CN101492634A - 火力发电厂锅炉有机复合清洗剂 - Google Patents

Abstract

一种火力发电厂锅炉有机复合清洗剂，它是由羟基乙酸0.0％～3.0％、柠檬酸0.2％～3.0％、乙二胺四乙酸0.2％～3.0％、缓蚀剂SH－369 0.2％～0.8％、还原剂0.1％～0.5％、磷酸三丁酯0.0％～0.2％、表面活性剂0.0％～0.2％、水89.3％～99.3％重量配比的原料制成。本发明经过试验室研究试验、小规模试验和工业性试验证明，腐蚀速率达到0.94g/m².h，远小于国家规定的8g/m².h，除垢率达到97.08％，清洗效果良好，性能稳定，简单易行，在小型试验和大型锅炉化学清洗中清洗结果基本一致，工业试验中清洗效果达到优良标准，可广泛应用于大型锅炉的化学清洗。

Description

火力发电厂锅炉有机复合清洗剂

技术领域

本发明属于电力或化工行业设备的化学清洗技术领域，具体涉及到热力设备的化学清洗。

背景技术

新建火力发电厂锅炉在启动前一般都要进行化学清洗，以清除设备在制造、运输、安装及运行过程中产生的一些氧化轧皮或腐蚀产物。另外，根据《火力发电厂锅炉化学清洗导则》DL/T794-2001中规定，为了保障机组的安全、经济运行，当水冷壁管内垢量或清洗时间达到规定范围时，应进行化学清洗。

近年来，随着单机装机容量的增大，锅炉炉管径越来越小，并且多含有特殊钢材。因此，对于清洗介质的要求也就越来越高。锅炉多采用无机酸或单一的有机酸进行清洗。对于管径较小的换热管采用无机酸进行化学清洗，易产生堵塞，而单一有机酸的清洗能力普遍弱于无机酸，往往除垢不够彻底，不能达到理想的效果或清洗费用较高。而采用多种有机酸进行复合清洗，在一定的条件下使各种有机酸之间协同增效，使之产生较强的除垢能力，并且可避免无机酸的缺点。常见的有机酸有羟基乙酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸、乙酸、甲酸等。乙酸因除垢效果较差，一般不在火力发电厂锅炉的化学清洗上使用，甲酸因为其毒性较强常被禁止使用。

羟基乙酸的分子式HOCH₂COOH，其分子量为76.05，羟基乙酸易溶于水，羟基乙酸具有腐蚀性低，不易燃、无臭、毒性低、生物分解性强、水溶性高等特点。羟基乙酸对碱土金属类的垢有较好的溶解能力，与钙、镁等化合物作用较为剧烈，反应方程式如下：

CaCO₃+2HOCH₂COOH→Ca(HOCH₂COO)₂+H₂O+CO₂

MgCO₃+2HOCH₂COOH→Mg(HOCH₂COO)₂+H₂O+CO₂

Mg(OH)₂+2HOCH₂COOH→Mg(HOCH₂COO)₂+2H₂O

Ca₃(PO₄)+6HOCH₂COOH→3Ca(HOCH₂COO)₂+2H₃PO₄

羟基乙酸钙、镁盐在水中的溶解度较大，所以羟基乙酸适合于钙、镁盐垢，羟基乙酸还可以与铁的腐蚀产物发生如下反应：

Fe₂O₃+6HOCH₂COOH→2Fe(HOCH₂COO)₃+3H₂O

FeO₃+6HOCH₂COOH→2Fe(HOCH₂COO)₃+3H₂O

在试验过程中发现，若锈垢占比重较大时，单纯的羟基乙酸溶解下不显著且价格昂贵。但由于对材质的腐蚀性极低，且清洗时不会产生有机酸铁的沉淀；由于酸中不含有氯离子，还适合奥氏体钢材质的清洗，所以常用于大型机组热力设备的酸洗。

