.2
使用有危害的化学药品时,应按照相关安全要求进行操作,并穿戴必要的防护用品,做好人员保护
工作。
a) 与清洗无关的仪表与管道等已安全隔离;
b) 对影响安全的扶梯、孔洞、沟盖板、脚手架等,已做好妥善处理;
c)
清洗现场配备有足够可靠的消防设备、安全灯、照明、劳动保护用品、受伤处理的常规和急救药
品,并且设置"严禁明火"等安全警示标志;
d)
酸泵、取样点、监视管等附近设有用胶皮软管连接的清水水源及中和药剂,以备泄漏时冲洗、
中和;
e)
清洗系统所有的连接部位安全可靠,阀门、法兰和清洗泵密封严密,清洗现场备有耐腐蚀的用
于包扎管道、阀门的材料,以便漏酸时紧急处理。
8.4
搬运浓酸、浓碱时,应使用专用工具,禁止肩扛、手抱等可能危及人身安全的方式。接触苛性碱或
者酸的人员和检修人员,应穿戴专用的防护用品。在配制清洗液时应戴好防护眼镜或者防护面具,使用
氢氟酸时应佩戴防毒面具。
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清洗方案中应详细制定清洗废液的处理方法。清洗废液应经过处理,符合 GB 8978
的规定后才能
排放。严禁排放未经处理的酸、碱清洗液,也不得采用渗坑、渗井和漫流等方式排放废液。清洗废液一
般应就地处理达标排放,需要外运时应交付给具有合格污水处理资质的企业,并提供处理报告。
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(规范性附录)
管样的割取和沉积物(垢)量的测定
A.1 管样的割取
A.1.1 水冷壁割管按以下要求进行:
a) 水冷壁管至少割取两根,有双面水冷壁的锅炉,还应增割两根。
一般在热负荷最高部位或水循
环不良处(如特殊部位的弯管、冷灰斗处的弯(斜)管)割取,选取垢量最大的作为清洗监视管;
b)
如发生爆管,应对爆管及邻近管进行割管检查。如果发现炉管外观变色、胀粗、鼓包或有局部
火焰冲刷减薄等情况时,要增加对异常管段的割管检查;
c) 管样割取长度,锯割时至少0.5 m, 火焰切割时至少1m。
火焰切割带鳍片的水冷壁时,为了防
止切割热量影响管内壁垢的组分,鳍片的长度应保留3 mm 以上。
A.1.2 省煤器割管按以下要求进行:
a)
省煤器管至少割取两根,其中一根为监视管段。应割取易发生腐蚀的部位管段(如入口段的水
平管或易被飞灰磨蚀的管);
b) 管样割取长度,锯割时至少0.5 m, 火焰切割时至少1 m。
A.1.3 过热器、再热器割管按以下要求进行:
a)
根据需要割取1根~2根过热器、再热器管,并按以下顺序选择割管部位:首先选择曾经发生
爆管及附近部位,其次选择管径发生胀粗或管壁颜色有明显变化的部位,最后选择烟温高的
部位;
b) 管样割取长度,锯割时至少0.5 m, 火焰切割时至少1 m。
A.1.4 割管的标识、加工及管样制取割管按以下要求进行:
a)
割取的管样应避免强烈振动和碰撞,割下的管样不可溅上水,要及时标明管样的详细位置、割
管时间,并在一端标记向火侧和背火侧分界线;
b) 测量沉积物(垢量)的管段要先去除热影响区,然后将外壁车薄至约2 mm,
再依据管径大小截 割长约40 mm~50mm
的管段(适于分析天平承载称量)。车床加工时不能用冷却液,车速不
宜过快,进刀量要小,并要做好方位、流向标志(外壁车光后,按夹管一端的标志在车光的外壁
补做标志并画出分段切割线)。截取后的管段要修去毛刺(注意不要使管内垢层损坏),按背火
侧、向火侧剖成两半,进行沉积物测量;
c)
测量管样内表面积:可用平整的硫酸纸紧贴管内壁按压并沿边划线,然后把硫酸纸展平后,测
量其边长,计算管样内表面积。
A.2 沉积物(垢)量的测定
A.2.1 酸洗法
A.2.1.1 试验方法
适用于水冷壁管、省煤器管和低温过热器管等容易清洗的管样中沉积物(垢)的测定,方法如下:
a) 按 A.1.4对管样进行加工处理并测量管样内表面积后,放入干燥器中干燥24
h 以上进行称
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量。记录管样原始称量,同时按附录 B 的要求准备并称量金属腐蚀指示片。
b) 配制加有0 .2%~0 . 5%缓蚀剂的5%~6%HCl
清洗溶液,加热至50℃~60℃,将称量后的管
样浸入该清洗溶液中,同时悬挂一块金属腐蚀指示片;保持清洗温度,用塑料棒轻轻搅动清洗
液,直至管样内表面的垢均已清洗干净为止,记录酸洗所用时间。
c)
取出管样和指示片,用二级水冲洗后再在无水乙醇中荡涤取出,用滤纸擦净其表面,再用热风
吹干,放入干燥器内干燥1 h 后称量,记录管样和指示片称重量。
d)
若管样酸洗后表面有镀铜,应将管样在称量后再放入1%~2%氨水与0.3%过硫酸胺混合溶
液中浸泡清洗,除去镀铜,然后按上述 c) 步骤处理并称量。
A.2. 1.2 计算
A.2. 1.2. 1 管样在酸洗试验中的腐蚀量计算:
a) 按附录B 中式(B. 1) 计算出金属腐蚀指示片的腐蚀速率v₂;
b) 按式(A. 1) 计算管样在酸洗中的腐蚀量:
Gp=S ·v₂ ·t ………………… …… (A.1)
式中:
Gr—- 管样腐蚀量,单位为克(g);
S - 管样内外总表面积,单位为平方米(m²);
v,—— 腐蚀指示片测得的腐蚀速率,单位为克每平方米小时[g/(m² ·h)];
t - 管样与酸接触时间,单位为小时(h)。
A.2. 1.2.2 管样的沉积物(垢)量按式(A.2) 计算:
style="width:2.31327in;height:0.61996in" /> ……………… ……… (A.2)
式中:
G — 管样中沉积物(垢)量,单位为克每平方米(g/m²);
m₁— 管样初始称重量,单位为克(g);
m₂—— 管样经酸洗后称重量,单位为克(g);
Sx—— 管样内表面积,单位为平方米(m²),
对于内螺纹管,按光管面积乘以1.06系数计算。
A.2. 1.2.3 管样中的垢铜量按式(A.3) 计算:
style="width:1.78668in;height:0.56672in" /> ………………… …… (A.3)
式中:
Gr- 管样中的垢铜量,单位为克每平方米(g/m²);
m₃— 管样经氨洗后称重量,单位为克(g)。
A.2.2 轧管法
适用于对高温过热器管和再热器管中高温氧化皮的沉积物测定,方法如下:
a) 按 A.1.4对管样进行加工处理后,放入干燥器中干燥24 h
以上进行称量,并测量管样内表 面积。
b)
将该管样置于台虎钳上挤压,当内部垢层全部脱落后,再次称量管样,其差值为剥离的垢量,除
以内表面积后即为管样的沉积物量,单位为克每平方米(g/m²)。
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(规范性附录)
金属腐蚀速率和缓蚀剂缓蚀效率测定
B.1 仪器、药品与金属腐蚀指示片
B.1.1 仪器、药品
仪器、药品包括:
a) 烧杯,500 mL;
b) 水砂纸;
c) 恒温水浴锅;
d) 量筒,100 mL~200 mL;
e) 游标卡尺;
f) 分析天平(感量为0.1 mg);
g) 温度计,0℃~100℃;
h) 丙酮;
i) 无水乙醇;
j) 7% 酸洗溶液,经过相应的标准溶液标定,其浓度误差不超过±0.1%。
B.1.2 金 属 腐 蚀 指 示 片
B.1.2.1
金属腐蚀指示片(以下简称指示片)的材质应与被清洗的锅炉受压部件材质相同或者相近,当
被清洗的受压部件由不同材质制作,而且对腐蚀敏感性有明显差异时,选用腐蚀敏感性较强的材质或者
分别选用各受压部件的材质制成的指示片。
B.1.2.2 指示片的制作应按以下要求进行:
a)
制作指示片的材料,不能有夹渣、气孔、裂纹等缺陷。取材时将钢材的压延面作为平面,由整块
钢板或者备用水冷壁管气割下坯料,用刨床刨去四周的热影响区并刨平;经过铣、钻等工序加
工成如图 B.1
所示尺寸(电站锅炉用水冷壁管制作的可以按实际管材尺寸制作),再用磨床磨
至表面粗糙度为 Ra0.4 μm。
b)
试样机械加工过程中应有冷却措施,制作过程中严禁敲打撞击。试样加工完后应对表面进行
仔细检查,不能有划痕、凹坑、锈斑。
c)
指示片一端用5号以下钢字打上钢印编号,打印深度以酸洗后不致消失为宜。用砂纸打磨指
示片表面和悬挂孔,除去棱边和挂孔处的毛刺。
单位为毫米
style="width:4.69341in;height:2.79994in" />
a=50;b=25;c=3;D=4;L=6
图 B.1 试片加工尺寸及钻孔位置
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B. 1.2.3 指示片制作后按以下要求处理:
a) 用丙酮洗去指示片表面油污,再置于洁净的无水乙醇中浸泡2 min,
取出后擦干,置于干燥器
内待用。若指示片暂时不用,可将指示片干燥后,浸泡在机油中或者置于干燥器或者真空器皿
内保存。
b)
使用前需将指示片用水砂纸在平面玻璃板上前后方向研磨至光洁,用清水冲洗干净(注意擦洗
指示片挂孔内污物)后擦干,立即用丙酮或者无水乙醇浸泡2 min,
取出后擦干,置于干燥器内 干 燥 2 h 后称量,精确至0.1 mg。
c) 用游标卡尺准确测量指示片表面尺寸,精确至0. 1 mm; 计算总表面积。
B.2 缓蚀剂的缓蚀效率测定
B.2. 1 量取准确配制的7%酸洗溶液400 mL, 注 入 5 0 0 mL 烧杯中,加入一
定量的缓蚀剂并且搅拌均
匀,在水浴锅上保持恒温(55±1)℃,将三个已经称重的指示片分别用尼龙线串过指示片挂孔,等距离地
悬挂于烧杯中,指示片应当全部浸入酸洗液中,并且与液面保持20 mm~25
mm。盖上表面皿,恒温下 浸 泡 3 h
取出(计时准确至分钟),立即用清水冲洗后放入用氨水调 pH
为9~10的二级水中浸泡1 min~
2min, 然后取出擦干,再放入无水乙醇中浸泡1 min~2min
后取出擦干,放入干燥器中,2 h 后称量。
B.2.2
另取同样浓度的酸洗溶液,除了不加缓蚀剂外,其他条件相同的情况下,以另一组相同指示片按
上述步骤作空白试验。
B.2.3 按 式(B. 1) 计算腐蚀速率(v), 按 式(B.2)
计算缓蚀效率(η)。应当分别计算三片指示片的腐蚀速
率,取其中两个数值相近的平均值计算其缓蚀效率。
style="width:1.09992in;height:0.56672in" /> … …………………… (B.1)
style="width:2.44669in;height:0.59334in" /> … …………………… (B.2)
式 中 :
v — 腐蚀速率,单位为克每平方米小时[g/(m² ·h)];
△w—— 指示片在酸洗溶液浸泡前与浸泡后的质量(称量)之差,单位为克(g);
S — 指示片总表面积,单位为平方米(m²);
t —— 指示片在酸洗溶液中浸泡的时间,单位为小时(h);
η — — 缓蚀效率,%;
vo
——指示片在无缓蚀剂的酸洗溶液中的腐蚀速率,单位为克每平方米小时[g/(m²
·h)];
vi
