CN109402648A - 一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂及其应用 - Google Patents

一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按质量百分比计，包含如下组分：KL600 1.0~20.0%；缓蚀剂0.1%~0.8%；还原剂0.1%~5.0%；柠檬酸或柠檬酸铵3.0%~12.0%；除盐水余量。本发明通过将特定含量及其特定种类的KL600添加至柠檬酸或柠檬酸铵溶液制备得到电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，将其应用至电站锅炉低温省煤器、省煤器、水冷壁、过热器、再热器等换热管表面或其它金属设备的化学清洗过程中，该清洗剂中铁浓度最高到18000mg/L也不会出现沉淀，能够显著提高柠檬酸对过热器和再热器氧化层的溶解作用，且在清洗过程中不会出现氧化层大量剥落和柠檬酸铁沉淀。

Description

一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂及其应用。
背景技术
电站锅炉过热器和再热器换热管蒸汽侧氧化皮的脱落、堵塞问题日益突出，严重影响火力发电厂的安全稳定运行。采用化学清洗技术可以清除这些换热管水汽侧的氧化皮，同时能大幅度提高锅炉的热效率。但由于过热器和再热器的结构、材质、运行温度等情况，其运行期间表面生成的氧化层采用常规清洗剂很难有效溶解，因此采用现有相关标准导则及书籍资料提供的清洗剂配方及工艺进行过热器和再热器换热管的化学清洗不能解决如下问题：
1）多数电站锅过热器和再热器运行期间生成氧化层的量很大，尤其是垢量达到1000g/m2以上时，清洗配方控制不当会造成大量氧化皮在清洗期间剥落，并在U(W)型管底部沉积堵塞，造成清洗中断或清洗失败，需要控制清洗配方对氧化层剥离速度；
2）由于锅炉过热器和再热器长期在高温、高压的蒸汽条件下运行，换热管内壁形成的氧化物具有量多、结构致密、多层结构等特点，采用常规清洗剂配方工艺对氧化物的溶解效果差，清洗效果不明显；
3）过热器和再热器的换热管根据不同蒸汽温度段，采用不用的金属材料，涉及铁素体钢（如12CrMoV、T22、T23、T91等）和奥氏体钢不锈钢（如TP347H、Super304H、HR3C等），采用常规清洗配方和工艺不能同时兼顾这些材料表面氧化层的溶解和对基材金属的腐蚀控制；
4）常规柠檬酸清洗配方工艺在垢量大的设备清洗过程中，容易发生柠檬酸铁沉淀的情况，造成清洗中断或清洗失败，通常的经验值是要求清洗液中的铁浓度不能超过8000mg/L，这会造成大量清洗剂的浪费，增加清洗废液量。
因此，产业上迫切寻找一种能显著提高柠檬酸对过热器和再热器氧化层的溶解作用，且在清洗过程中不会出现氧化层大量剥落和不会出现柠檬酸铁沉淀的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂。
发明内容
基于此，本发明的首要目的在于提供一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，该清洗剂能够显著提高柠檬酸对过热器和再热器氧化层的溶解作用，且在清洗过程中不会出现氧化层大量剥落和柠檬酸铁沉淀。
本发明的再一目的是提供上述电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂的应用。
本发明通过如下技术方案来实现：
一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 1.0~20.0%；
缓蚀剂 0.1%~0.8%；
还原剂 0.1%~5.0%；
柠檬酸或柠檬酸铵 3.0%~12.0%；
除盐水 余量。
优选地，所述的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 5.0~15.0%；
缓蚀剂 0.1%~0.8%；
还原剂 0.1%~5.0%；
柠檬酸或柠檬酸铵 3.0%~12.0%；
除盐水 余量。
其中，所述KL600为混合物，该混合物是由联胺、氨水、吗啉、三乙醇胺、二甲胺、乙二胺四乙酸、羟基乙叉二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、二乙基三胺五乙酸混合组成。
优选地，所述KL600，在柠檬酸中使用时，按质量百分比计，包括如下组分：
联胺 0.5%~5%；
氨水 1.0%~10.0%；
吗啉 1.0%~10.0%；
三乙醇胺 1.0%~10.0%；
二甲胺 1.0%~10.0%；
乙二胺四乙酸 0.3%~3.0%；
羟基乙叉二膦酸 0.3%~3.0%；
氨基三亚甲基膦酸 0.3%~3.0%；
二乙基三胺五乙酸 0.3%~3.0%。
优选地，所述KL600，在柠檬酸铵中使用时，按质量百分比计，包括如下组分：
联胺 0.1%~0.5%；
吗啉 0.1%~1.0%；
三乙醇胺 0.3%~3.0%；
二甲胺 0.1%~3.0%；
乙二胺四乙酸 1.0%~10.0%；
羟基乙叉二膦酸 1.0%~10.0%；
氨基三亚甲基膦酸 1.0%~10.0%；
二乙基三胺五乙酸 1.0%~10.0%。