柠檬酸是目前化学清洗中用的较广的有机酸，是一种白色晶体，在水溶液中是一种三元酸。对金属腐蚀性小，为安全清洗剂，由于柠檬酸不含有Cl^-，故不会引起设备的应力腐蚀，能够络合Fe³⁺，削弱Fe³⁺对腐蚀的促进作用。柠檬酸可溶解氧化铁和氧化铜，生成柠檬酸铁、柠檬酸铜的络合物，如果采用氨化的柠檬酸溶液，能生成溶解度很大的柠檬亚铁氨和柠檬高铁络合物，清洗效果非常好，柠檬酸氨的清洗机理如下：

柠檬酸要先进行氨化，生成柠檬酸铵的作为有效成份，它跟铁系氧化物反应以络合物的形式存在于清洗液中，柠檬酸氨化反应如下：

H₃C₆H₅O₇+NH₄OH→NH₄H₂C₆H₅O₇+H₂O

用氨水调节溶液PH为3.5～4.0，柠檬酸铵与铁系氧化物反应：

NH₄H₂C₆H₅O₇+FeO→NH₄FeC₆H₅O₇

2NH₄H₂C₆H₅O₇+Fe₂O₃→2FeC₆H₅O₇+H₂O+NH₄OH

3NH₄H₂C₆H₅O₇+Fe₃O₄→NH₄FeC₆H₅O₇+2FeC₆H₅O₇+2H₂O+2NH₄OH

柠檬酸以清洗铁锈为主，不能用于钙、镁垢和硅垢。

乙二胺四乙酸清洗及其铵盐和钠盐对氧化铁垢和铜垢以及钙、镁垢类都有较强的清洗能力，形成易溶的络合物。当加入适量的缓蚀剂时，对金属的腐蚀性小。清洗后，金属表面能生成良好的防腐蚀膜。但由于是采用络合反应，对于垢量较大的机组清洗能力不足。

在火力发电厂的锅炉清洗技术领域，当前需迫切解决的一个技术问题是提供一种清洗效果好的锅炉清洗剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服羟基乙酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸等单一的有机酸清洗的缺点，提供一种除垢率高、清洗效果好、清洗方法简单的火力发电厂锅炉有机复合清洗剂。

解决上述技术问题所采用的技术方案它是以下述原料重量配比的原料制成：

羟基乙酸          0.0％～3.0％

柠檬酸            0.2％～3.0％

乙二胺四乙酸      0.2％～3.0％

缓蚀剂SH-369      0.2％～0.8％

还原剂            0.1％～0.5％

磷酸三丁酯        0.0％～0.2％

表面活性剂        0.0％～0.2％

水                89.3％～99.3％

上述的缓蚀剂SH-369为陕西省石油化工研究设计院生产，表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚的分子式为C₉H₁₉C₆H₄₀(CH₂CH₂)nH，式中n为7～20，还原剂为异-抗坏血酸钠或联氨。

制备本发明有机复合清洗剂的最佳重量配比为：

羟基乙酸          0.5％

柠檬酸            2.5％

乙二胺四乙酸      0.5％

缓蚀剂SH-369      0.5％

异-抗坏血酸钠     0.3％

磷酸三丁酯        0.1％

表面活性剂        0.05％

水                95.55％

本发明的制备方法步骤如下：

将水加热至60～70℃，加入缓蚀剂SH-369，搅拌均匀后，依次加入羟基乙酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸，搅拌至均匀混合后再加入磷酸三丁酯、表面活性剂和还原剂，搅拌均匀，制备成有机复合清洗剂。

本发明经过试验室研究试验、小规模试验和工业性试验证明，腐蚀速率达到0.94g/m².h，远小于国家规定的8g/m².h，除垢率达到97.08％，清洗效果良好，性能稳定，简单易行，在小型试验和大型锅炉化学清洗中清洗结果基本一致，工业试验中清洗效果达到优良标准，可广泛应用于大型锅炉的化学清洗。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