——指示片在有缓蚀剂的酸洗溶液中的腐蚀速率,单位为克每平方米小时[g/(m²
·h)]。
B.3 清洗助剂与酸液中杂质对金属腐蚀影响的测定
酸洗时若需要加入某些助剂,或者利用某些化工厂副产物的酸液清洗锅炉,都应当预先对其进行金
属腐蚀速率测定。测定方法与 B.2
要求的缓蚀效率测定方法基本相同,只是酸洗溶液中加入相应的助
剂,或者用副产物的酸液配制7%酸洗液,并且将指示片在相应的酸洗溶液中恒温浸泡3
h 以上。酸洗
后除了计算腐蚀速率和缓蚀效率,并且与常规测定结果作对比外,还应当仔细观察指示片表面是否有点
蚀或者其他腐蚀迹象,判断其中是否有影响缓蚀剂缓蚀效果或者容易引起金属腐蚀的物质存在。
B.4 锅炉酸洗时金属腐蚀速率和腐蚀量的测定
B.4.1 指示片的悬挂
指示片应当用耐酸碱腐蚀的非金属材料按照以下要求可靠地悬挂于清洗系统内,并且分别记录各
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指示片接触酸洗液的时间。
a) 锅筒内的指示片在进酸洗液之前挂入;
b) 清洗箱内指示片在酸洗液配制完毕时挂入;
c) 设有监视管的,指示片与监视管同时投入酸洗循环系统。
B.4.2 酸洗后指示片的处理
酸洗结束时取出指示片,立即用清水淋洗后放入用氨水调 pH
为9~10的二级水中浸泡1 min~ 2min,
取出后快速擦干,再放入无水乙醇中,浸泡1 min~2min
后取出擦干,放入盛有干燥剂的干燥瓶
中,干燥2 h
后称量。如果现场没有无水乙醇,应当将指示片保存于干燥瓶内,12 h
后称量。
B.4.3 金属腐蚀速率和腐蚀量的计算
B.4.3. 1 腐蚀速率按式(B. 1) 计算,其中t
分别按照各指示片与酸洗液实际接触的时间计算,直流锅炉
如果采用开式清洗的,t 为清洗系统开始加酸起到停止加酸止的时间。
B.4.3.2 按 式(B.3) 计算腐蚀量 W。
style="width:1.68001in;height:0.5533in" /> … … … … … … … … … …(B.3)
式中:
W—— 腐蚀量,单位为克每平方米(g/m²);
mo-— 指示片试验前质量,单位为克(g);
mi—— 指示片试验后质量,单位为克(g);
S — 指示片表面积,单位为平方米(m²)。
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(资料性附录)
常用清洗药剂的质量标准及其用量计算
C.1 常用清洗药剂质量
清洗药剂的质量及其测定应符合表C.1 给出的标准要求。
表 C.1 常用清洗药剂质量标准
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C.2 常用清洗剂的选用
C.2. 1 碱 洗 剂
碱洗剂常用于新建锅炉煮炉清洗、锅炉酸洗工艺中的碱洗或者使硬垢转型的碱煮以及小型锅炉的
碱煮除垢等。常用碱洗剂选用如下:
a)
新建锅炉进行碱煮或者酸洗前的碱洗时,碱洗液一般由氢氧化钠和磷酸三钠,或者磷酸三钠和
磷酸氢二钠以及湿润剂等助剂组成,高压锅炉或者含奥氏体钢材料的锅炉,不宜采用氢氧化钠
作为主碱洗剂;
b)
运行锅炉清除硫酸盐垢和硅酸盐垢时,酸洗前需要进行碱煮转型,碱煮液一般由磷酸三钠和碳
酸钠,或者磷酸三钠和氢氧化钠以及表面活性剂等助剂组成。
C.2.2 酸洗剂
对不同的结垢物和金属材料,应选用合适的酸洗剂和助溶剂, 一般选择如下:
a) 碳酸盐结垢物,采用盐酸清洗;
b)
硅酸盐结垢物,可以在盐酸中添加氟化物(例如氢氟酸、氟化钠、氟化氢铵等)清洗;
c)
硫酸盐结垢物或者硫酸盐与硅酸盐混合结垢物,应当预先碱煮转型,然后用盐酸或者盐酸添加
氟化物清洗;
d) 氧化铁垢,可以在盐酸中添加氟化物或者采用硝酸清洗;
e) 垢样中含铜时,清洗液中应添加防止镀铜的助剂,
一般可以选用盐酸加硫脲和氟化物等助剂,
或者酸洗后用氨水加过硫酸铵清洗除铜;
f)
含奥氏体钢材料的锅炉,禁止使用盐酸清洗,这类锅炉及高参数的锅炉通常选用柠檬酸、
EDTA
、甲酸、乙酸、羟基乙酸等有机酸作清洗剂,同时选用的缓蚀剂和助剂等不宜含卤族
元素。
C.3 主要清洗药品的用量计算
C.3. 1 一般清洗药剂用量计算
一般清洗药剂(包括:碱洗、碱煮、酸洗、漂洗及钝化等)用药量可按式(C. 1)
计 算 :
style="width:1.93331in;height:0.61996in" /> … … … … … … … … … …(C. 1)
式 中 :
m ——清洗药剂所需用量,单位为吨(t);
k — 药剂富裕系数, 一般取1.1~1.2;
C. 需要配制的清洗液(或漂洗液、钝化液)质量百分数浓度,%;
W— 清洗系统需要配制的清洗液(或漂洗液、钝化液)总量,单位为吨(t),
e ——所购清洗药剂的纯度,%。
C.3.2 电站锅炉酸洗剂用量计算
C.3.2. 1 盐酸、硝酸除垢所需浓酸量可按式(C.2) 计 算 :
style="width:3.71338in;height:0.6666in" /> … … … … … … … … … …(C.2)
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式中:
m酸——需要的浓酸量,单位为吨(t);
k —
清洗系数,清洗碳酸钙为主结垢物时,采用盐酸为0.73、硝酸为1.26,清洗氧化铁垢(Fe₃O₄)
时,采用盐酸为1.26、硝酸为2.17;
G - 被清洗的沉积物(垢)量,单位为克每平方米(g/m²);
S — 被清洗的面积,单位为平方米(m²);
α — — 清洗后酸洗液中残余酸浓度, 一般为1%~2%;
V — 清洗系统的酸洗液总量(近似为系统总体积),单位为立方米(m³);
C—— 工业浓酸的质量分数浓度,%。
C.3.2.2 柠檬酸、EDTA 清洗药剂用量可按式(C.3) 计算:
my=(k ·G · S · 10-⁶+a ·V)×1. 1 … … … … … … … … … …(C.3)
式中:
mγ—— 以100%纯度计的有机酸用量,单位为吨(t);
k — 清洗系数(清洗1 gFe₃O₁ 所需有机酸克数,用EDTA
清洗时为3.8,用柠檬酸清洗时为3.5);
G - 被清洗的沉积物(垢)量,单位为克每平方米(g/m²);
S — 被清洗的面积,单位为平方米(m²);
α — 清洗后残余 EDTA 浓度, 一般以1.5%为宜;
V ——清洗系统的酸洗液总量(近似为总体积),单位为立方米(m³);
C.3.3 缓蚀剂用量
缓蚀剂用量可按式(C.4) 计算:
m缓 =V ·c … … … … … … … … … …(C.4)
式中:
m 缓——缓蚀剂用量,单位为千克(kg);
V — 酸洗液体积,单位为立方米(m³);
c —— 酸洗液中缓蚀剂浓度,单位为千克每立方米(kg/m³)。
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(资料性附录)
酸洗液加热方法
D.1 工业锅炉酸洗液加热方法
D. 1. 1 炉内加热法
先将锅炉水位上到锅筒低水位处,在投酸前采用炉膛点火的方法将锅内的水加热到预定的温度,然
后彻底熄灭炉火,封闭炉门及尾部烟道等出口。再将部分热水退到清洗箱,并且根据加酸量适当排掉一
部分,以便配酸后酸洗液的液位维持在锅筒中间水位。确定清洗系统内水温稳定均匀后,便可以配制酸
洗液。当清洗箱容积小于锅炉水容量时,可以边循环边向清洗箱加酸。
D. 1.2 炉外加热法
将蒸汽加热管或者电加热器管置于清洗箱内,边循环边将清洗系统内的水加热到预定的温度,然后
停止加热,配制清洗液。在酸洗过程中,如果需要加热保温,应注意避免酸洗液局部过热,禁止用蒸汽直
接向锅内酸洗液加热。
D.2 电站锅炉酸洗液加热方法
D.2. 1
电站锅炉酸洗液一般采用炉外加热法。将蒸汽加热管置于清洗箱内、或者将表面式加热器、混
合式加热器置于清洗泵出入口管道处,边循环边加热清洗液,直到达到工艺要求。
D.2.2 EDTA 高温清洗可以采用炉内点火的加热方式。
D.3 蒸汽加热热源的计算
D.3. 1 介质吸热量 Q; 可 按 式(D. 1) 计算:
Q₁=V · △t ·ci ·p …… ………………… (D.1)
式 中 :
Q₁—— 介质的吸热量,单位为焦(J);
V — 清洗系统的容积,单位为立方米(m³);
△t— 被加热液体最终温度与初始温度之差,单位为开尔文(K);
C₁— 水的比热容,单位为焦每千克开尔文[J/(kg ·K)];
p — 水的密度,取值1000 kg/m³。
D.3.2 金属吸热量 Q₂ 按 式(D.2) 计算:
Q₂=G · △t ·c₂ …… ………………… (D.2)
式 中 :
Q₂—— 金属吸热量,单位为焦(J);
G — 金属总质量,单位为千克(kg);
△t—— 被加热液体最终温度与初始温度之差,单位为开尔文(K);
c₂—— 金属比热容,取值0.502×10³[J/(kg ·K)]。
D.3.3 系统散热量Q3 按 式(D.3) 计算:
Q₃=D · △t ·c₁
式中:
Q3—— 系统散热量,单位为焦每小时(J/h);
D— 1h 清洗液循环量,单位为千克每小时(kg/h);
△t—— 被加热液体最终温度与初始温度之差,单位为开尔文(K);
Ci— 水的比热容,单位为焦每千克开尔文[J/(kg ·K)]。
D.3.4 系统散热所需补充汽量 D, 按 式(D.4) 计算:
style="width:1.55335in;height:0.64658in" />
式中:
D,— 系统散热所需补充汽量,单位为千克每小时(kg/h);
Q 系统散热量,单位为焦每小时(J/h);
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… …… …………… (D.3)
…… ……… ……… (D.4)
i”— 加热蒸汽比焓,单位为焦每千克(J/kg);
iH— 饱和水的比焓,单位为焦每千克(J/kg)。
D.3.5 表面式加热器传热面积F 按 式(D.5)
计算:(为便于制作,可做成排管式"储液器"型表面式加热
器,放置于清洗箱内)
style="width:1.62667in;height:0.6666in" /> … … … … … … … … … …(D.5)
式中:
F — 表面式加热器传热面积,单位为平方米(m²);
Q3 — 系统散热量,单位为焦每小时(J/h);
k - 放热系数,单位为瓦每平方米开尔文[W/(m² ·K)], 可按表 D. 1 选取;
△T 。—— 加热工质与被加热介质的平均温差,单位为开尔文(K)。
表 D. 1 表面式加热器放热系数(k)
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D.4 加热蒸汽管及混合式加热器的选择
D.4. 1 加热蒸汽耗量G 按 式(D.6) 计算:
style="width:1.41332in;height:0.66in" />
…………………
…… (D.6)
式中:
G—— 汽耗量,单位为千克每小时(kg/h);