本发明所述的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按常规方法用除盐水溶解混合即可制备得到，具体包括如下步骤：按上述配比将各组分用除盐水溶解混合后定容，即得。
其中，本发明所述的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂的使用温度是50℃~135℃，在柠檬酸中的适用pH值范围为1.0~7.0，所述清洗液在铁浓度最高到18000mg/L时，未出现沉淀。
此外，本发明还公开了上述电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂在电站锅炉低温省煤器、省煤器、水冷壁、过热器、再热器等换热管表面或铁基金属材料表面氧化物的化学清洗应用。
另外，本发明所述的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂能确保清洗***涉及的铁素体钢（如20G、12CrMoV、T22、T23、T91等）和奥氏体钢不锈钢（如TP347H、Super304H、HR3C等）等所有金属材料的腐蚀速度都能控制在相关标准规定的指标范围内。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过将特定含量及其特定种类的KL600添加至柠檬酸或柠檬酸铵溶液制备得到电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，将其应用至电站锅炉低温省煤器、省煤器、水冷壁、过热器、再热器等换热管表面或其它金属设备的化学清洗过程中，该清洗剂中铁浓度最高到18000mg/L也不会出现沉淀，能够显著提高柠檬酸对过热器和再热器氧化层的溶解作用，且在清洗过程中不会出现氧化层大量剥落和柠檬酸铁沉淀。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
以下具体实施方式中，如无特殊说明，均为常规方法；以下具体实施方式所用的原料、试剂材料等，如无特殊说明，均为市售购买产品；除非另外指明，本发明中的百分比均是质量百分比。
实施例1
一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 10.0%；
缓蚀剂 0.3%；
还原剂 1.0%；
柠檬酸 10.0%；
除盐水 余量；
其中，所述KL600，按质量百分比计，包括如下组分：
联胺 0.5%~5%；
氨水 1.0%~10.0%；
吗啉 1.0%~10.0%；
三乙醇胺 1.0%~10.0%；
二甲胺 1.0%~10.0%；
乙二胺四乙酸 0.3%~3.0%；
羟基乙叉二膦酸 0.3%~3.0%；
氨基三亚甲基膦酸 0.3%~3.0%；
二乙基三胺五乙酸 0.3%~3.0%；
上述电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂的制备方法，包括如下步骤：按上述配比（如联胺0.5%、氨水2.0%、吗啉1.5、三乙醇胺1.0%、二甲胺2.0%、乙二胺四乙酸1.0%、羟基乙叉二膦酸0.5%、氨基三亚甲基膦酸0.5%、二乙基三胺五乙酸0.8%）将各组分用除盐水溶解混合后定容至300mL，即得。
然后将上述制备得到的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，升温至90℃，密闭条件下，清洗垢量为1061g/m2的12CrMoV过热器管氧化层，清洗48小时，氧化层清洗干净，管样表面残余垢量为1g/m2。
实施例2
一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 6.0%；
缓蚀剂 0.3%；
还原剂 0.5%；
柠檬酸 10.0%；
除盐水 余量；
其中，所述KL600，按质量百分比计，包括如下组分：
联胺 0.5%~5%；
氨水 1.0%~10.0%；
吗啉 1.0%~10.0%；
三乙醇胺 1.0%~10.0%；
二甲胺 1.0%~10.0%；
乙二胺四乙酸 0.3%~3.0%；
羟基乙叉二膦酸 0.3%~3.0%；
氨基三亚甲基膦酸 0.3%~3.0%；
二乙基三胺五乙酸 0.3%~3.0%；
上述电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂的制备方法，包括如下步骤：按上述配比（如联胺1.0%、氨水1.0%、吗啉1.0、三乙醇胺1.0%、二甲胺1.0%、乙二胺四乙酸0.5%、羟基乙叉二膦酸0.5%、氨基三亚甲基膦酸0.5%、二乙基三胺五乙酸0.5%）将各组分用除盐水溶解混合后定容至300mL，即得。
然后将上述制备得到的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，升温至95℃，密闭条件下，清洗垢量为1180g/m2的T91过热器管氧化皮，清洗48小时，氧化层清洗干净只剩富铬层，管样表面无残余垢量。
实施例3
一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 15.0%；
缓蚀剂 0.3%；
还原剂 0.5%；
柠檬酸 10.0%；