以制备本发明有机复合清洗剂100吨为例所用的原料及其重量配比如下：

羟基乙酸              0.5吨

柠檬酸                2.5吨

乙二胺四乙酸          0.5吨

缓蚀剂SH-369          0.5吨

异-抗坏血酸钠         0.3吨

磷酸三丁酯            0.1吨

表面活性剂            0.05吨

水                    95.55吨

上述的表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚，其分子式为C₉H₁₉C₆H₄₀(CH₂CH₂)₁₀H。

其制备方法如下：

将水加热至60～70℃，加入缓蚀剂SH-369，搅拌均匀后，依次加入羟基乙酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸，搅拌至均匀混合后再加入磷酸三丁酯、表面活性剂和还原剂，搅拌均匀，制备成有机复合清洗剂。

实施例2

以制备本发明有机复合清洗剂100吨为例所用的原料及其重量配比如下：

羟基乙酸            0吨

柠檬酸              0.2吨

乙二胺四乙酸        0.2吨

缓蚀剂SH-369        0.2吨

异-抗坏血酸钠       0.1吨

磷酸三丁酯          0吨

表面活性剂          0吨

水                  99.3吨

其制备方法与实施例1相同。

实施例3

以制备本发明有机复合清洗剂100吨为例所用的原料及其重量配比如下：

羟基乙酸             3.0吨

柠檬酸               3.0吨

乙二胺四乙酸         3.0吨

缓蚀剂SH-369         0.8吨

异-抗坏血酸钠        0.5吨

磷酸三丁酯           0.2吨

表面活性剂           0.2吨

水                   89.3吨

上述的表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚，其分子式为C₉H₁₉C₆H₄₀(CH₂CH₂)₁₀H。

其制备方法与实施例1相同。

实施例4

以制备本发明有机复合清洗剂100吨为例所用的原料及其重量配比如下：

在以上的实施例1～3中，所用的壬基酚聚氧乙烯醚用分子式为C₉H₁₉C₆H₄₀(CH₂CH₂)₇H的壬基酚聚氧乙烯醚替换，用量与分子式为C₉H₁₉C₆H₄₀(CH₂CH₂)₁₀H的壬基酚聚氧乙烯醚相同，其它原料及其用量与相应的实施例相同。

其制备方法与实施例1相同。

实施例5

以制备本发明有机复合清洗剂100吨为例所用的原料及其重量配比如下：

在以上的实施例1～3中，所用的壬基酚聚氧乙烯醚用分子式为C₉H₁₉C₆H₄₀(CH₂CH₂)₂₀H的壬基酚聚氧乙烯醚替换，用量与分子式为C₉H₁₉C₆H₄₀(CH₂CH₂)₁₀H的壬基酚聚氧乙烯醚相同，其它原料及其用量与相应的实施例相同。

其制备方法与实施例1相同。

实施例6

以制备本发明有机复合清洗剂100吨为例所用的原料及其重量配比如下：

在以上的实施例1～5中，所用的异-抗坏血酸钠用联氨替换，联氨的用量与异-抗坏血酸钠相同，其它原料及其用量与相应的实施例相同。

其制备方法与实施例1相同。

为了确定本发明最佳的配比，发明人进行了大量的试验室研究试验，各种试验情况如下：

试验所用垢片选至宿州电厂#1锅炉前墙北数第23根25米处水冷壁管样加工成的向火侧垢片：

1、本发明配比中所用原料筛选

(1)本发明配比中所用原料筛选

根据羟基乙酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸的清洗能力排序：

柠檬酸＞乙二胺四乙酸＞羟基乙酸

由于有机复合清洗剂中所使用的还原剂(异-抗坏血酸钠或联氨)、磷酸三丁酯、表面活性剂不具有化学清洗能力，具有辅助清洗作用，故按火力发电厂锅炉化学清洗中常用种类使用，不作筛选。将羟基乙酸、柠檬酸和乙二胺四乙酸分别进行混合，测试这三种酸的协同清洗能力。

