3-21 锅炉为什么要定期酸洗？

答：由于水处理技术的进步，经炉外水处理和炉内水处理，目前容量稍 大的锅炉，可以做到锅炉蒸发受热面基本不结钙、镁水垢。这些锅炉蒸发受 热面上所结的垢主要是以氧化铁为主并含有少量铜的铁垢。由于给水中含有 铁离子，因此在水冷壁管内壁结铁垢是不可避免的，进一步降低给水中铁离 子的含量，不但要增加设备，给水的成本要提高，而且仍然不能避免水冷壁 结铁垢，只是降低结垢速度而已。

国内外的生产实践已经证明，与其增加设 备和成本以降低给水中的铁离子含量，不如定期进行酸洗，清除水冷壁上的 铁垢更加经济合理。

铁垢紧密地结在水冷壁内壁上，水冷壁管的形状又比较复杂，因此用 机械的方法很难将铁垢完全清除。盐酸和硫酸不但能够溶解铁垢，而且还能 使铁垢从水冷壁上脱落下来。所以，对锅炉定期进行酸洗（3~5年一次） 已成为锅炉常规检修项目了。

3-22 怎样确定锅炉是否需要酸洗？

答：炉管结垢后，因为垢的热阻是炉管金属的几十倍至几百倍，所以管 壁温度明显升高。显然垢的厚度越大，壁温越高。因为管内结垢成分较复 杂，各种垢的热阻差别较大，而且垢的厚度也难于准确测量，所以很难以垢 的厚度来确定锅炉是否需要酸洗。

因为热负荷大的部位结垢速度快、垢的数量多，所以火焰中心处炉管向 火侧的部分结垢最多。以单位面积炉管向火侧的结垢数量确定是否需要酸洗 比较合理，因为单位面积的结垢数量即代表了垢的厚度，又比较容易测量。 虽然现在还难以严格规定单位面积的结垢数量达到多少时必须进行酸洗，但 根据国内外锅炉运行的经验，拟定了炉管内允许结垢的极限数量，见表3-1, 结垢超过这个极限就应该酸洗。

表3-1炉管内允许结垢的极限数量

表3-1是以燃煤为主，燃油或燃用高热值气体燃料时，因为容积热强度 比燃煤炉高约30%，管内结垢后，壁温比燃煤炉更高，所以可按表3-1中工 作压力高一级的数值考虑。

随着锅炉工作压力升高，允许结垢的极限数量减少，这是因为随着压力 升高，管内炉水的饱和温度升高，在结垢数量相同的情况下，工作压力高的 炉管壁温度更高。

3-23 常用的清洗剂有哪几种？各有什么优缺点？

答：常用的清洗剂都是酸类，分为无机酸和有机酸两类。使用得较多的 是无机酸，适于锅炉化学清洗的无机酸是盐酸和氢氟酸。

采用盐酸作清洗液的优点是清洗能力很强，选择适当的缓蚀剂，清洗液 对基体金属的腐蚀速度很低。采用盐酸清洗时，不但能将管内附着物溶解， 而且还可使附着物从管内壁脱落下来。盐酸另一个突出的优点是价格便宜， 货源易于解决，输送简便，酸洗操作容易掌握。

盐酸作清洗剂虽然优点很多，但也有缺点。因为氯离子能促使奥氏体钢 发生应力腐蚀，所以，盐酸不能用来清洗由奥氏体钢制造部件的锅炉（如亚 临界和超临界压力锅炉的过热器及再热器，常用奥氏体钢制造）。此外，对 以硅酸盐为主要成分的水垢，盐酸清洗的效果较差。

氢氟酸作清洗剂的优点是溶解铁氧化物的速度很快，溶解以硅化合物为 主要成分的水垢的能力很强，而且在较低的浓度（1%）和较低的温度 (30℃）下，它也能获得良好的清洗效果。采用氢氟酸清洗时，清洗液通常 是一次流过清洗部件，无需像盐酸清洗那样进行反复循环。由于金属与清洗 液接触时间很短，清洗液的浓度和温度都较低，只要缓蚀剂选择适当，腐蚀 速度就很小，可低于1g/m²。氢氟酸对金属的腐蚀极小，不但可以清洗有奥 体氏钢部件的锅炉，而且可以不必拆卸锅炉汽、水系统中的阀门等附件，清 洗时的临时装置可大为简化。此外，采用氢氟酸清洗时，水和药品的消耗较 小，酸洗后的废液经过简单处理即可成为无毒无腐蚀性的液体而排放。因为氢氟酸的优点很多，所以近几年来采用氢氟酸清洗的锅炉越来越多。 