除盐水 余量；
其中，所述KL600，按质量百分比计，包括如下组分：
联胺 0.5%~5%；
氨水 1.0%~10.0%；
吗啉 1.0%~10.0%；
三乙醇胺 1.0%~10.0%；
二甲胺 1.0%~10.0%；
乙二胺四乙酸 0.3%~3.0%；
羟基乙叉二膦酸 0.3%~3.0%；
氨基三亚甲基膦酸 0.3%~3.0%；
二乙基三胺五乙酸 0.3%~3.0%；
上述电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂的制备方法，包括如下步骤：按上述配比（如联胺0.5%、氨水1.0%、吗啉1.0、三乙醇胺2.0%、二甲胺1.5%、乙二胺四乙酸1.0%、羟基乙叉二膦酸0.3%、氨基三亚甲基膦酸0.3%、二乙基三胺五乙酸0.3%）将各组分用除盐水溶解混合后定容至300mL，即得。
然后将上述制备得到的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，升温至90℃，密闭条件下，清洗垢量为1226g/m2的T22过热器管氧化皮，清洗36小时，氧化层清洗干净，管样表面残余垢量为1g/m2。
实施例4
一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 10.0%；
缓蚀剂 0.3%；
还原剂 0.3%；
柠檬酸铵 10.0%；
除盐水 余量；
其中，所述KL600，按质量百分比计，包括如下组分：
联胺 0.5%~5%；
氨水 1.0%~10.0%；
吗啉 1.0%~10.0%；
三乙醇胺 1.0%~10.0%；
二甲胺 1.0%~10.0%；
乙二胺四乙酸 0.3%~3.0%；
羟基乙叉二膦酸 0.3%~3.0%；
氨基三亚甲基膦酸 0.3%~3.0%；
二乙基三胺五乙酸 0.3%~3.0%；
上述电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂的制备方法，包括如下步骤：按上述配比（如联胺0.5%、氨水1.0%、吗啉2.5、三乙醇胺1.5%、二甲胺0.5%、乙二胺四乙酸1.0%、羟基乙叉二膦酸1.0%、氨基三亚甲基膦酸2.5%、二乙基三胺五乙酸3.0%）将各组分用除盐水溶解混合后定容至300mL，即得。
然后将上述制备得到的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，升温至95℃，密闭条件下，清洗垢量为652g/m2的TP347过热器管氧化皮，清洗48小时，氧化层清洗干净，管样表面只剩富铬层，无残余垢量。
实施例5
一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 6.0%；
缓蚀剂 0.3%；
还原剂 2.0%；
柠檬酸铵 10.0%；
除盐水 余量；
其中，所述KL600，按质量百分比计，包括如下组分：
联胺 0.5%~5%；
氨水 1.0%~10.0%；
吗啉 1.0%~10.0%；
三乙醇胺 1.0%~10.0%；
二甲胺 1.0%~10.0%；
乙二胺四乙酸 0.3%~3.0%；
羟基乙叉二膦酸 0.3%~3.0%；
氨基三亚甲基膦酸 0.3%~3.0%；
二乙基三胺五乙酸 0.3%~3.0%；
上述电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂的制备方法，包括如下步骤：按上述配比（如联胺1.5%、氨水2.0%、吗啉1.5、三乙醇胺2.0%、二甲胺8.0%、乙二胺四乙酸3.0%、羟基乙叉二膦酸1.5%、氨基三亚甲基膦酸1.5%、二乙基三胺五乙酸3.0%）将各组分用除盐水溶解混合后定容至100mL，即得。
然后将上述制备得到的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，升温至90℃，密闭条件下，清洗垢量为1152g/m2的12CrMoV过热器管氧化层，清洗48小时，氧化层清洗干净，管样表面残余垢量为2g/m2。
实施例6
一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 15.0%；
缓蚀剂 0.3%；
还原剂 2.0%；
柠檬酸铵 10.0%；
除盐水 余量；
其中，所述KL600，按质量百分比计，包括如下组分：
联胺 0.1%~0.5%；
吗啉 0.1%~1.0%；
三乙醇胺 0.3%~3.0%；
二甲胺 0.1%~3.0%；
乙二胺四乙酸 1.0%~10.0%；
羟基乙叉二膦酸 1.0%~10.0%；
氨基三亚甲基膦酸 1.0%~10.0%；
二乙基三胺五乙酸 1.0%~10.0%；
上述电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂的制备方法，包括如下步骤：按上述配比（如联胺1.5%、氨水1.0%、吗啉1.5、三乙醇胺1.0%、二甲胺3.0%、乙二胺四乙酸1.0%、羟基乙叉二膦酸0.5%、氨基三亚甲基膦酸0.5%、二乙基三胺五乙酸0.5%）将各组分用除盐水溶解混合后定容至300mL，即得。
然后将上述制备得到的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，升温至90℃，密闭条件下，清洗垢量为1234g/m2的12CrMoV过热器管氧化层，清洗48小时，氧化层清洗干净，管样表面残余垢量为2g/m2。