测定该组垢片的垢量(以下简称试验1)：按照DL/T794-2001《火力发电厂锅炉化学清洗导则》附录B中B2.1垢量的测定方法：金属表面积与酸液体积比为22∶1(m²∶m³)配制250ml除垢液，在除垢液中，缓蚀剂IS129的用量为除垢液重量的0.4％，盐酸的用量为除垢液重量的5％，将编号为#1、#2、#3、#4垢片浸入除垢液，加热至60℃，用塑料棒进行搅拌，直至内表面的垢完全清洗干净。数据分析按(1)式进行分析：

$W=\frac{W_1-W_2}{S}---\left(1\right)$

式中W为原始管样的垢量(g/m²)，W₁为试样起始重量(g)，W₂为经酸洗后重量(g)，S为试样内表面积(m²)。计算分析结果见表1。

表1垢片垢量计算

由表1可见，该组垢片的平均垢量为383.04g/m²。

(2)本发明配比中所用原料对除垢性能的影响

按表2重量比配制成A、B、C、D四组250ml有机清洗剂，放入四组垢片，

表2 4组有机清洗剂的重量配比

组别	羟基乙酸(％)	柠檬酸(％)	乙二胺四乙酸(％)	缓蚀剂SH-369(％)	异-抗坏血酸钠(％)	磷酸三丁酯(％)	表面活性剂OP-10(％)	水(％)
									A	1	1	0	0.5	0.3	0.1	0.05	97.05
B	0	1	1	0.5	0.3	0.1	0.05	97.05
									C	1	0	1	0.5	0.3	0.1	0.05	97.05
D	1	1	1	0.5	0.3	0.1	0.05	96.05

试验方法：有机复合清洗剂的温度为60～70℃，除垢时间为4小时。

将A、B、C、D四组配方的有机复合清洗剂清洗完的垢片用试验1方法进行残余垢量的测定。除垢率按(2)计算：

${\mathrm{\η}}_0=\frac{W-W_0}{W}\×100\%---\left(2\right)$

式中η₀为除垢率(％)，W原始管样清洗前单位面积的结垢量(g)，W₀为经酸洗后垢片单位面积上的残余垢量(g/m²)。计算结果见表3。

表3经有机复合清洗剂清洗后垢片的残余垢量

组别	本发明清洗后(g)	盐酸除垢液后重(g)	失重(g)	面积(m2×10-3)	残余垢量(g/m2)	除垢率(％)
							A	24.6221	24.5896	0.0325	1.234	26.31	93.13
B	23.5757	23.5614	0.0143	1.339	10.69	97.21
							C	18.7539	18.7167	0.0372	1.235	30.11	92.14
D	19.2260	19.2178	0.0082	1.268	6.44	98.32

由表3可见，采用A重量配比清洗的除垢率为93.13％，满足DL/T794-2001《火力发电厂锅炉化学清洗导则》中合格标准，但不满足优良标准；采用B重量配比清洗的除垢率为97.21％，满足DL/T794-2001《火力发电厂锅炉化学清洗导则》中优良标，即羟基乙酸的加入量可以为0。；采用C重量配比清洗的除垢率为92.14％，满足DL/T794-2001《火力发电厂锅炉化学清洗导则》中合格标准，但不满足优良标准；采用D重量配比清洗的除垢率为98.32％，满足DL/T794-2001《火力发电厂锅炉化学清洗导则》中优良标准。从上可知，B、D重量配比效果较好，即柠檬酸和羟基乙酸的在该重量配比中起主要作用，但从D重量配比的效果更好一点，可见加入羟基乙酸起到协同作用。

①羟基乙酸加入量对除垢效果的影响

按表4重量比配制成4组250ml有机复合清洗剂，将四组垢片放入其中，进行清洗，有机复合清洗剂的温度为60～70℃，除垢时间为4小时。

表4 4组有机复合清洗剂的重量配比

组别	羟基乙酸(％)	柠檬酸(％)	乙二胺四乙酸(％)	缓蚀剂SH-369(％)	异-抗坏血酸钠(％)	磷酸三丁酯(％)	表面活性剂OP-10(％)	水(％)
									A	0.5	1	1	0.5	0.3	0.1	0.05	96.55
B	1.5	1	1	0.5	0.3	0.1	0.05	95.55
									C	2.5	1	1	0.5	0.3	0.1	0.05	94.55
D	3.5	1	1	0.5	0.3	0.1	0.05	93.55