3-24 为什么酸洗时水冷壁管要分成几个循环回路？

答：因为静置浸泡的酸洗效果较差，所以酸洗时大多采用流动清洗方 式。为了保证良好的酸洗效果，酸液的流速应保持在0.5m/s左右。如果所 有的水冷壁管同时清洗，即使采用一半水冷壁管进、另一半水冷壁管出的酸 洗方式，因为水冷壁管的数量很多，总流通面积较大，要维持一定的酸洗流 速，就要求酸液泵的流量较大。例如，130t/h的锅炉酸洗，酸液泵的流量 要在350m³/h以上；220t/h的锅炉酸洗，酸洗的流量要在600m³/h以上。 在生产现场中往往找不到这么大的耐酸泵。

酸洗后要用给水进行大流量的冲洗，冲洗流量比酸洗流量还要大，在生 产中往往难以满足这么大给水流量的冲洗。

为了满足酸洗和冲洗时对流速的要求，避免采用过大的耐酸泵和不影响 其他炉的正常生产，常将水冷壁管分成几个回路，每次流动酸洗其中一个回 路，其余回路处于静置浸泡中。经过一段时间后再切换至其他回路，进行流 动酸洗。采用分成几个回路的酸洗方案，不但酸洗效果好，而且容易实现。 缺点是操作比较麻烦，因要切换系统而使工作量增加。

3-25 为什么酸洗液中要加缓蚀剂？

答：锅炉酸洗时，我们希望酸液只将铁垢清洗掉，而对表面没有铁垢覆 盖的金属面不腐蚀或腐蚀很小。酸液本身对铁垢或金属表面是没有选择性 的，这样在清洗掉铁垢的同时，对完好的金属表面也产生了腐蚀，这实际上 使得酸洗根本不能进行。

在酸液中加入缓蚀剂，就可以使酸液具有选择性，即只能将铁垢清洗 掉，而对完好的金属表面产生的腐蚀很小。常用的缓蚀剂有乌洛托平、水 胶、诺丁等，良好的缓蚀剂其缓蚀率可达98％以上。

3-26 缓蚀剂的缓蚀机理是什么？

答：缓蚀剂之所以能在酸洗过程中起到缓蚀作用，是因为：

(1）缓蚀剂分子吸附在金属表面上，形成一层很薄的保护膜，从而抑制 了酸液对金属的腐蚀。

(2）缓蚀剂与金属表面或酸液中的其他离子反应，其反应生成物覆盖在 金属表面上，从而抑制了腐蚀过程。

缓蚀剂的种类和浓度与酸洗液的种类、浓度、温度和流速有关。缓蚀剂 的缓蚀效果通常随着酸液温度的上升和流速的提高而降低，因此，缓蚀剂的选用及浓度应通过小型试验来确定。

3-27 对缓蚀剂的要求有哪些？

答：为了将铁垢洗掉并尽量减少对基体金属的腐蚀，酸洗液中必须要加 缓蚀剂。对缓蚀剂的要求有以下几点：

(1）用量少而缓蚀效率高，这样可以降低成本、提高酸洗效果。

(2）不影响酸液对铁垢的清洗效果。

(3）在酸洗时间内和酸洗液浓度及温度范围内，始终能保持其缓蚀效果。

(4）对基体金属的机械性能和金相组织没有任何不良的影响。

(5）无毒性，使用安全、方便。

(6）酸洗结束后排放的废液不会造成污染和公害。

3-28 为什么每个酸洗循环回路都要安装监视管段？

答：酸洗时，酸液、缓蚀剂的浓度、温度、流速及酸洗时间等各项酸洗 控制指标的确定都是以小型模拟实验的最佳效果为依据的，锅炉在实际酸洗 时的工况不可能与小型模拟试验完全一样。在整个酸洗过程中，无法判断和 检查水冷壁管的酸洗效果。

为了掌握酸洗的真实情况，每个循环回路都设有一个监视管段，并使该 管段的酸洗工况与该回路基本一致。在酸洗过程中可将监视管段拆下检查， 由于监视管段都是从对应循环回路中的水冷壁管割下的，因此，监视管段的 酸洗效果就代表了该回路中各管子的酸洗效果，从而避免了锅炉酸洗不足 （未将铁垢清洗干净）或酸洗过度，造成基体金属腐蚀过量。

3-29 酸洗腐蚀指示片的作用？

答：为了掌握酸洗时酸液对金属基体腐蚀的速度，以评价缓蚀剂的效 果，在循环回路中要安装腐蚀指示片。事先测出腐蚀指示片的面积，放在烘 箱内烘干后称出重量，酸洗前安装在酸洗回路中；酸洗后取出，洗净、烘 干，称出质量。腐蚀指示片的材质应和锅炉水循环系统受热面金属的材质相 同，因此腐蚀指示片的腐蚀速度就可以代表锅炉水循环系统金属腐蚀速度。