Q₃ 系统散热量,单位为焦每小时(J/h);
i。— 加热蒸汽初焓,单位为焦每千克(J/kg);
ix—— 加热蒸汽终焓,单位为焦每千克(J/kg)。
D.4.2 加热蒸汽管内径d 按 式(D.7) 计算:
GB/T 34355—2017
style="width:1.91994in;height:0.68684in" /> ………… …………… (D.7)
式 中 :
d—— 加热蒸汽管的内径,单位为米(m);
G— 加热蒸汽的蒸汽量,单位为千克每小时(kg/h);
vo— 加热蒸汽比容,单位为立方米每千克(m³/kg);
v—— 管内蒸汽流速,单位为米每秒(m/s), 一般可选取20 m/s~30 m/s。
D.4.3 混合式加热器的要求:
a)
蒸汽宜直接从钢管上的孔眼喷出,并与清洗液混合,进行加热。其孔眼直径为5
mm, 小 孔 开
孔数为100个~120个,孔眼总截面积应为进汽管截面积的2倍~3倍。
b) 混合式加热器宜安装在循环泵出口总管上,设计压力为1.57 MPa,
设计温度为320℃,加热器 构造见图 D. 1。
单位为毫米
style="width:10.71991in;height:2.99332in" />
图 D.1 混合式加热器示意图
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(规范性附录)
工业锅炉化学清洗工艺及其要求
E.1 煮炉清洗
E.1.1 新建锅炉应按照GB 50273 的规定进行煮炉清洗。
E.1.2
煮炉药剂及加药量按照锅炉技术文件的规定,当无规定时,可以根据锅内锈污程度按表
E.1
选用。
表 E.1 煮炉加药量(kg/m³ 锅水)
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E.1.3
药品应完全溶解并稀释成一定浓度后方可加入锅内,配制和向锅内加入药液时应注意安全。
E.1.4
煮炉时,锅炉水位宜保持在水位表的最高可见水位,但不得使药液进入过热器。
E.1.5 煮炉时间根据锅炉内壁锈污程度确定, 一般为48 h~72h 。
升温升压的速率及保持压力的时间
按照锅炉使用说明和操作规程进行, 一般开始3 h~5h 需缓慢升压至0.2
MPa~0.3 MPa,并对人孔、手
孔等处的螺丝进行热态下检查紧固;然后继续升压至额定工作压力的50%,煮炉20
h~42h, 再升压至 额定工作压力约75%,继续煮炉24 h。
如在较低的压力下煮炉,则应适当延长煮炉时间。煮炉过程中,
需要由底部排污2次~3次。
E.1.6 煮炉期间,定期对锅水取样分析(分析方法参见附录 F),
当锅水碱度小于45 mmol/L 或 者
PO₄³- 浓度小于500 mg/L 时,应适当补加药剂。当锅水中 PO₁³
浓度平稳后,可结束煮炉。
E.1.7 煮炉结束后,交替进行排污、上水,直到锅水pH
值\<9、温度降至70℃以下,然后排尽锅水。打
开人孔、手孔,冲洗锅内各部位,清除锅筒、水冷壁、集箱或 U
型下脚圈中的附着物和沉积物,确认水冷
壁管和排污阀无堵塞。
E.1.8
煮炉后应进行清洗质量检查,锅内被清洗的金属表面应清洁,无油污和锈斑,并且形成黑色或者
亮蓝色的钝化膜。
E.1.9
移装或停止运行一年以上需要恢复运行的锅炉,应根据锅内锈污程度适当增加用药量煮炉;若
锈蚀严重或结有1 mm 以上水垢的,则应当进行酸洗。
E.2 除垢清洗
E.2.1 基本要求
锅炉化学清洗除垢工艺包括:清洗前锅内检查清理、碱煮转型、水冲洗、酸洗、酸洗后水冲洗、漂洗及
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钝化等。其中碱煮转型根据垢型确定是否进行,采用带压钝化或额定蒸发量2 t/h
以下的蒸汽锅炉和
额定功率4.2 MW 以下的热水锅炉可以免做漂洗。
E.2.2 锅内堆积物的清除
化学清洗前,应预先清除锅内堆积的沉渣和污物。如果有堵塞的管子应预先进行疏通。
E.2.3 碱煮转型
对于以硫酸盐、硅酸盐为主或者以硫酸盐和硅酸盐混合的结垢物,应先进行碱煮转型,方法参照
如下:
a)
根据结垢物的厚度和成分以及锅炉的水容量,配制碳酸钠和磷酸三钠混合溶液加入锅内,使锅
水中药剂浓度均匀,Na₂CO₃ 达到0.3%~0.6%,Na₃PO₄ · 12H₂O
达到0.5%~1.0%(相当于 PO₄³- 浓度1250 mg/L~2500 mg/L);
b) 锅炉缓慢升压, 一般在5 h 内使锅炉压力升至工作压力的50%,并维持36
h~48h。 结垢严重
的应适当延长碱煮转型时间;
c) 煮炉期间,应定期取样分析。当锅水总碱度小于45 mmol/L,PO₄³-
浓度小于1000 mg/L 时, 适当补加碳酸钠和磷酸三钠;
d) 碱煮转型结束后,放尽碱液,用水冲洗至出口水pH 值小于9。
E.2.4 酸洗液配制
酸洗液应配成一定浓度,并且在缓蚀剂循环均匀后才能打进锅内。当采用盐酸或者硝酸清洗时,其
浓度宜控制在4%~8%;清洗含硅酸盐水垢的需添加氟化物助剂(氢氟酸或者氟化钠等),其浓度宜为
0.5%~1.0%。配制方法如下:
a)
将清洗系统的配药用水加热至预定温度后停止加热,待系统内水温稳定均匀后,加入缓蚀剂进
行系统循环,至均匀后用酸泵或者酸喷射器向清洗箱内逐渐加入浓酸,边循环,边加酸至预定
浓度,氟化物、渗透剂、还原剂等清洗助剂根据需要加入,所有的药剂都应在清洗箱内溶解后再
进入清洗循环系统;
b)
对于容量较小的锅炉,可以直接在清洗箱内将清洗液配成预定浓度,然后用清洗泵送入排空的
锅炉内,进行循环清洗。
E.2.5 酸洗过程的控制
一般锅炉酸洗应采用循环清洗,酸洗过程中应按清洗方案控制酸洗液的温度和流速,并定时取样监
测清洗液的酸浓度及 Fe³+和 Fe²+含量,当 Fe³+含量接近500 mg/L
时,应及时加入还原剂。
E.2.6 酸洗终点判断
工业锅炉清洗,从注酸到排酸的整个酸洗时间一般为8 h~10h, 不超过12 h。
当接近预定酸洗时
间时,应当根据以下分析结果判断酸洗终点,停止酸洗:
a) 酸洗液浓度趋于稳定,相隔30
min,两次分析结果酸洗液浓度的绝对差值小于0.2%;
b) 清洗碳酸盐为主的结垢物,清洗液中不再有气泡产生;
c) 清洗液中铁离子浓度基本趋于平衡。
E.2.7 水顶酸与清渣冲洗
酸洗结束后,不宜直接排空酸洗液,可采用边排酸边上水的方法将锅内的酸洗液用清水快速冲洗置
换出来(注意排酸速率应不大于上水速率);水冲洗至排出液的pH
值大于4为止。如果垢渣量较多,钝
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化前需要清渣,可以在水冲洗后期用适量稀碱液中和冲洗至排出液的 pH
值大于7.5,然后打开所有检
查孔进行清渣。
E.2.8 漂洗和钝化
酸洗后宜进行漂洗,然后钝化。漂洗宜采用浓度为0.1%~0.3%的柠檬酸溶液,加0.1%缓蚀剂,加
氨水调整pH 值至3.5~4.0后进行漂洗,漂洗溶液温度宜维持在75℃~90℃,循环2 h
左右。如果不
漂洗而直接钝化,宜采用下述方法带压钝化:
a) 水冲洗或者清渣后,在系统循环下,加入 Na₃PO₄ · 12H₂O,
使其浓度达到1%~2%,同时加入 氢氧化钠调整 pH
值至11~12,当锅内钝化液浓度均匀后停止循环;
b) 锅炉点火,缓慢升压至工作压力以下,保持压力钝化16 h
以上。如果漂洗后钝化,将钝化液加 热并且维持在80℃~95℃,钝化10 h 以上。
E.2.9 残垢清理
锅炉钝化后应打开所有的人孔和手孔,用人工彻底清理锅内已松动的残垢和沉渣,并且用压力射流
水枪、疏管机等冲洗工具逐根冲洗或者疏通炉管,使受热面的管子畅流无阻,防止残留垢渣脱落后造成
堵管。
E.2.10 清洗后保养
锅炉化学清洗后应立即投入运行,否则应采取停炉保护的防锈蚀措施。
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(资料性附录)
锅炉清洗中的化学分析方法
F.1 碱洗(煮)液和磷酸盐钝化液的测定
F.1.1 碱度的测定
F.1.1.1 基 本 原 理
由氢氧化钠与磷酸三钠、碳酸钠与磷酸三钠或者磷酸三钠和磷酸氢二钠等配制成的碱洗(煮)液和
钝化液,当用酸标准溶液滴定时的步骤及其反应如下:
a) 加酚酞指示剂;
0H⁻+H+=H₂O
Na3PO₄+H+=Na₂HPO₄+Na+
Na₂CO₃+H+=NaHCO₃+Na
b) 再加甲基橙指示剂;
Na₂HPO₄+H+=NaH₂PO₄+Na+
NaHCO₃+H+=H₂O+Na++CO₂
c) 然后用碱标准溶液反滴定。
NaH₂PO₄+NaOH=Na₂HPO₄+H₂O
根据不同的滴定终点所消耗的标准溶液量可以分别计算其含量。
F.1.1.2 试 剂
试剂包括:
a) 0.100 mol/L(1/2H₂SO₄)标准溶液;
b) 0.100 mol/L(NaOH)标准溶液;
c) 1% 酚酞指示剂(以乙醇为溶剂);
d) 0.1% 甲基橙指示剂。
F.1.1.3 测 定 方 法
用移液管准确吸取已经过滤的碱洗液20 mL 于锥形瓶中,用二级水稀释至100
mL, 加 入 1 滴 ~
2滴酚酞指示剂,用0. 100 mol/L(1/2H₂SO₁)
标准溶液滴定至红色恰好消失,记下硫酸消耗量V, 再 加
入2滴~3滴甲基橙指示剂,继续用硫酸标准液滴定至橙红色,记下消耗量 V² (
不 包 括 V)。 如 果 碱 洗
液或者钝化液由碳酸钠和磷酸三钠组成,则再将上述溶液在电炉上加热煮沸约2
min, 去 除 CO₂ 后 迅 速
冷却,再用0.100 mol/L NaOH 标准溶液反滴定至黄色,记下 NaOH 消 耗
量V;。
F.1.1.4 计 算
计算方法如下:
a) 总 碱 度(JD) 总,按式(F. 1) 计 算 ;
style="width:5.02003in;height:0.71324in" /> … … … … … … …(F. 1)
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b) 当碱洗液或者钝化液为氢氧化钠和磷酸三钠时,按式(F.2) 、 式 (F.3)
计算;
style="width:4.17327in;height:0.65318in" /> (%) … … … … … … …(F.2)
style="width:3.54661in;height:0.66682in" /> (%) …… ………… (F.3)
c) 当碱洗液或者钝化液为磷酸三钠和碳酸钠时,按式(F.4) 、 式 (F.5)
计算;
style="width:3.54661in;height:0.66in" /> (%) … … … … … … …(F.4)
style="width:4.50005in;height:0.66in" />(%) … … … … … … …(F.5)
d) 当碱洗液或者钝化液为磷酸三钠和磷酸氢二钠时,按式(F.6) 、 式 (F.7)
计算。
