一种电站锅炉过热器换热管化学清洗剂

摘要

一种电站锅炉过热器换热管化学清洗剂，本清洗按质量百分比含1.0~50.0%的MAC、0.1%~0.5%wt的缓蚀剂、0.05%~1.5%wt的还原剂、0.05%~0.2%wt表面活性剂和除盐水。MAC是关键组分，其余是辅助组分，其工艺条件是控制pH=1.0~7.0。该清洗配方对各种过热器换热管氧化皮具有良好的溶解分散效果，同时能将材料的腐蚀控制在安全范围和标准规定值内。适用各种炉型的电站锅炉过热器换热管和锅炉其它设备的化学清洗。

说明书

技术领域

本发明属于化工领域的化学清洗剂，具体涉及一种电站锅炉过热器换热 管化学清洗剂。

背景技术

超临界和超（超）临界机组锅炉过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 以清除过热器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 由于过热器的结构、材质、运行工况等情况与锅炉本体的差别很大，因此采 用现有锅炉本体清洗的配方及工艺进行过热器换热管的化学清洗存在如下技 术难题：

1）多数电站锅采用π型布置，过热器含有大量垂直布置的U(W)型管，清 洗残渣堵容易在U(W)型管底部沉积堵塞，造成清洗中断或清洗失败；

2）过热器换热管涉及多种金属材质，含有各种铁素体钢（如T22、T23、 T91等）和奥氏体钢不锈钢（如TP347H、Super304H、HR3C等），且具有许多 异种钢的焊接接头，因此进行化学清洗时易产生奥氏体不锈钢的晶间腐蚀和 应力腐蚀，以及异种钢焊接接头的腐蚀，出现腐蚀部位产生裂纹破坏或材料 力学性能降低情况，从而给机组造成破环或产生安全隐患；

3）由于锅炉过热器运行于高温、高压的蒸汽条件下，过热器换热管内壁 形成的氧化物具有量多、结构致密、多层结构等特点，因此氧化物很难溶解， 采用常规清洗技术达不到良好的清洗效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于含有奥氏体不锈钢的超临界和超(超) 临界锅炉过热器的电站锅炉过热器换热管化学清洗剂，尤其是含有垂直布置 U(或W)型换热管的过热器，也适用于亚临界、超临界和超(超)临界锅炉的炉 本体以及炉前的清洗。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：按质量百分比含1.0~50.0% 的MAC、0.1%~0.5%的缓蚀剂、0.05%~1.5%的的还原剂、0.05%~0.2%wt表面 活性剂，余量为除盐水。

所述的MAC由甲基磺酸、氮川三乙酸、二乙烯三胺五乙酸、乙二胺四乙 酸和氨水混合组成，按质量百分比甲基磺酸占5%~25%，氮川三乙酸占 20%~50%，二乙烯三胺五乙酸占20%~40%，乙二胺四乙酸占10%~30%，余量 为pH调节剂氨水。

所述的缓蚀剂由六次甲基胺、乌洛托品、联胺、巯基苯骈噻唑、苯并三 氮唑和除盐水混合组成，按质量百分比六次甲基胺占5%~25%、乌洛托品占 10%~30%、联胺20%~40%、巯基苯骈噻唑10%~30%、苯并三氮唑5%~25%， 余量为除盐水。

所述的还原剂为异VC钠、联氨、丙酮肟中的一种或一种以上任意比例的 混合物。

所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚或烷基酚聚 环氧乙烷醚中的一种或一种以上任意比例的混合物。

本发明的电站锅炉过热器换热管化学清洗剂呈酸性，pH=1.0~7.0；使用温 度是50℃~100℃，对运行后奥氏体和铁素体过热器换热管附着的氧化皮有优 异的清洗特性；对运行后奥氏体和铁素体过热器换热管附着的氧化皮在清洗 过程中剥离性很小；对运行后奥氏体和铁素体过热器换热管剥落的氧化皮溶 解率很高；能保留奥氏体钢过热换热器管内底层富铬氧化层；在清洗条件下 对奥氏体不锈钢没有晶间腐蚀，对加载极限应力的奥氏体不锈钢无应力腐蚀， 人为添加50mg/L氯离子后在清洗条件下对奥氏体不锈钢无晶间腐蚀；人为添 加100mg/L氯离子后在清洗条件下对加载极限应力的奥氏体不锈钢无应力腐 蚀；人为添加100mg/L氯离子后在清洗条件下对奥氏体不锈钢的力学性能没有 影响；在清洗条件下对铁素体的腐蚀速率满足相关电力行业标准的要求；在 清洗条件下对异种钢焊接部位的腐蚀速率满足相关电力行业标准的要求。