经有机复合清洗剂清洗后的垢片，按照试验1的方法，进行残余垢量的测定，并按(1)式计算残余垢量、(2)式计算除垢率，计算结果见表5。

表5羟基乙酸的加入量对除垢效果的影响

组别	本发明清洗后重(g)	盐酸清洗后重(g)	失重(g)	面积(m2×10-3)	残余垢量(g/m2)	除垢率(％)
							A	26.5839	26.5673	0.0166	1.123	14.82	96.13
B	25.4819	25.4589	0.0230	1.256	18.35	95.21
							C	22.7128	22.6892	0.0236	1.268	18.62	95.14
D	21.4912	21.4589	0.0323	1.262	25.59	93.32

由表5可见，当羟基乙酸的重量比为0.5％时，有机复合清洗剂的除垢率为96.13％，当重量比增大至1.5％，有机复合清洗剂的除垢率为95.21％，而当羟基乙酸的重量比为3.5％时，有机复合清洗剂的除垢率仅为93.32％，不能满足DL/T794-2001《火力发电厂锅炉化学清洗导则》中优良标准。结合表三结果，羟基乙酸的用量范围为0～3.0％。

②柠檬酸加入量对除垢效果的影响

配制250ml有机复合清洗剂，按表6质量比配制成4组有机复合清洗剂，加入四组垢片，有机复合清洗剂的温度为60～70℃，除垢时间为4小时。

表6 4组有机复合清洗剂的重量配比

组别	羟基乙酸(％)	柠檬酸(％)	乙二胺四乙酸(％)	缓蚀剂SH-369(％)	异-抗坏血酸钠(％)	磷酸三丁酯(％)	表面活性剂OP-10(％)	水(％)
									A	0.5	1	1	0.5	0.3	0.1	0.05	96.55
B	0.5	2	1	0.5	0.3	0.1	0.05	95.55
									C	0.5	3	1	0.5	0.3	0.1	0.05	94.55
D	0.5	4	1	0.5	0.3	0.1	0.05	93.55

经有机复合清洗剂清洗后的垢片，按照试验1的方法，进行残余垢量的测定，并按(1)式计算残余垢量、(2)式计算除垢率，结果见表7。

表7柠檬酸的加入量对除垢效果的影响

组别	本发明清洗后重(g)	盐酸清洗后重(g)	失重(g)	面积(m2×10-3)	残余垢量(g/m2)	除垢率(％)
							A	22.6985	22.6734	0.0251	1.345	18.65	95.13
B	22.2921	22.2678	0.0243.	1.325	18.35	95.87
							C	23.5838	23.5634	0.0204	1.378	14.79	96.23
D	23.9428	23.9245	0.0183	1.298	14.10	96.44

由表7可见，当柠檬酸加入量为有机复合清洗剂重量的1％时，有机复合清洗剂的除垢率为95.13％，当增大至2％，有机复合清洗剂的除垢率为95.87％，可见当柠檬酸的加入量增大时，除垢率有所增加。而当柠檬酸的加入量为3％、4％时，有机复合清洗剂的除垢率为96.23％和96.44％，除垢率变化不大。故柠檬酸的适宜范围为0.2～3.0％。