腐蚀速度＝酸洗前后腐蚀指示片重量差／腐蚀指示片面积x酸洗时数[g/(m²·h)]

评价酸洗的效果，除了要看垢是否洗净外，还要看腐蚀速度是否在规定 的指示以内。一般情况下，由于腐蚀指示片表面没有垢，根据腐蚀指示片算 出的腐蚀速度比锅炉蒸发受热面金属的实际腐蚀速度略大些。

3-30 汽包充满酸液保持一定压力的酸洗方式有什么优点？

答：汽包充满了酸液，并保持一定压力，空气不会漏入，这对酸洗回路 的选择提供了很大方便。酸洗回路可以根据需要任意选择和组合，酸洗时可 以根据需要调整循环流速，改变循环方向。省去了为防止空气进入的水封装 置，而且酸洗时监视汽包压力比监视汽包液位容易。

缺点是对过热器的密封要求较高，要防止酸液进入过热器管。

3-31 酸洗过程中为什么要严禁烟火？

答：因为锅炉结铁垢后的速度与热负荷的平方成正比，所以锅炉结铁垢 的主要部位是在燃烧器上方2~4m的水冷壁向火侧，水冷壁的背火侧和离 燃烧器较远的部位结铁垢较少。有些部位如汽包，水冷壁上、下集箱，下降 管等部位因不受热，所以不结铁垢。当硫酸或盐酸进入锅炉时，在与铁垢作 用的同时，也与上述完好的金属发生反应并产生氢气，而且结铁垢较少的部 位，当铁垢被洗掉后，露出的金属表面也会与酸液发生反应产生氢气

Fe+2HCl=FeCl₂+H2↑

Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H2↑

氢气随同酸液回到溶液箱，然后从排氢管排出厂房外，也可能从不严密 处漏出。氢气是易燃的，而且空气与氢气按一定的比例混合，遇有明火具有 强烈的爆炸性。所以，为了人身和设备安全，酸洗现场应严禁烟火。

3-32 怎样确定盐酸酸洗终点？

答：在酸洗过程中要消耗动力和燃料，而且虽然在酸液中加有缓蚀剂， 但仍然会对裸露的基体金属产生少量的腐蚀。所以，在铁垢基本洗净的条件 下，适时地中止酸洗是非常必要的。

酸洗前通常要对样管做小型模拟试验，找出最佳酸洗条件。因此，可以 根据小型模拟试验确定所需酸洗时间，到预定时间中止酸洗。

钢材表面的氧化皮或铁垢主要是由FeO和Fe₂O₃组成，其中的Fe₃O₄ 可以看成是FeO和Fe₂O₃的混合物，FeO与Fe₂O₃和HCl的反应式如下

FeO+2HCl→FeCl₂+H₂O

Fe₂O₃+6HCI→2FeCl₃+3H₂O

而FeCl₃与Fe生成FeCl₂，即

2FeCl₃+Fe→3FeCl₂

在盐酸清洗液中的溶解铁主要以二价铁Fe^2＋形式存在，所以，也可以 这样分析，当酸液中的Fe^2＋含量无明显变化时，可以认为是酸洗终点而结 束酸洗。

3-33 为什么顶酸时必须用给水？

答：监视管段检查全部合格后，即可将酸液排掉。酸洗后，水冷壁管内 的铁垢基本被清洗掉，露出的金属表面非常活跃，此时与氧接触很容易被氧 化。给水是经过除氧的，用给水顶酸，可以保证酸洗后的金属表面不接触 氧，从而不被氧化，提高酸洗质量。

3-34 顶酸以后为什么要用给水进行大流量冲洗？

答：水冷壁管经酸液的浸泡和循环后，大部分铁垢被溶解并脱落，但仍 有一部分铁垢虽已松软，却未脱落。顶酸后利用给水大流量冲洗，由于水冷 壁管内的水流速比酸洗时的循环流速大，可将松软的垢冲刷下来，以提高酸 洗效果。

为了防止酸洗后的金属重新被氧化，大流量冲洗时必须用经过除氧 的水。

3-35 冲洗后为什么要进行钝化？

答：水冷壁管内壁经酸洗后露出的金属面是非常活泼的，如果不经钝化 处理，一接触氧就非常容易被氧化，降低了酸洗效果。

所谓钝化就是利用化学药剂如磷酸三钠Na₃ PO₄、亚硝酸钠NaNO₂的 水溶液与清洗后的金属表面生成一种稳定的致密的银灰色钝化膜。这层膜非 常稳定致密，可以阻止氧与钝化膜覆盖下的金属发生氧化，从而提高了酸洗 效果。钝化以后的金属面，可以接触氧，所以为了节能和降低成本，钝化后 可以不用除氧水而用工业水或软水冲洗。

来源：

锅炉运行/《火电厂生产岗位技术问答》