具体实施方式

实施例1：

按质量百分比含1.0%的MAC、0.3%的缓蚀剂、0.5%的的还原剂异VC 钠、0.1%表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，余量为除盐水。

其中，MAC由下列质量百分比的物质组成：甲基磺酸占5%，氮川三乙酸 占20%，二乙烯三胺五乙酸占20%，乙二胺四乙酸占10%，余量为pH调节剂氨 水；

缓蚀剂由下列质量百分比的物质组成：六次甲基胺占25%、乌洛托品占 10%、联胺20%、巯基苯骈噻唑20%、苯并三氮唑20%，余量为除盐水；

取100mL本实施例的清洗剂，升温至95℃，密闭条件下，清洗1.5g剥落的 运行后奥氏体不锈钢过热器氧化皮，清洗24小时，溶解率为92.3%。

实施例2：

按质量百分比含10%的MAC、0.3%的缓蚀剂、1.5%的的还原剂联氨、0.1% 表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚，余量为除盐水。

其中，MAC由下列质量百分比的物质组成：甲基磺酸占10%，氮川三乙 酸占30%，二乙烯三胺五乙酸占30%，乙二胺四乙酸占15%，余量为pH调节剂 氨水；

缓蚀剂由下列质量百分比的物质组成：六次甲基胺占5%、乌洛托品占30%、 联胺25%、巯基苯骈噻唑10%、苯并三氮唑5%，余量为除盐水；

取180mL本实施例的清洗剂，升温至85℃，密闭条件下，清洗运行后的T23 钢和奥氏体不锈钢TP347过热器管样，50小时后，T23管的除垢率为100.0%， TP347管的除垢率为90.3%，TP347底部的富铬层完全保留。TP347和Super304H 腐蚀指示片没有腐蚀失重，且在1000倍金相显微镜下观察不到晶间腐蚀的情 况，G20钢试片的腐蚀速率为0.26g/(m²·h)，T23管的残渣率为0.2%。

实施例3：

按质量百分比含20%的MAC、0.3%的缓蚀剂、1.5%的还原剂异丙酮肟、 0.1%wt表面活性剂烷基酚聚环氧乙烷醚，余量为除盐水。

其中，MAC由下列质量百分比的物质组成：甲基磺酸占15%，氮川三乙 酸占40%，二乙烯三胺五乙酸占25%，乙二胺四乙酸占12%，余量为pH调节剂 氨水；

缓蚀剂由下列质量百分比的物质组成：六次甲基胺占10%、乌洛托品占 15%、联胺40%、巯基苯骈噻唑15%、苯并三氮唑10%，余量为除盐水；

取180mL本实施例的清洗剂，并添加50mg/LCl^-和2.4g氧化皮，升温至65℃， 密闭条件下，清洗结束后，TP347和Super304H不锈钢腐蚀指示试片没有腐蚀 失重，在1000倍金相显微镜下观察不到晶间腐蚀的情况。

实施例4：

按质量百分比含30%的MAC、0.3%的缓蚀剂、0.7%的还原剂异VC钠、 0.8%的还原剂联氨、0.1%表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，余量为除盐水。

其中，MAC由下列质量百分比的物质组成：甲基磺酸占8%，氮川三乙酸 占50%，二乙烯三胺五乙酸占22%，乙二胺四乙酸占13%，余量为pH调节剂氨 水；

缓蚀剂由下列质量百分比的物质组成：六次甲基胺占15%、乌洛托品占 10%、联胺20%、巯基苯骈噻唑25%、苯并三氮唑25%，余量为除盐水；

取180mL本实施例的清洗剂，并添加50mg/LCl^-和2.4g氧化皮，升温至60℃， 密闭条件下，清洗结束后，异种钢焊接的过热器腐蚀指示片TP347-T91和 TP347-T22的腐蚀速率分别为4.07g/(m²·h)和5.60g/(m²·h)。