③乙二胺四乙酸加入量对除垢效果的影响

配制250ml有机复合清洗剂，按表8质量比配制成4组有机复合清洗剂，放入四组垢片，有机复合清洗剂的温度为60～70℃，除垢时间为4小时。

表8 4组有机复合清洗剂的质量配比

组别	羟基乙酸(％)	柠檬酸(％)	乙二胺四乙酸(％)	缓蚀剂SH-369(％)	异-抗坏血酸钠(％)	磷酸三丁酯(％)	表面活性剂OP-10(％)	水(％)
									A	0.5	1	1	0.5	0.3	0.1	0.05	96.55
B	0.5	1	2	0.5	0.3	0.1	0.05	95.55
									C	0.5	1	3	0.5	0.3	0.1	0.05	94.55
D	0.5	1	4	0.5	0.3	0.1	0.05	93.55

经有机复合清洗剂清洗后的垢片，按照试验1的方法，进行残余垢量的测定，并按(1)式计算残余垢量、(2)式计算除垢率。

计算结果见表9。

表9乙二胺四乙酸的加入量对除垢效果的影响

名称	本发明清洗后重(g)	盐酸清洗后重(g)	失重(g)	面积(m2×10-3)	残余垢量(g/m2)	除垢率(％)
							A	23.6076	23.5896	0.0180	1.635	10.99	97.13
B	22.5857	22.5614	0.0243	1.672	14.52	96.21
							C	23.7383	23.7167	0.0216	1.463	14.79	96.14
D	23.2433	23.2178	0.0255	1.396	18.27	95.23

由表9可见，当乙二胺四乙酸加入量为有机复合清洗剂重量的1％时，有机复合清洗剂的除垢率为97.13％，当乙二胺四乙酸加入量增大至2％，有机复合清洗剂的除垢率为96.21％，可见乙二胺四乙酸加入量增大时，除垢率有所减少。而当乙二胺四乙酸加入量为4％时，有机复合清洗剂的除垢率为95.23％。故乙二胺四乙酸的适宜加入量为有机复合清洗剂重量的0.2％～3.0％。

2、具有主要清洗能力的组分的最佳配比

为了确定本发明的最佳重量配比，发明人进行了正交试验，选取具有主要清洗能力的组分筛选。

按表10加入柠檬酸、乙二胺四乙酸、羟基乙酸三种主要具有清洗能力组分的重量，本发明重量配比中的其它组分按下述重量进行配比：

缓蚀剂SH-369用量为有机复合清洗剂重量的0.5％、异-抗坏血酸钠用量为有机复合清洗剂重量的0.3％、磷酸三丁酯用量为有机复合清洗剂重量的0.1％、壬基酚聚氧乙烯醚(分子式为C₉H₁₉C₆H₄₀(CH₂CH₂)nH，n为10)用量为有机复合清洗剂重量的0.05％配制9组250ml有机复合清洗剂，液加入垢片，有机复合清洗剂温度为60～70℃，除垢时间为4小时。

并按照(2)式计算除垢率，对配比中的柠檬酸、乙二胺四乙酸、羟基乙酸三种组分进行正交试验。

正交试验分析见表10。

表10三种具有主要清洗能力组分最佳用量的正交试验表

编号	柠檬酸(％)	乙二胺四乙酸(％)	羟基乙酸(％)	除垢率(％)
					1	0.5	0.5	0.5	97.3
2	0.5	1.5	1.5	93.6
					3	0.5	3.0	3.0	93.8
4	1.5	0.5	3.0	96.4
					5	1.5	1.5	0.5	95.5
6	1.5	3.0	1.5	91.7
					7	2.5	0.5	1.5	96.4
8	2.5	1.5	3.0	97.3
					9	2.5	3.0	0.5	95.2
K1	284.7	290.1	288.0
					K2	278.6	281.4	281.7
K3	288.9	280.7	287.5
					k1	94.9	96.7	96.0
k2	92.9	93.8	93.9
					k3	96.3	93.6	95.8
R	3.4	3.1	2.1

从上述正交表R值分析，这三个组分柠檬酸为主要因素，乙二胺四乙酸次之，最后是羟基乙酸，这与前面试验一致。从k1、k2、k3值看出柠檬酸最佳用量为2.5％，乙二胺四乙酸最佳用量为0.5％，羟基乙酸最佳用量比0.5％。