style="width:3.52002in;height:0.6534in" /> (%) … … … … … … …(F.6)
style="width:4.72661in;height:0.66in" /> (%) … … … … … … …(F.7)
式中:
0. 1——c(1/2H₂SO₄) 或 者c(NaOH) 标准溶液浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V₁— 加入酚酞指示剂时所消耗的酸标准溶液的体积,单位为毫升(mL);
V₂—— 再加入甲基橙指示剂后所消耗的酸标准溶液的体积,单位为毫升(mL);
V—— 所取碱洗液或者钝化液的体积,单位为毫升(mL);
Vs— 反滴定时所消耗的NaOH 标准溶液的体积,单位为毫升(mL);
40 - NaOH 的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol);
164——Na₃PO₄ 的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol);
106——Na₂CO₃ 的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol);
142— Na₂HPO₄ 的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol)。
F. 1.2 磷酸根(PO₄³-) 浓度的测定(磷钼蓝目视比色法)
F. 1.2. 1 基本原理
在0.6 mol/L(H+)
的酸度下,磷酸盐与钼酸铵生成磷钼黄,用氯化亚锡还原成磷钼蓝后,与同时配
制的标准色进行比色测定。
F. 1.2.2 试剂及配制
试剂及配制按下列步骤进行:
a) 磷酸盐标准溶液(1 mL 含 1 mg
PO₄³-),称取在105℃干燥过的优级纯磷酸二氢钾(KH₂PO₄) 1.433g,
溶于少量除盐水中,然后准确稀释至1000 mL;
b) 磷酸盐工作溶液(1 mL 含0.1 mg
PO₄³-),取上述标准溶液,用除盐水准确稀释10倍;
c) 钼酸铵-硫酸混合溶液,于600 mL 蒸馏水中徐徐加入167 mL
浓硫酸(密度1.84 g/cm³), 摇 匀 后冷却至室温。称取20 g 钼酸铵[(NH₄)
。Mo,O₂ ·4H₂O], 研细后溶于上述硫酸溶液中,用 蒸馏水稀释至1000 mL;
d) 1% 氯化亚锡甘油溶液,称取1.5 g 分析纯氯化亚锡于烧杯中,加20 mL
浓盐酸溶解,再加
80 mL
纯甘油(丙三醇),搅匀后将此溶液转入塑料壶中密封备用。此溶液容易受空气氧化而
失效,需及时更换。
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F.1.2.3 测定方法
用移液管吸取磷酸盐工作溶液(1 mL 含0.1 mg PO₄³-)0.50 mL,1.00 mL,1.50
mL,2.00 mL,2.50 mL 分别注入一组25mL 比色管中;用另一支移液管准确吸取1
mL~5mL 被测溶液至100 mL 容量瓶,稀 释至刻度后摇匀,然后吸取该溶液5.00
mL 注入一支比色管中。在上述所有比色管中加蒸馏水稀释至 约 2 0 mL,
再往各比色管中加入2.5 mL
钼酸铵-硫酸混合溶液,并且用蒸馏水稀释至刻度,最后在每支
比色管中各加入5滴氯化亚锡甘油溶液,摇匀,2 min 后进行比色。
F.1.2.4 计算
磷酸根浓度按式(F.8) 计算。
style="width:4.99329in;height:0.97328in" />(mg/L) … … … … … … …(F.8)
式中:
V标—
与被测溶液颜色相当的标准色中加入的磷酸盐工作溶液体积,单位为毫升(mL);
V戴——所取碱洗液或者钝化液的体积,单位为毫升(mL)。
F.1.3 硅含量的测定(氢氟酸转化分光光度法)
F.1.3.1 试剂
试剂包括:
a) 10% 钼酸铵溶液;
b) 10% 草酸溶液;
c) 1-氨基-2萘酚-4磺酸溶液(简称1-2-4酸)还原剂,称取0.75 g1-2-4
酸[H₂NC₁₀(OH)SO₃H]
和3.5 g 无水亚硫酸钠(Na₂SO₃) 溶于约100 mL 二级水中。称取45 g
亚硫酸氢钠(NaHSO₃) 溶于约300 mL 二级水中,将两种溶液混合后再稀释至500
mL;
d) 二氧化硅标准工作溶液(SiO₂0.05 mg/mL):取一定体积0. 1 mg/mL SiO₂
标准贮备液,用二 级水准确稀释1倍;
e) 盐酸溶液1+1;
f) 氢氟酸溶液(1+7);
g) 3 mol/L三氯化铝溶液:称取三氯化铝(AICl₃ ·H₂O)724g 溶于800 mL
二级水中,并稀释到1 L;
h) 三氯甲烷。
上述所有试剂应存贮于塑料瓶中。
F.1.3.2 仪器
仪器包括:
a) 紫外-可见分光光度计;
b) 比色皿:10 mm;
c) 多孔水浴锅;
d) 0mL~5mL 塑料移液管;
e) 150 mL~200 mL 密封塑料杯。
F. 1.3.3 测定步骤
F.1.3.3.1 工作曲线的绘制
按表 F. 1 取二氧化硅标准溶液(0.05 mg/mLSiO₂)
注入一组塑料杯中,用二级水稀释至50 mL。
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分别加3 mol/L 三氯化铝溶液3 . 0 mL,
摇匀,用塑料移液管准确加氢氟酸溶液(1+7)1 mL, 摇匀,放置 5 min。加 1 mL
盐酸溶液(1+1),摇匀,试液温度控制在(27±5)℃下加10%钼酸铵溶液2 mL, 摇 匀
, 放置5 min 。 加 1 0 % 草 酸 溶 液 2 mL, 摇匀,放置1 min 。
再加1-2-4 酸 还 原 剂 2 mL, 摇匀,放置8 min 。 在分光光度计上用660 nm
波长,10 mm 比色皿,以Ⅱ级试剂水做参比,测定吸光值,并以吸光值为纵坐
标,SiO₂ 含量为横坐标绘制工作曲线。
表 F. 1 硅标准液的配制
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F.1.3.3.2 水样的测定
取经过定量滤纸过滤后的碱洗清液100 mL 于 2 0 0 mL
分液漏斗内,加(1+1)盐酸调整 pH 值 至
1.0,加40 mL 三氯甲烷,振荡2 min~3min, 澄清5 min
至三氯甲烷和水分层,弃去三氯甲烷。
吸取一定体积分离后的试样于塑料瓶中,用二级水稀释到50 mL, 摇 匀 。 加 1
mL(1+1) 盐酸,摇 匀,用塑料移液管准确加入1 mL
氢氟酸溶液(1+7),摇匀,盖好瓶盖(不要过紧)置于沸水浴锅中,加热
从水浴锅取出塑料瓶,加入3 mol/L 三氯化铝3.0 mL,
摇匀后置于冷水中冷却,当水样温度冷却至 (25±5)℃时,加10%钼酸铵溶液2 mL,
摇匀,放置5 min 。 加 1 0 % 草 酸 溶 液 2 mL, 摇匀,放置1 min。
再加1-2-4 酸还原剂2 mL, 摇匀,放置8 min 。 用二级水做参比,在660 nm
处,用10 mm 比色皿测定水
样的吸光度,从工作曲线上查出相应的二氧化硅含量a, 硅含量按式(F.9)
进行计算。
style="width:1.73334in;height:0.58674in" /> … …………………… (F.9)
式 中 :
Cso:— 经碱洗的碱洗液中二氧化硅含量,单位为毫克每升(mg/L);
a — 从工作曲线上查出的二氧化硅含量,单位为毫克每升(mg/L);
V — 碱洗液测试体积,单位为毫升(mL)。
F. 1.4 悬浮物的测定
F. 1.4. 1 将定量滤纸放在称量瓶内,置于105℃烘箱内烘2 h
(烘时应将称量瓶盖子打开),然后将称量
瓶盖子盖好,取出置于干燥器内冷却至室温后称量,重复至恒重。
F. 1.4.2 取500 mL~1000mL
经充分摇匀的碱洗液,用上述已称量的定量滤纸过滤碱洗液,过滤后用
二级水洗涤几次,将滤纸连同滤渣一
同移入已称重的称量瓶内,于105℃~110℃烘箱内干燥2 h, 取 出
置于干燥器内冷却后称量。悬浮物含量按式(F. 10) 计算。
style="width:2.48004in;height:0.59994in" /> … … … … … … … … … …(F. 10)
式 中 :
Cx— 经碱洗的碱洗液中沉淀物含量,单位为毫克每升(mg/L);
G₁—— 烘干后悬浮物、滤纸及称量瓶称重量,单位为克(g);
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G₂— 空白滤纸及称量瓶称重量,单位为克(g);
V — 碱洗液测试体积,单位为毫升(mL)。
F.2 酸洗液(漂洗液)浓度的测定
F.2. 1 盐酸、硝酸、磷酸等酸浓度的测定
F.2. 1. 1 浓酸纯度测定
F.2.1.1.1 试 剂
试剂包括:
a) 0.1% 甲基橙指示剂;
b) 0.1 mol/L(NaOH)标准溶液:称取4 gNaOH
用煮沸后冷却的二级水溶解并稀释至1 L, 然后 用0.1000 mol/L(1/2H₂SO₄)
硫酸标准溶液标定。
F.2.1.1.2 测定方法
准确吸取1.00 mL 浓酸至50 mL
容量瓶中,稀释至刻度,混匀后用移液管吸取该稀释液10.00 mL
于锥形瓶中,加入90 mL 二级水及2滴~3滴甲基橙指示剂,用0.1 mol/LNaOH
标准溶液滴定至终点
(橙黄色),记下 NaOH 标准溶液消耗量。浓酸纯度可按式(F. 11) 计算。
style="width:5.02003in;height:0.97328in" /> … … … … … … … …(F. 11)
式中:
C 浓 + 浓酸的纯度,%;
c ——NaOH 标准溶液浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V — 滴定时NaOH 标准溶液的消耗量,单位为毫升(mL);
M - 酸的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol)(HCl 为36.5 g/mol,HNO₃ 为63
g/mol,H₃PO₄ 为
p —— 浓酸的密度,市售工业盐酸约为1.15 g/cm³, 硝酸约为1.4 g/cm³。
F.2. 1.2 酸洗液浓度测定
F.2. 1.2. 1 基本原理
用溴甲酚绿-
甲基红作指示剂,用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液由酒红色转为绿色为终点(变色时
pH=5. 1), 根据氢氧化钠标准溶液的消耗量计算酸浓度。
注:当结垢物中不含氧化铁垢时,也可以采用甲基橙为指示剂,滴定至溶液由橙红色转为橙黄色为终点。但如果结
垢物中含有氧化铁垢,测定中 Fe³+ 容易发生水解反应,产生棕红色 Fe(OH)
沉淀,影响终点观察;若加柠檬酸
铵掩蔽 Fe³+,
也容易因柠檬酸铵与氢氧化钠反应而造成测定误差,因此应采用溴甲酚绿-