实施例7
一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 2.0%；
缓蚀剂 0.3%；
还原剂 1.0%；
柠檬酸 10.0%；
除盐水 余量；
其他同实施例1；
然后将上述制备得到的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，升温至90℃，密闭条件下，清洗垢量为2572g/m2的12CrMoV过热器管氧化层，清洗48小时，氧化层清洗干净，管样表面残余垢量为7g/m2。
实施例8
一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 20.0%；
缓蚀剂 0.3%；
还原剂 1.0%；
柠檬酸 10.0%；
除盐水 余量；
其他同实施例1；
然后将上述制备得到的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，升温至90℃，密闭条件下，清洗垢量为2658g/m2的12CrMoV过热器管氧化层，清洗48小时，氧化层清洗干净，管样表面残余垢量为8g/m2。
对比例1
一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 0.5%；
缓蚀剂 0.3%；
还原剂 0.5%；
柠檬酸 10.0%；
除盐水 余量；
其他同实施例1；
将上述制备得到的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，升温至90℃，密闭条件下，清洗垢量为3176g/m2的12CrMoV过热器管氧化层，清洗48小时，氧化层清洗干净，管样表面残余垢量为12g/m2。
对比例2
一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 30.0%；
缓蚀剂 0.3%；
还原剂 0.5%；
柠檬酸 10.0%；
除盐水 余量；
其他同实施例1；
将上述制备得到的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，升温至90℃，密闭条件下，清洗垢量为3102g/m2的12CrMoV过热器管氧化层，清洗48小时，氧化层清洗干净，管样表面残余垢量为11g/m2。

Claims (6)

1.一种电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，其特征在于，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 1.0~20.0%；
缓蚀剂 0.1%~0.8%；
还原剂 0.1%~5.0%；
柠檬酸或柠檬酸铵 3.0%~12.0%；
除盐水 余量。
2.根据权利要求1所述的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，其特征在于，按质量百分比计，包含如下组分：
KL600 5.0~15.0%；
缓蚀剂 0.1%~0.8%；
还原剂 0.1%~5.0%；
柠檬酸或柠檬酸铵 3.0%~12.0%；
除盐水 余量。
3.根据权利要求1或2所述的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，其特征在于，所述KL600为混合物，该混合物是由联胺、氨水、吗啉、三乙醇胺、二甲胺、乙二胺四乙酸、羟基乙叉二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、二乙基三胺五乙酸混合组成。
4.根据权利要求3所述的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，其特征在于，所述KL600，在柠檬酸中使用时，按质量百分比计，包括如下组分：
联胺 0.5%~5%；
氨水 1.0%~10.0%；
吗啉 1.0%~10.0%；
三乙醇胺 1.0%~10.0%；
二甲胺 1.0%~10.0%；
乙二胺四乙酸 0.3%~3.0%；
羟基乙叉二膦酸 0.3%~3.0%；
氨基三亚甲基膦酸 0.3%~3.0%；
二乙基三胺五乙酸 0.3%~3.0%。
5.根据权利要求3所述的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂，其特征在于，所述KL600，在柠檬酸铵中使用时，按质量百分比计，包括如下组分：
联胺 0.1%~0.5%；
吗啉 0.1%~1.0%；
三乙醇胺 0.3%~3.0%；
二甲胺 0.1%~3.0%；
乙二胺四乙酸 1.0%~10.0%；
羟基乙叉二膦酸 1.0%~10.0%；
氨基三亚甲基膦酸 1.0%~10.0%；
二乙基三胺五乙酸 1.0%~10.0%。
6.如权利要求1-5任一项所述的电站锅炉清洗用柠檬酸助溶清洗剂在电站锅炉低温省煤器、省煤器、水冷壁、过热器、再热器等换热管表面或铁基金属材料表面氧化物的化学清洗应用。
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