3、缓蚀剂种类及用量的筛选

(1)缓蚀剂种类筛选

缓蚀剂是整个复合清洗剂中防止复合清洗剂对设备造成伤害的重要成分，下面进行缓蚀剂筛选试验。

在本试验中，选用缓蚀剂TPRI-6、缓蚀剂TPRI-7、缓蚀剂IS129、缓蚀剂SH-369为缓蚀剂，用量与实施例1相同，空白为不加缓蚀剂，其它组分及其用量与实施例1相同，配制成9组250ml有机复合清洗剂。按金属表面积和酸液体积比为22∶1(m²∶m³)加入垢片，每组按表11投放#1、#2、#3、#4腐蚀指示片。有机复合清洗剂的温度为65±5℃，除垢时间为4小时。

缓蚀剂种类见表11。

表11缓蚀剂种类筛选分组

注：表中所筛选缓蚀剂TPRI-6、TPRI-7为西安热工院生产，表中缓蚀剂IS129、SH-369为陕西省石油化工研究设计院生产。

腐蚀速率按(3)式计算：

${\mathrm{\ω}}_1=\frac{W_1-W_2}{S\×h}---\left(3\right)$

式中ω₁为腐蚀速率[g/(m².h)]，W₁为试样起始重量(g)，W₂为试样洗后重量(g)，S为试样内表面积(m²)，h为清洗时间(小时)。

缓蚀效率按(4)式、(5)式计算：

${\mathrm{\ω}}_1=\frac{\mathrm{\ΔG}}{S.t}---\left(4\right)$

$\mathrm{\η}=\frac{{\mathrm{\ω}}_0-{\mathrm{\ω}}_1}{S.t}---\left(5\right)$

式中ω₁为腐蚀速率[g/(m².h)]，ω₀为试片在无缓蚀剂清洗液中的腐蚀速率[g/(m².h)]，η缓蚀效率(％)，ΔG为试片在洗前与洗后重量之差(g)，S为试片的总表面积(m²)，t为清洗时间(小时)。进行静态腐蚀试验和动态腐蚀试验。

试验和计算结果见表12。

由表12可见，静态腐蚀速率试验结果表明，使用缓蚀剂TPRI-6，腐蚀速率为0.572g/(m².h)，缓蚀效率为95.49％；使用缓蚀剂SH-369，腐蚀速率为0.356g/(m².h)，缓蚀效率为97.2％；使用缓蚀剂TPRI-7，腐蚀速率为0.588g/(m².h)，缓蚀效率为95.37％；使用缓蚀剂IS129，腐蚀速率为0.554g/(m².h)，缓蚀效率为95.64％。缓蚀剂SH-369的腐蚀速率低，缓蚀效率高，符合化学清洗的标准。

动态腐蚀速率试验试验结果表明，使用缓蚀剂TPRI-6，腐蚀速率为1.588g/(m².h)，缓蚀效率为92.16％；使用缓蚀剂SH-369，腐蚀速率为0.9698g/(m².h)，缓蚀效率为95.21％；使用缓蚀剂TPRI-7，腐蚀速率为1.268g/(m².h)，缓蚀效率为93.74％；使用缓蚀剂IS129，腐蚀速率为1.124/(m².h)，缓蚀效率为94.45％。缓蚀剂SH-369的腐蚀速率低，缓蚀效率高，与静态试验得出的结论一致，符合化学清洗的要求。

表12静态和动态试验腐蚀速率及缓蚀效率

为了验证本发明的有益效果，发明人采用本发明实施例1所用的原料及其重量配比在灵武电厂#1锅炉化学清洗项目进行工业试验，试验情况如下：

工程简介：灵武电厂一期2×600MW机组锅炉是由上海锅炉厂制造的亚临界中间再热强制循环汽包炉。清洗范围包括汽包、水冷壁***和省煤器，总计410M³。汽包材质13MnNiMo54，省煤器、汽包材质均为20号碳钢，无特殊钢材。