甲基红混合指示剂。
F.2.1.2.2 试剂
试剂包括:
a) 溴甲酚绿- 甲基红混合指示剂,称取0.2 g 溴甲酚绿和0.04 g
甲基红溶于100 mL 乙醇中;
b) 0.1 mol/L(NaOH)标准溶液。
F.2. 1.2.3 测定方法
准确吸取酸洗液1.00 mL (浓度较低时取2.00 mL) 于250 mL
锥形瓶中,加二级水至100 mL, 加溴
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甲酚绿- 甲基红指示剂3滴~4滴,然后用0 . 1 mol/LNaOH
标准溶液滴定至绿色为终点,记下 NaOH
消耗量V 。 酸洗液中酸浓度[H+] 以质量百分浓度计,按式(F. 12) 计 算 。
style="width:3.05337in;height:0.63316in" /> … … … … … … … …(F. 12)
式 中 :
C+—— 酸洗液的酸浓度,%;
c ——NaOH 标准溶液浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V — 滴 定 时 NaOH 标准溶液的消耗量,单位为毫升(mL);
M — 酸洗液中酸的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol),
当酸洗液为盐酸时M=36.5 g/mol; 当
酸洗液为硝酸时,M=63g/mol; 当酸洗液为磷酸时,M=98 g/mol;
V酸 — — 酸洗液测定时吸取体积,单位为毫升(mL)。
F.2.2 氢氟酸浓度的测定
F.2.2. 1 试 剂
试剂包括:
a) 1% 酚酞乙醇溶液;
b) 混合指示剂:甲基红-亚甲基蓝指示剂,准确称取0.125 g 甲基红和0 .085
g 亚甲基蓝,在研钵中 研磨均匀后,溶于100 mL 95%乙醇溶液中;
c) 1 mol/L NaOH 标准溶液、0.1 mol/L NaOH 标准溶液;
d) 饱和氯化钾溶液。
F.2.2.2 浓氢氟酸浓度测定
在塑料器皿中准确称入1 g~2g 氢氟酸(为防止浓 HF
挥发,可先在塑料器皿内加入少量二级水与
器皿
一起称重)。将称量后的氢氟酸移入锥形瓶中,淋洗塑料器皿也并入锥形瓶中,使体积稀释至约
70 mL,加入3 . 0 mL 饱和氯化钾溶液,2滴酚酞乙醇溶液(或混合指示剂)用1
mol/L NaOH 滴定至微 红 色 1 5 s
不消失(用混合指示剂作指示剂时,紫色消失即为终点)。浓氢氟酸浓度以质量百分浓度表示
按 式(F. 13) 计 算 :
式 中 :
C 浓HF——浓氢氟酸浓度,%;
style="width:3.11331in;height:0.61336in" />
… … … … … … … …(F. 13)
c ——NaOH 标准溶液浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V — 滴 定 时 NaOH 标准溶液消耗体积,单位为毫升(mL);
20 —HF 的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol);
m — 浓氢氟酸称重量,单位为克(g)。
F.2.2.3 氢氟酸清洗液浓度测定
准确吸取 HF 酸 洗 液 1 mL~2mL 至锥形瓶中,用二级水稀释至100 mL,
加入15 mL 饱和氯化钾
溶液,加入2滴混合指示剂,用0. 1 mol/LNaOH
滴定至紫色消失呈亮绿色即为终点。以质量百分数表
示的氢氟酸浓度按式(F. 14) 计算。
style="width:3.16665in;height:0.63338in" /> ………… ……… (F.14)
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式中:
C稀HF— 氢氟酸清洗液浓度,%;
V酸 — 酸洗液测定时吸取体积,单位为毫升(mL)。
F.2.3 柠檬酸清洗液(漂洗液)浓度测定
F.2.3. 1 基本原理
游离柠檬酸浓度的测定,用NaOH
标准溶液进行中和滴定,加入一定量高氯酸镁可以减少试样中
游离铁离子的影响。由于酸洗或漂洗时,配制的柠檬酸溶液需用氨水调节 pH
值至3.5~4,因此实际上
溶液中有部分形成了柠檬酸铵,使中和滴定的酸度要比实际的柠檬酸浓度小,所以测定结果应予以修
正。修正系数α与溶液 pH 值有关,酸洗前需预先测定柠檬酸在不同 pH
值时的修正系数 Fa, 并制作
pH-Fa 关系表。
F.2.3.2 试剂
试剂包括:
a) 0.1000 mol/L NaOH 标准溶液;
b) 5%Mg(CIO₄)₂ 高氯酸镁溶液;
c) 溴百里酚蓝指示剂,称取0.1 g 溴百里酚蓝,溶于50 mL95%
乙醇溶液中,稀释至100 mL。
F.2.3.3 pH-Fa 表的制作
pH-Fα 表的制作按下列步骤进行:
a) 准确称取3.2812 g 优级纯柠檬酸(C₆H 。O ·H₂O), 溶解于96.7 g
二级水中,配制成3.0%浓 度的柠檬酸溶液;
b) 分别取3.0%浓度的柠檬酸溶液2.00 mL
至一组锥形杯中,各加适量水,再依次加入不同量的 氨水,用二级水稀释至100
mL, 配制成一系列柠檬酸浓度相同但 pH 值不同的柠檬酸铵溶液, 测定并记录
pH 值 ;
c) 在上述系列柠檬酸铵溶液中各加入5 mL
高氯酸镁溶液和2滴溴百里酚兰指示剂,分别用 0.1 mol/L NaOH
标准溶液滴定至溶液呈浅绿为止(pH 为6~7.6),记录 NaOH 标准溶液消
耗体积;
d) 按式(F. 15) 计算 Fα 值,不同的 pH 值对应不同的Fα 值,制成 pH-Fα
表。表F.2 是部分pH 与 Fα 对应值,也可按上述方法制作完整 pH
值范围的pH-Fa 表。
style="width:0.92009in;height:0.5665in" /> ……… … ……… (F.15)
式中:
Fα—— 柠檬酸在不同pH 值时的修正系数Fα;
V — 滴定时消耗0.1 mol/LNaOH 标准溶液的体积,单位为毫升(mL)。
表 F.2 不同 pH 时柠檬酸的 Fa 值(pH-Fa 表)
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style="width:2.81989in;height:0.61996in" />GB/T 34355—2017
表 F.2 ( 续 )
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F.2.3.4 清洗液(漂洗液)中游离柠檬酸浓度测定
取柠檬酸清洗液2 .00 mL, 用二级水稀释至100 mL,
用酸度计精确测定并记录试样的 pH 值 。 然
后 加 入 5 mL 高氯酸镁溶液和2滴溴百里酚兰指示剂,用0. 1 mol/LNaOH
滴定至溶液呈浅绿色为止,
记下消耗 NaOH 消耗体积,以质量百分数表示的柠檬酸浓度按式(F,16) 计 算
:
CHsC₆HsO₁=Fa×V … … … … … … … … … …(F. 16)
式 中 :
CHaCiHiO 柠檬酸质量百分浓度,%;
Fα — 根 据 pH 值 从 pH-Fα 表中查得;
V — 消耗0. 1 mol/L NaOH 标准溶液的体积,单位为毫升(mL)。
F.2.3.5 注意事项
由 于 Fα 值是依据0. 1000 mol/LNaOH
标准溶液滴定结果制作的,实际清洗测定时,如果 NaOH
标准溶液浓度不是0. 1000 mol/L, 则柠檬酸浓度应按式(F. 17) 计 算 :
式 中 :
c—NaOH
……… ……………… (F.17)
标准溶液浓度,单位为摩尔每升(mol/L)。
F.2.4 EDTA 清洗液的测定
F.2.4. 1 清洗液中游离 EDTA 浓度的测定
F.2.4. 1. 1 试剂包括:
a) c(Zn²+)0.05 mol/L
锌标准溶液:精确称取经800℃灼烧至恒重的基准氧化锌2.0345 g, 用 少
许二级水湿润,加1+1盐酸至氧化锌溶解,移入500 mL
容量瓶中,稀释至刻度,摇匀;
b) 乙酸- 乙酸钠缓冲溶液(pH≈6): 称 取 5 0 g 乙 酸 钠(CH₃COONa · 3H₂O),
溶于水,加入2.85 mL 乙酸(冰醋酸),稀释至500 mL;
c) 二甲酚橙指示剂:称取0.2 g 二甲酚橙,溶于水,稀释至100 mL,
存于滴瓶中(可稳定3个月);
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d) 1+4 HCl 溶液;
e) 1+4 氨水溶液。
F.2.4. 1.2 测定按下列步骤进行:
准确量取1 mL 经过滤的 EDTA 清洗液于250锥形瓶中,加100 mL
二级水,再加10 mL 乙酸- 乙 酸钠缓冲溶液,检查被测液的 pH, 如果 pH
值不在5~6范围内,用1+4盐酸或1+4的氨水调节至该
范围,加10滴二甲酚橙指示剂,充分振荡,此时溶液应为亮黄色,然后用
c(Zn²+)0.05 mol/L 锌标准溶
液进行滴定,溶液呈红色或紫红色为终点,记下消耗的锌标准溶液体积数。以质量百分数表示的游离
EDTA 浓度按式(F. 18) 计算:
style="width:3.52663in;height:0.66682in" /> … … … … … … … … … …(F. 18)
式中:
CEDTA 以质量百分数表示的清洗液中游离 EDTA 浓度,%;
V — 滴定时消耗的锌标准溶液的体积,单位为毫升(mL);
c —— 锌标准溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
VEDrA— 测定所取 EDTA 清洗液的体积,单位为毫升(mL);
292 — EDTA (乙二胺四乙酸)的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol)。
F.2.4.2 清洗液中EDTA 总浓度的测定(EDTA 清洗液配制结束时测定)
F.2.4.2. 1 测定清洗液中 EDTA 总浓度是为了确定实际配制的EDTA
清洗液浓度,因此测定时需先将
已 与EDTA 络合的总铁离子彻底分离。
F.2.4.2.2 试剂包括:
a) 10 mol/L NaOH 溶液;
b) 1+1 HCl;
c) pH 值=10±0. 1氨-氯化铵缓冲溶液;
d) 铬 黑T 指示剂,5%乙醇溶液;
e) c(Zn²+)0.05 mol/L 锌标准溶液。
F.2.4.2.3 测定按下列步骤进行:
a) 准确量取2 mL EDTA 清洗液于250 mL 锥形瓶,加60 mL 二级水,用10
mol/L NaOH 溶液 调节 pH
值至13.0~13.5,加热煮沸,析出铁化合物沉淀。用中速滤纸过滤,再用水清洗沉淀
和滤纸2遍~3遍,弃去沉淀,滤液用1+1 HCl 溶液调节至 pH
值至3以下,再用10 mol/L NaOH 溶液调节并保持滤液 pH