实施例5：

按质量百分比含40%的MAC、0.3%的缓蚀剂、0.3%的异VC钠、0.5%的 联氨、0.7%的丙酮肟、0.1%表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚，余量为除盐水。

其中，MAC由下列质量百分比的物质组成：甲基磺酸占20%，氮川三乙 酸占25%，二乙烯三胺五乙酸占28%，乙二胺四乙酸占18%，余量为pH调节剂 氨水；

缓蚀剂由下列质量百分比的物质组成：六次甲基胺占20%、乌洛托品占 20%、联胺25%、巯基苯骈噻唑10%、苯并三氮唑25%，余量为除盐水；

取180mL本实施例的清洗剂，并添加100mg/LCl^-和2.4g氧化皮，升温至50℃， 密闭条件下，清洗结束后，加载极限应力的TP347和Super304H C型环试样， 没有出现可观察到的应力腐蚀裂纹。

实施例6：

按质量百分比含50%的MAC、0.3%的缓蚀剂、1.5%的还原剂异VC钠、 0.1%wt表面活性剂烷基酚聚环氧乙烷醚，余量为除盐水。

其中，MAC由下列质量百分比的物质组成：甲基磺酸占12%，氮川三乙 酸占30%，二乙烯三胺五乙酸占30%，乙二胺四乙酸占23%，余量为pH调节剂 氨水；

缓蚀剂由下列质量百分比的物质组成：六次甲基胺占12%、乌洛托品占 10%、联胺20%、巯基苯骈噻唑30%、苯并三氮唑8%，余量为除盐水；

取180mL本实施例的清洗剂，并添加100mg/LCl^-和2.4g氧化皮，升温至 55℃，密闭条件下，清洗结束后，TP347和Super304H腐蚀指示片进行拉伸 试验结果表明，其力学性能与清洗前相比，没有发生明显降低情况。

实施例7：

按质量百分比含25%的MAC、0.1%的缓蚀剂、0.05%的还原剂丙酮肟、 0.05%wt表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，余量为除盐水。

其中，MAC由下列质量百分比的物质组成：甲基磺酸占18%，氮川三乙 酸占35%，二乙烯三胺五乙酸占23%，乙二胺四乙酸占16%，余量为pH调节剂 氨水；

缓蚀剂由下列质量百分比的物质组成：六次甲基胺占18%、乌洛托品占 25%、联胺30%、巯基苯骈噻唑12%、苯并三氮唑10%，余量为除盐水。

实施例8：

按质量百分比含36%的MAC、0.2%的缓蚀剂、1.2%的还原剂联氨、0.03% 的十二烷基苯磺酸钠、0.05%的烷基酚聚氧乙烯醚，余量为除盐水。

其中，MAC由下列质量百分比的物质组成：甲基磺酸占25%，氮川三乙 酸占20%，二乙烯三胺五乙酸占40%，乙二胺四乙酸占10%，余量为pH调节剂 氨水；

缓蚀剂由下列质量百分比的物质组成：六次甲基胺占8%、乌洛托品占12%、 联胺28%、巯基苯骈噻唑12%、苯并三氮唑23%，余量为除盐水；

实施例9：

按质量百分比含18%的MAC、0.5%的缓蚀剂、1.0%的的还原剂丙酮肟、 0.05%十二烷基苯磺酸钠、0.08%烷基酚聚氧乙烯醚、0.07%烷基酚聚环氧乙烷 醚，余量为除盐水。

其中，MAC由下列质量百分比的物质组成：甲基磺酸占10%，氮川三乙 酸占25%，二乙烯三胺五乙酸占25%，乙二胺四乙酸占30%，余量为pH调节剂 氨水；

缓蚀剂由下列质量百分比的物质组成：六次甲基胺占15%、乌洛托品占 15%、联胺35%、巯基苯骈噻唑15%、苯并三氮唑5%，余量为除盐水。