1、实验室小型试验

根据灵武电厂提供管样，加工成垢片，进行试验室小型试验。测定垢量，使用本发明进行清洗，观察清洗效果。

(1)垢量的测定

选取一组加工好的垢片，按试验1方法进行垢量测定，按照式(1)进行数据分析。计算结果见表13。

表13垢片的垢量测定

经过试验测得该组垢片为平均垢量428.8g/m²。

(2)除垢率的测定

按本发明配制250ml有机酸复合清洗剂，选取加工好的垢片，按金属表面积和酸液体积比为22∶1(m²∶m³)加入垢片，进行除垢率测定试验。保持温度温度为60～70℃，清洗4小时。按照(2)式进行数据分析，结果见表14。

表14除垢率测定

经试验测得使用本发明，除垢率达到97.67％，满足灵武电厂#1锅炉化学清洗项目的要求，可以进行工业试验。

2、工业试验

项目简介：灵武电厂一期2×600MW机组锅炉是由上海锅炉厂制造的亚临界中间再热强制循环汽包炉。清洗范围包括汽包、水冷壁***和省煤器等，总计410M³。汽包材质13MnNiMo54，省煤器、汽包材质均为20号碳钢，无特殊钢材。

清洗过程：将***冲洗干净，加水至30M³，循环加热至70℃，在***中投入试片编号为#5、#6的腐蚀指示片后加入2050kg的缓蚀剂SH-369，循环均匀加入2050kg羟基乙酸、10250kg柠檬酸、2050kg乙二胺四乙酸，循环均匀加入410kg磷酸三丁酯、205kg表面活性剂OP-10和1230kg异-抗坏血酸钠，循环均匀，将***补满水，循环清洗8小时排放。

按照式(3)计算腐蚀速率。计算结果见表15。

表15腐蚀速率测定

按照式(2)计算除垢率。计算结果见表16。

表16除垢率测定

清洗结果如下：

(1)金属表面清洁，无残留氧化物和焊渣，无明显金属粗晶析出，没有镀铜现象。

(2)平均腐蚀速率为0.94g/(m²·h)。

(3)除垢率为97.08％。

使用本发明清洗效果良好、性能稳定、简单易行，小型试验和大型锅炉工业试验清洗结果基本一致，在本次工业试验中腐蚀速率达到0.94g/m².h，远小于国家规定的8g/m².h。除垢率达到97.08％，清洗效果达到优良标准。

本发明针对不同垢的组分及不同组分所占的比例，适当调高针对含量较高的垢有强清洗能力有机酸组分，其它组分协同其共同作用，从而产生较好的清洗效果。本发明不仅克服了无机酸除垢时大量剥落引起的堵塞现象，也克服了单一有机酸清洗能力较弱的技术问题，并且实施方法简单易行、原料易得，经试验室和工业试验，可广泛应用于大型锅炉的化学清洗。

Claims (2)

1、一种火力发电厂锅炉有机复合清洗剂，其特征在于它是由下述重量配比的原料制成：

羟基乙酸      0.0％～3.0％

柠檬酸        0.2％～3.0％

乙二胺四乙酸  0.2％～3.0％

缓蚀剂SH-369  0.2％～0.8％

还原剂        0.1％～0.5％

磷酸三丁酯    0.0％～0.2％

表面活性剂    0.0％～0.2％

水            89.3％～99.3％

上述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚的分子式为C₉H₁₉C₆H₄₀(CH₂CH₂)nH，式中n为7～20，还原剂为异-抗坏血酸钠或联氨。

2、按照权利要求1所述的火力发电厂锅炉有机复合清洗剂，其特征在于其中按下述重量配比的原料制成：

羟基乙酸      0.5％

柠檬酸        2.5％

乙二胺四乙酸  0.5％

缓蚀剂SH-369  0.5％

异-抗坏血酸钠 0.3％

磷酸三丁酯    0.1％

表面活性剂    0.05％

水            95.55％。