值为13.0~13.5,重复沉淀和过滤操作2次~3次,直到滤液 澄清透明为止。
b) 滤 液 用 1 + 1 HCl 溶液调节 pH 值至10.0左右,加5 mL~10mL
氨-氯化铵缓冲溶液,加3滴 ~6滴铬黑 T 指示剂,用Zn²+
标准溶液滴定至刚好呈红色,记录 Zn²+ 标准溶液的体积。以质
量百分数表示的清洗液 EDTA 总浓度按式(F. 19) 计算。
style="width:3.59334in;height:0.65318in" />… … … … … … … … … …(F. 19)
式中:
CaEDTA 清洗液中EDTA 总浓度,%。
F.3 酸洗液中Fe³+ 、Fe²+ 的测定
F.3. 1 盐酸、硝酸、磷酸等酸洗液中铁含量测定
F.3. 1. 1 基本原理
在酸性条件下,磺基水扬酸指示剂与Fe³+ 生成紫红色络合物,滴定时EDTA
标准溶液与 Fe³+ 生 成
style="width:3.41335in;height:0.66in" />
style="width:3.41335in;height:0.68002in" />GB/T 34355—2017
无色络合物。由于EDTA
络合能力强于磺基水扬酸,因此滴定至溶液中紫红色消失即为终点到达。再
用过硫酸铵将溶液中的Fe²+ 氧化成 Fe³+, 溶液又呈紫红色,继续用EDTA
滴定至紫红色消失。根据
EDTA 标准溶液二次消耗量,分别计算酸洗液中Fe³+ 和 Fe²+ 的量。
F.3. 1.2 试剂
试剂包括:
a) 10% 磺基水杨酸指示剂;
b) 10%(NH₄)₂S₂O₅ 过硫酸铵溶液;
c) 0.05 mol/L EDTA 标准溶液;
d) 1+1 氨水;
e) 1+4 盐酸。
F.3. 1.3 测定方法
准确量取2 mL~10mL 经滤纸过滤后的酸洗液于250 mL
锥形瓶中,用二级水稀释至100 mL, 加 入 1 mL10%
磺基水杨酸作指示剂,用0.05 mol/L EDTA
标准溶液滴定至紫红色消失,记录所消耗的 EDTA 体积V, 再加入0.5 g~1g
过硫酸铵晶体或5 mL10% 过硫酸铵溶液,加热至60℃~70℃,继 续用0.05 mol/L
EDTA 标准溶液滴定至紫红色消失(滴定快到终点时,静置2 min,
观察颜色变化,如 果仍显紫红色则继续滴定),记录消耗的EDTA 体积V²
(不包括V) 。 酸洗液中三价和二价铁离子浓度
分别按式(F,20) 和式(F.21) 计算:
… … … … … … … …(F.20)
………… ……… (F.21)
式中:
Cre3+——清洗液中 Fe³+ 的含量,单位为毫克每升(mg/L);
CFe2+——清洗液中Fe²+ 的含量,单位为毫克每升(mg/L);
c ——EDTA 标准溶液浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V₁ — 滴定Fe³+ 时(第一次)所消耗的EDTA 标准溶液体积,单位为毫升(mL); V₂
— 滴定Fe²+ 时(第二次)所消耗的EDTA 标准溶液体积,单位为毫升(mL);
V酸 — 所取酸洗液(或漂洗液)体积,单位为毫升(mL);
56 — Fe 的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol)。
F.3.2 氢氟酸清洗液中 Fe²+ 、Fe³+ 的测定
F.3.2. 1 试剂包括:
a) 10% 磺基水杨酸钠;
b) 25% AICl₃溶液;
c) 5 mol/L(1/2H₂SO₄)硫酸溶液;
d) 0.05 mol/L EDTA 标准溶液;
e) 10%(NH₄)₂S₂O 过硫酸铵溶液。
F.3.2.2 测定按下列步骤进行:
在250 mL 锥形瓶中,先加入100 mL 二级水,再准确加入2 mL~5mL
酸洗液,加入2 mL25%
AlCl₃, 摇匀后用1+1氨水和5 mol/L(1/2H₂SO₄) 调节 pH
值至2.0左右,加热至30℃,加入5 mL
10%磺基水杨酸钠,用0.05 mol/LEDTA 标准溶液滴定至紫色消失,记录EDTA
消耗量V₁(mL), 再加
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10%过硫酸铵,加热至70℃,继续用0.05 mol/L EDTA 滴定至黄色,记录 EDTA
消耗量为 V₂ (不包括
Vi)。
氢氟酸清洗液中三价和二价铁离子浓度分别按式(F.20) 和 式(F.21) 计算。
F.3.3 柠檬酸清洗液中铁浓度的测定
F.3.3. 1 试剂包括:
a) 0.5 mol/L(1/2H₂SO₄)硫酸溶液;
b) 0.05 mol/L EDTA 标准溶液;
c) 40%KCNS 硫氰酸钾溶液;
d) 10%(NH₄)₂S₂Os 过硫酸铵溶液。
F.3.3.2 测定按下列步骤进行:
准确量取2 mL~5mL 清洗液于250 mL 锥形瓶中,加入4 mL0.5
mol/L(1/2H₂SO₄)硫酸溶液,
用二级水稀释至100 mL, 加 入 5 mL40% KCNS 溶液,用0.05 mol/L EDTA
标准溶液滴定至红色消
失,记下 EDTA 溶液的消耗量 V, 再 加 入 3 mL10%(NH₄)₂S₂Os
溶液,加热至60℃~70℃,继续用
0.05 mol/L EDTA 标准溶液滴至红色消失,记下 EDTA 溶液的消耗量为V₂
(不包括 V₁) 。H₃C₆H₅O₇
不干扰铁的测定,若溶液中铁含量较高,在接近终点时溶液呈橙色,终点不明显可酌情用二级水稀释。
柠檬酸清洗液中三价和二价铁离子浓度分别按式(F.20) 和 式(F.21) 计算。
F.3.4 EDTA 清洗液中全铁离子含量的测定
F.3.4. 1 试剂包括:
a) 10% NaOH;
b) 分析纯过氧化氢(H₂O₂);
c) 25%(NH₄)₂S,O 、 过硫酸铵溶液;
d) 1+1 HCl;
e) 10% 磺基水杨酸钠溶液;
f) 0.05 mol/L EDTA 标准溶液。
F.3.4.2 测定按下列步骤进行:
准确吸取EDTA 清 洗 液 1 mL~5mL (视清洗液中铁的总含量而定)注入100 mL
烧杯中,加
30mL 热除盐水和25%过硫酸铵5 mL~25 mL( 以 1 mL 样 品 加 入 5 mL
为基准),再加15 mL10%
NaOH, 加热至沸腾后,逐滴加入2 mLH₂O₂ ,
稍冷后用定量滤纸倾泻法过滤,并用少量除盐水淋洗烧
杯,洗液也一并过滤,过滤后再用少量除盐水淋洗沉淀2次~3次。然后用热的1+1
HCl 溶解沉淀,并
用热除盐水和盐酸交替洗至滤纸完全无黄色,将此溶解液接至100 mL
容量瓶中,稀释至刻度后,倒入 250mL 锥形瓶中,用1+1氨水和1+4盐酸调节
pH=2~3, 加 入 1 mL10% 磺基水杨酸钠作指示剂,
以0.05 mol/L EDTA 标准溶液滴定至紫红色消失,记录所消耗的 EDTA 溶 液 体
积V 。EDTA 清洗液
中全铁离子含量按式(F.22) 计算。
式中:
style="width:2.87338in;height:0.63998in" />
… … … … … … … … … …(F.22)
Cre—— 清洗液中全铁离子含量,单位为毫克每升(mg/L);
c — EDTA 标准溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V — 滴定时 EDTA 标准溶液消耗的体积,单位为毫升(mL);
V酸— 吸取的 EDTA 清洗液体积,单位为毫升(mL)。
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F.4 酸洗液或氨洗液中铜离子浓度的测定
F.4. 1 试剂包括:
a) 氯化铵(分析纯);
b) 紫尿酸铵指示剂;
c) 0.01 mol/L EDTA 标准溶液;
d) 1+1 氨水;
e) 1+4 HCl。
F.4.2 测定按下列步骤进行:
测定酸洗液或氨洗液中溶解的铜,需用定性滤纸过滤酸洗液,除去固体杂质后,再测定。以紫尿酸
铵为指示剂进行络合滴定。取10 mL~15mL
试样经中速定性滤纸过滤,滤液放入250 mL 锥形瓶中, 用二级水稀释至100
mL, 加入少量氯化铵(约0.5 g), 溶解后用1+1氨水或1+4 HCl 调节 pH 值至
7~8,加入0.4 g 紫尿酸铵指示剂,用0.01 mol/L EDTA
标准溶液滴定至玫瑰紫色,记录所消耗的
EDTA 溶液体积V
。以质量百分数表示的酸洗液或氨洗液中铜离子含量按式(F.23) 计算。
style="width:3.22675in;height:0.6468in" /> … … … … … … … … … …(F.23)
式中:
Ccu — 酸洗液或氨洗液中铜离子含量,%;
c — EDTA 标准溶液浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V —— 滴定时EDTA 标准溶液消耗的体积,单位为毫升(mL);
V洗——量取酸洗液或氨洗液的体积,单位为毫升(mL);
63.54——铜的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol)。
F.5 酸洗液中硅酸化合物的测定
按 F. 1.3 规定的方法进行。
F.6 酸洗液中悬浮物含量的测定
按 F. 1.4 规定的方法进行。
F.7 氨洗液的浓度测定
F.7. 1 试剂包括:
a) 0.1% 甲基橙指示剂;
b) c(1/2H₂SO₄)0.5 mol/L 硫酸标准溶液。
F.7.2 测定按下列步骤进行:
取氨洗液10 mL 于250 mL 锥形瓶中,用二级水稀释至100 mL,
加入2滴甲基橙指示剂,用 0.5
mol/L(1/2H₂SO₄)硫酸标准溶液滴定至溶液呈橙色为止。以质量百分数表示的氨水溶液浓度按
式(F.24) 计算。
style="width:3.04676in;height:0.62678in" /> … … … … … … … … … …(F.24)
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式中:
CNH₃— 氨洗液中氨的浓度,%;
c — [1/2H₂(SO₄) 。] 硫酸标准溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
— 消耗硫酸标准溶液的体积,单位为毫升(mL);
V氮——量取氨洗液的体积,单位为毫升(mL);
1 7 - 氨(NH₃) 的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol)。
F.8 氨基磺酸含量的测定
参照 HG/T 2527 中的测定方法。
F.9 亚硝酸钠(NaNO₂) 浓度的测定
F.9. 1 试剂包括:
a) 1+3 H₂SO。
b) 草酸钠(基准物)。
c) 0.1 mol/L[(NH₄)₂Fe(SO₄) 。]硫酸亚铁铵标准溶液,配制方法见 F. 11.
1.le)。
d) 0.05 mol/L[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂]硫酸亚铁铵标准溶液,用0.1
mol/L[(NH₄)₂Fe(SO₄) 。] 硫酸 亚铁铵标准溶液准确稀释1倍。
e) 0.1 mol/L(1/5KMnO₄)高锰酸钾标准溶液,配制方法:
1) 称取3.3g 高锰酸钾溶于1050 mL 的二级水中,缓慢煮沸15 min~20
min,冷却后在暗 处密封保存两周,以 G,
玻璃过滤器过滤,滤液储于具有磨口塞的棕色瓶中。
2) 用草酸钠基准物质标定,称取经105℃~110℃烘至恒重的基准草酸钠0.2 g
(准确至 0.2 mg),溶于100 mL 二级水中,加8 mL 浓硫酸,用50 mL
滴定管以待标定的高锰酸钾
溶液滴定,近终点时,加热至65℃,继续滴定溶液至微红色并保持30s,
同时做空白试验。 高锰酸钾标准溶液浓度按式(F.25) 计算。
style="width:2.09332in;height:0.61996in" /> ……… ……………… (F.25)
式中:
c —— 1/5KMnO₄ 高锰酸钾标准溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
— 基准草酸钠的称量,单位为克(g);
a — 标定时消耗的高锰酸钾的体积,单位为毫升(mL);
b — 空白试验时高锰酸钾消耗的体积,单位为毫升(mL);
67——草酸钠(1/2Na₂C₂O₁) 的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol)。
f) 0.05 mol/L(1/5KMnO₁)高锰酸钾标准溶液,用0.1 mol/L(1/5KMnO)
高锰酸钾标准溶液准 确稀释1倍。
F.9.2 亚硝酸钠钝化液浓度的测定按下列步骤进行:
在300 mL 锥形瓶中加入100 mL 二级水,加10 mL1+3H₂SO₄, 立即用0.05
mol/L(1/5KMnO₄)
标准溶液滴定至粉红色,稳定2 min ( 此 KMnO₄ 不计量),再准确加入15 . 00
mL 0.05 mol/L
(1/5KMnO₄) 标准溶液,用移液管加入5.00 mL
钝化液(加入时移液管应插入液面下,再缓慢搅拌均
匀)。待5 min 后再加入10 mL0.05 mol/L[(NH₄) 。Fe(SO₄)
。]硫酸亚铁铵标准溶液,静置5 min 后 ,
再用0.05 mol/L(1/5KMnO₄) 高锰酸钾标准溶液滴定过量的[(NH₄)₂Fe(SO₄)
。], 至溶液呈粉红色,并
保持30 s 不褪色,记录高锰酸钾标准溶液消耗体积。以质量百分数表示的
NaNO₂ 浓度按式(F.26)
GB/T 34355—2017
计算:
式中:
style="width:5.29993in;height:0.69344in" />
… … … … … …(F.26)
CxaNo₂——亚硝酸钠浓度,%;
V — 滴定时消耗的高锰酸钾标准溶液体积,单位为毫升(mL);
c₁ — 1/5KMnO₄ 高锰酸钾标准溶液浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
c₂ — (NH₄)₂Fe(SO)2 硫酸亚铁铵标准溶液浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
34.5 — 1/2NaNO₂亚硝酸钠的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol);
V钝 ——测定钝化液时取样体积,单位为毫升(mL)。
F.10 联氨浓度的测定
F. 10. 1 试剂包括:
a) 0.1 mol/LNa₂S₂O₃硫代硫酸钠标准溶液;
b) 0.05 mol/L(1/2I₂)碘标准溶液;
c) 1% 淀粉指示剂;
d) 2 mol/L NaOH 溶液;
e) 1 mol/L1/2H₂SO₄ 溶液。
F. 10.2 测定按下列步骤进行:
取两个250 mL 具磨口塞的锥形瓶,其中一个瓶中加入待测试样10 mL,
并用二级水稀释至100 mL,
另一个瓶中加入二级水100 mL, 各加入2 mol/L NaOH 溶 液 2 mL,
用滴定管精确加入0.05 mol/L
(1/2I2) 碘标准溶液10.00 mL, 充分混匀,置于暗处3 min; 再分别加入1
mol/L(1/2H₂SO₄) 硫酸溶液
5mL,
用硫代硫酸钠标准溶液滴定过剩的碘,滴定至溶液呈浅黄色(接近终点)时加入1
mL 淀粉指示
剂,继续滴定至蓝色消失,记录硫代硫酸钠标准溶液的消耗量。联氨浓度按式(F.27)
计算。
style="width:3.94671in;height:0.66in" /> … … … … … … … …( F.27)
式中:
Cy₂H— 联氨浓度,单位为毫克每升(mg/L);
b —— 滴定二级水空白时硫代硫酸钠标准溶液消耗的体积,单位为毫升(mL);
a —— 滴定待测试样时硫代硫酸钠标准溶液消耗的体积,单位为毫升(mL);
c —— 硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃) 标准溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
8 —— 1/4N2H₄ 的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol);
VN₂H₄— 所取试样的体积数,单位为毫升(mL)。
F.11 清洗废液的测定
F. 11. 1 化学需氧量重铬酸钾法(CODc)
F. 11. 1. 1 试剂包括
a) 硫酸-硫酸银溶液:于2500 mL 浓硫酸中加入25 g
硫酸银。放置1天~2天,不时摇动使其溶 解(如无2500 mL 容器,可在500 mL
浓硫酸中加入5 g 硫酸银);
b) 硫酸汞:结晶或粉末;
c) 0.2500 mol/L(1/6K₂Cr₂O₇)重铬酸钾标准溶液:称取预先在120℃烘干2h
的基准或优级纯
GB/T 34355—2017
重铬酸钾12.258 g 溶于水中,移入1000 mL 容量瓶,稀释至标线,摇匀;
d) 试亚铁灵指示液:称取1.485 g 邻菲罗啉,0.695 g 硫酸亚铁(FeSO₄
·7H₂O) 溶于水中,稀释至
e) 0.1 mol/L[(NH₄)₂Fe(SO₄) 。]硫酸亚铁铵标准溶液,配制方法:
1) 称取39.5 g 硫酸亚铁铵[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂ · 6H₂O]
溶于水中,边搅拌边缓慢加入20 mL 浓硫酸,冷却后移入1000 mL
的容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀。临用前,用重铬酸钾 标准溶液标定;
2) 标定:准确吸取10.00 mL0.2500
mol/L(1/6K₂Cr₂O₇)重铬酸钾标准溶液于500 mL 锥 形瓶中,加水稀释至110 mL
左右,缓慢加入30 mL 浓硫酸,混匀。冷却后,加入3滴试亚
铁灵指示液(约0.15 mL),
用待标定的硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝
绿色至红褐色即为终点。 (NH₄)₂Fe(SO₄) 。 标准溶液按式(F.28) 计算。
style="width:1.87337in;height:0.60654in" /> …… ………………… (F.28)
式中:
c —— 硫酸亚铁铵[(NH₄)₂Fe(SO₄) 。]
标准溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V —— 硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积,单位为毫升(mL);
0.25——(1/6K₂Cr₂O₇) 重铬酸钾标准溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L)。
F. 11. 1.2 测定按下列步骤进行:
a) 取20.00 mL 混合均匀的水样(或适量水样稀释至20.00 mL) 置于250 mL
磨口的回流锥形瓶 中,准确加入10.00 mL
重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石,连接磨口回流冷凝管,从冷
凝管上口慢慢地加入30 mL
硫酸-硫酸银溶液,轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀,加热回流2 h(自
开始沸腾时计时);
注1:对于化学需氧量高的废水样,可先取上述操作所需体积1/10的废水样和试剂,于15
mm×150 mm 硬质玻璃
试管中,摇匀,加热后观察是否变成绿色。如溶液显绿色,适当减少废水取样量,直至溶液不变绿色为止,从而
确定废水水样分析时应取用的体积。稀释时,所取废水水样量不得少于5 mL,
如果化学需氧量很高,则废水
样应多次稀释。
注2:废水中氯离子含量超过30mg/L 时,应先把0.4 g
硫酸汞加入回流锥形瓶中,再加20.00mL 废水(或适量废水
稀释至20.00 mL)、摇匀。以下操作同上。
b) 冷却后,用90 mL 水冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶。溶液总体积不得少于140
mL, 否则,因酸度 太大,滴定终点不明显;
c)
溶液再度冷却后,加3滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜色由黄色经
蓝绿色至红褐色即为终点,记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量;
d) 测定水样的同时,以20.00 mL
重蒸馏水,按同样操作步骤作空白试验。记录滴定空白时硫酸
亚铁铵标准溶液的用量。化学需氧量按式(F.29) 计算。
style="width:4.42673in;height:0.62656in" /> … … … … … … …(F.29)
式中:
CODcr— 以 O 表示的 COD 含量,单位为毫克每升(mg/L);
V。 — 滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的消耗体积,单位为毫升(mL);
V₁ —— 滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的消耗体积,单位为毫升(mL);
c - [(NH)₂Fe(SO) 。]
硫酸亚铁铵标准溶液的浓度,单位为摩尔每升(mol/L);
V 水样的体积,单位为毫升(mL);
8 氧(1/20)的摩尔质量,单位为克每摩尔(g/mol)。
GB/T 34355—2017
F.11.2 酸洗废液中氟化物的测定
参照GB/T 7484 中的规定进行。
F.11.3 电导率的测定
参照GB/T 6908 的规定进行。
F.11.4 pH 值的测定
参照GB/T 6904 的规定进行。
F.11.5 悬浮物测定
参照GB/T 14415 的规定进行。
GB/T 34355—2017
(资料性附录)
结垢物类型的鉴别
结垢物类型的鉴别可按表G.1 的方法进行:
表 G.1 结垢物类型的鉴别
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GB/T 34355—2017
(资料性附录)
电站锅炉化学清洗介质的选用
H.1 选用原则
H.1.1
化学清洗介质及参数的选择,应根据垢的成分,锅炉设备的结构、材质等,通过试验确定。选择
的清洗介质在保证清洗及缓蚀效果的前提下,应综合考虑其经济性、安全性及环保要求等因素。
H.1.2 用于化学清洗的药剂应有产品合格证,并通过有关药剂的质量检验。
H.2 清洗介质的选择
清洗介质的适用性及其选择见表 H.1。
表 H.1 清洗介质的选择
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表 H.1 ( 续 )
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0.3 m/s,时间≤24 h |
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GB/T 34355—2017
表 H.1 ( 续 )
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Ca;(PO₄)₂ >3%
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GB/T 34355—2017
(规范性附录)
电站锅炉清洗工艺及其控制
I.1 清洗准备
清洗前应作好以下各项准备工作:
a) 贮、供水量应能满足化学清洗和冲洗用水需要,
一般清洗所需用水量按表I.1;
b) 废液处理的设施应安装完毕,并能有效地处理废液;
c)
化学清洗的药品应经纯度检验确证无误,并按技术方案的要求备足和检查各种药品及化验仪
器、腐蚀指示片、监视管(垢量最大的管段)等符合要求;
d)
完成锅炉保温,清洗前封闭炉膛及尾部烟道,确保清洗过程中能够维持锅炉清洗液的温度;
e)
应将清洗系统图挂于清洗现场。系统中阀门应按图纸编号挂牌。管道设备应标明清洗液流动
方向,并经专人核对无误。
表 I.1 化学清洗用水量表
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I.2 清洗工艺的确定
一般完整的清洗工艺步骤为:水冲洗(包括冷态和热态)→碱洗(碱煮)→碱洗后水冲洗→酸洗→酸
洗后水冲洗→
(必要时氨洗除铜)→漂洗→钝化,具体清洗工艺的实施按以下要求确定:
a) 被清洗设备和管路中若无坚硬的 CaSO₄ 垢、硅垢(SiO₂ \<5%),
且采用含有除硅的清洗介质 时,可省去碱煮工艺;
b)
新建炉清洗前,应检查锅筒内壁,当涂有油脂和不耐温的防腐漆时,碱洗工艺不宜省略;
c) 酸洗后,被清洗的金属表面未暴露在空气中,且冲洗时间不超过2
h,无二次锈蚀时,可省去漂 洗工艺;
d)
冲洗结束后应立即建立循环,并使系统中的介质及金属表面由弱酸性状态转为
pH 值9~10, 转换应在30 min
之内完成。此时观察监视管段内的金属腐蚀指示片应为银灰色,确认冲洗过
程中无二次锈蚀,即可直接添加钝化剂进行钝化;
e)
酸洗结束前仔细观察监视管及金属腐蚀指示片,如果发现有镀铜现象,应在酸洗后增加氨洗除
铜的清洗工艺。
GB/T 34355—2017
I.3 清洗工艺控制
I.3.1 系统水冲洗:
a)
对新建炉,在化学清洗前应进行水冲洗。正式冲洗系统之前,应先将临时管路冲洗干净。正式
冲洗系统时,应按照从小管径管道向大管径管道的方向冲洗;
b)
对于无奥氏体钢的设备,可用过滤后的澄清水或工业水进行分段冲洗,冲洗流速宜为0.5
m/s~
1.5 m/s。 冲洗终点以出水达到透明无杂物为准;
c) 有奥氏体钢部件的设备,冲洗用除盐水的电导率应小于0.4 μS/cm;
d)
升温试验:水冲洗合格后,系统充满水,循环,投加热,进行升温试验。测量升温速率、检杳隔离
阀门应无内漏、系统应无短路。
I.3.2 碱洗或碱煮的工艺控制:
a) 碱洗、碱煮时药液的浓度、温度、清洗时间等控制参数见表1.2。
表 I.2 碱洗、碱煮的控制参数
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3.8 MPa~5.8 MPa |
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90 ℃~95℃ |
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5.9 MPa~9.8 MPa |
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90 ℃~95℃ |
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3.8 MPa~5.8 MPa |
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0.1 MPa~0.8 MPa 1 MPa~1.5 MPa 2 MPa~2.5 MPa |
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3.8 MPa~5.8 MPa |
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3.8 MPa~9.8 MPa |
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3.0 MPa |
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b) 新建炉仅实施碱煮清洗的,碱煮炉步骤为:
1) 使用质量合格的碱洗药剂,按表 I.2
配制碱煮溶液,注入锅内至锅筒中间水位;
2) 锅炉点火升压至0. 1 MPa 后关闭空气门,在0.4 MPa
压力下拧紧人孔门螺栓;升压到 0.8 MPa,保 持 8 h~10h,
然后对各下联箱进行排污,截止门全开保持1 min, 同时补充碱
煮溶液到中间水位;升压到1 MPa~1.5 MPa,保 持 8 h~10h,
再对各下联箱进行排污各 1min, 然后补水至锅筒中间水位;再升压至2.0
MPa~2.5 MPa,保 持 8 h~10 h,再次对 各排污点均排放1 min,
随后补充除盐水,并对锅炉进行底部排污和连续(表面)排污, 一
直换水到锅炉水碱度和磷酸根为正常值。(碱度为0.5 mmol/L~1
mmol/L,磷酸根为
5 mg/L~15 mg/L),且 pH 值降至9.0左右,水温降至70℃~80℃,可将水全部排出;
3)
煮炉后应对锅炉进行内部检查,要求金属表面油脂类的污垢和保护涂层已除去或脱落,无
新生腐蚀产物和浮锈,且形成完整的钝化保护膜,同时彻底清除堆积于锅筒、集箱等处的
GB/T 34355—2017
污物。
c)
运行后的锅筒锅炉,若水垢中硫酸盐、硅酸盐含量较高,为提高除垢效果,可在酸洗前按下列步
骤进行碱煮转型:
1) 将碳酸钠和磷酸三钠混合液加入锅内,并使炉水中药剂浓度均匀地达到
Na₂CO₃0.3%~ 0.6%,Na₃PO₄ · 12H₂O0.5%~1.0%;
2) 锅炉缓慢升压,宜在5 h 内升压至0.05 MPa, 碱煮转型时间总计36 h~48h,
结垢严重的, 可适当延长碱煮转型时间;
3) 煮炉期间,应定期取样分析,当炉水碱度低于45 mmol/L、PO₄³
浓度小于1000 mg/L 时,应适当补加碳酸钠和磷酸三钠;
4) 碱煮转型结束后,应放尽碱液,并用水冲洗至出口水 pH 值≤9.0。
d)
碱洗或碱煮过程中,仔细检查所有临时焊口、法兰、阀门,标记漏点。碱洗或碱煮后,应将所有
漏点进行处理后,方可转入酸洗阶段。
I.3.3 碱洗后水冲洗:用过滤澄清水、软化水或除盐水冲洗,至出水 pH
值小于或等于9.0,水质透明。
I.3.4 酸洗工艺控制:
a)
加酸前,应预先将清洗系统中水循环加热至酸洗要求温度的下限,并根据泵流量在一个循环周
期内均匀加入缓蚀剂,待系统内缓蚀剂循环均匀后,方可通过清洗箱注入浓酸液至预定的酸洗
浓度;循环配酸过程中应定时测定清洗回路出入口酸浓度,瞬间浓度不宜过高;酸洗工艺参数
可按表I.3控制;
b)
清洗含有铜垢的沉积物时,宜采用硫脲一步除铜的酸洗工艺(具体工艺控制见表
I.3),以防金
属表面产生镀铜现象;酸洗结束前检查监视管和腐蚀指示片,若发现有镀铜现象,应在酸洗后
增加氨洗除铜工艺(具体工艺控制见表I.3),然后再进行漂洗钝化;
c) 采用柠檬酸、EDTA 等有机酸清洗时,若注酸后2 h
内清洗液浓度小于1.5%,应补加有机酸使
其达到预定浓度;
d) 采用无机酸清洗时,被清洗设备接触酸洗液的总时间不宜超过10
h;采用有机酸清洗时,被清 洗设备接触清洗液的总时间不宜超过24
h,过热器清洗时间不宜超过48 h;
e) 清洗系统进酸30 min
前,应将监视管段投入循环系统,并控制监视管内流速与被清洗锅炉水
冷壁管内流速相近;
f)
每一回路循环清洗到预定时间时,应加强进出口的酸洗液浓度和铁离子浓度的化验分析,检查
其是否达到平衡,当分析结果酸洗液中酸浓度和铁离子浓度达到稳定平衡后,可取下监视管检
查清洗效果,如监视管内基本清洁,再循环清洗1 h 左右,即可停止酸洗;
g) 酸洗过程应注意控制酸洗液温度、循环流速、锅筒及清洗箱的液位。
style="width:0.21318in;height:0.21995in" />
表 I.3 清洗工艺综合一览表
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4%~7% HCl |
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10 t/h排汽量 |
名
表 I.3 (续)
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85 ℃ 95 ℃ |
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GB/T 34355—2017
I.3.5 酸洗后水冲洗:
a)
为防止酸洗后活泼的金属表面产生二次锈蚀,酸洗结束时,不宜采用将酸直接排空、上水的方
法进行冲洗;
b) 可用纯度大于97%的氮气连续顶出废酸液,也可用除盐水顶出废酸液;
c)
缩短水冲洗时间以不影响最终的清洗效果,不会产生二次锈蚀为宜;直流炉采用大流量水冲
洗,锅筒锅炉则采用保持最大进水流量和对水冷壁管间歇式大流量排放的方法冲洗;
d) 酸洗液排出后应采用交变流量连续冲洗,直至冲洗合格;
e) 冲洗终点:冲洗水电导率小于50μS/cm, 含铁量小于50 mg/L,pH
值为4.0~4.5;在水冲洗后
期也可加入少量柠檬酸,有助于防止二次锈蚀的生成;水冲洗合格后应立即建立整体大循环,
并用氨水将 pH 值迅速调整至9.0以上;
f) 当冲洗水量不足时,可采用反复排空和上水的方法进行冲洗,直至出水 pH
值为4.0~4.5为
止,但在采用此方法冲洗后,应接着对锅炉进行漂洗;必要时,第一次水冲洗排水后,用0.2%~
0.5%Na₃PO₄
溶液循环中和残留酸度,排出中和溶液后,再进行钝化。如果排水方式采用氮气
顶排,可不进行漂洗,直接钝化;
g)
对垢量较多的运行锅炉,酸洗后如有较多未溶解的沉渣堆积在清洗系统及设备的死角,可在酸
洗液排尽后,用水冲洗至出水 pH
值为4.0~4.5后,对死区加强疏放水冲洗,再排水,并采用人
工清理锅筒和酸箱内的沉渣,在此情况下,应在清渣后再次进行水冲洗,并经过漂洗处理后再
进行钝化。
I.3.6 漂洗和钝化:
a) 漂洗:宜采用浓度为0.1%~0.3%的柠檬酸溶液,加0.1%缓蚀剂,加氨水调整
pH 值至3.5~ 4.0后的漂洗液进行漂洗;漂洗温度宜维持在50℃~80℃,循环2 h
左右;漂洗液中总铁量应 小于300 mg/L,
若超过该值,应采用热的除盐水更换部分漂洗液,直至铁离子含量小于该值
后,方可进行钝化;
b) 采用氮气或水顶酸,炉内金属在未接触空气的情况下,冲洗至出水 pH
值为4.0~4.5,含铁量 小于50 mg/L,
冲洗结束后立即建立锅炉系统水循环,并在30 min 之内完成pH 值由4.5提至
9.0,观察监视管段内的金属腐蚀指示片为银灰色,可不经漂洗直接进行钝化;
c) 钝化:按表
I.4控制条件进行钝化,钝化后应立即排空系统中钝化液,或者用加有200 mg/L
N₂H, 并用氨水调节 pH 值大于10.0的除盐水顶出钝化液。
表 I.4 钝化工艺的控制参数
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500 mg/L~800 mg/L
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500 mg/L~800 mg/L
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GB/T 34355—2017
表 I.4 (续)
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![]() |
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I.3.7 循环清洗的注意事项:
a)
酸洗时,应维持酸洗液的液位在锅筒中心线上,水冲洗时,应维持液位比酸洗时液位略高,钝化
时液位应比水冲洗的液位更高;
b) 对结垢严重的回路应增加循环清洗时间;
c) 每一回路宜正反向循环,以提高清洗效果;
d) 锅筒锅炉酸洗时,如果出现过锅筒液位过高现象,应在排酸前用 pH
值为9~10,且加有
200 mg/LN,H₄ 的除盐水对过热器进行反冲洗;
e) 高温 EDTA 清洗时,升温后应检查并紧固循环系统内所有的法兰螺栓。
I.3.8 清洗后防腐保护:
a)
清洗后应尽快投入运行,若20天内不能投入运行,应采取适当防腐保护措施。
b) 液体保护法:
1) 氨液保护:钝化液排尽后,用100 mg/L
的氨液冲洗至排出液不含钝化剂,再用300 mg/L~
500 mg/L的氨液充满锅炉,进行保护;
2) 氨-联氨溶液保护:将氨浓度为50 mg/L、 联氨浓度为200 mg/L~250
mg/L、pH 值为 9.5~10的保护液充满锅炉,进行保护。
c) 气体保护法:
在严冬季节,可采用充氮法保护,使用的氮气纯度应大于99.5%,锅炉充氮压力应维持在
0.01 MPa~0.03 MPa。
GB/T 34355—2017
(规范性附录)
残余垢量与清洗除垢率的测定
J.1 残余垢量的定义及测定
锅炉化学清洗后,按附录A
的方法进行割管检查,并进行管样内残留的垢量测试,所得单位面积的
垢量即为残余垢量Gc, 单位为 g/m²。
J.2 除垢率的定义及测定
J.2.1 除垢率的定义
原始管样清洗前单位面积的结垢量与清洗后管样单位面积的残余垢量的差与原始管样清洗前单位
面积的结垢量之比的百分数叫除垢率。
J.2.2 除垢率的测定
割取清洗前的原始炉管,制成多个管样。取其中一个管样,按附录 A
方法测量其原始垢量 Go; 锅
炉清洗后割管检查除垢效果,将割取的管样或监视管,按附录 A
方法测量管样内残留的垢量Gc。 按
式(J.1)计算除垢率:
style="width:2.30666in;height:0.64658in" /> … … … … … … … … … …(J. 1)
式中:
η — 除 垢 率 , % ;
G。— 清洗前管样的原始垢量,单位为克每平方米(g/m²);
Ge— 清洗后管样的残余垢量,单位为克每平方米(g/m²)。
更多内容 可以 GB-T 34355-2017 蒸汽和热水锅炉化学清洗规则. 进一步学习