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1、清洗原理概要及质量保证体系电力质量原理化学清洗基于溶解、络合、转化及其他作用使污垢由设备表面脱离。当清洗介质对基体有腐蚀和侵蚀作用时，应进行缓蚀，抑制其腐蚀作用。清洗后的金属表面应被处理成钝态。对于要求严格的设备还应建立永久钝化膜。1.污垢成分1.1锅炉和热交换器的污垢由水中分离出的污垢仍保持这类杂质的难溶化合物成分。例如悬浮存在的硅酸和铁的氧化物，以二氧化硅和三氧化二铁形式析出；胶体状态的硅酸也可聚集成失水态的二氧化硅。难溶的物质则按其溶解度形成碳酸钙、氢氧化镁、硫酸钙等沉淀。1.1.1水垢同样成分的物质在垢中存在的形态不相同。例如二氧化硅，可以是砂粒，可以是无定形的石英、燧石，也可以是玛瑙
2、、水晶或其他宝石结构；含有钙、镁、钠、钾等元素的硅酸盐，可以是长石、云母、石棉、花岗岩等，也可以是蛇纹石、橄揽石及玉石。水垢中居多的是碳酸钙，它是无定形或颗粒状，在自然界则是青石(石灰石)、白垩、方解石、大理石；钙与磷酸盐形成的垢在中压以上锅炉中最常见，它们可以是羟基磷灰石，也可以是成垢倾向大的磷灰石。钙与硫酸盐形成硫酸钙垢，视含结晶水不同可有无水、半水、二水等不同物质，它们分别称无水石膏、熟石膏和生石膏。钙与镁的碳酸盐是白云石。镁的碳酸盐是菱镁石，其氢氧化物为水镁石，失水或失去二氧化碳后为白苦土。钠与钾的盐在水中可溶解产生钠、钾离子，但是在长石中它们稳定地存在，因此，在不溶于水的污垢中常可检
3、测出钠、钾元素。钠的铝氟化物冰晶石比较常见，氟与钙形成萤石，这是氢氟酸清洗废液经石灰乳处理后产生的沉淀。1.1.2腐蚀产物在污垢中经常含有受热面和热交换面的腐蚀产物，使用钢铁者是氧化铁和磁性氧化铁，它们分别是赤铁矿与磁铁矿；有二氧化碳腐蚀的还会产生碳酸铁，即菱铁矿。使用铜和铜合金者可生成氧化铜与氧化亚铜，它们分别是黑铜矿与赤铜矿；在空气中铜和铜合金产生的绿锈是碱式碳酸铜，它与孔雀石的成分相同。黄铜是用得最广的热交换材料，它常以脱锌的形式腐蚀，因此污垢中常有氧化锌(氢氧化锌的失水形式)，有时也会以碳酸盐形式出现，前者是锌白，后者是炉甘石。采用硫酸铝或聚合铝凝聚去浊时，过量的絮凝剂进入水中会成为污
4、垢成分。如果水的pH过低或过高会使絮团溶解，搅动速度过大、水温变化等物理因素，也会使已脱稳的颗粒复稳而增加水中铝盐含量。铝在垢中以氢氧化铝的失水形式存在，这种氧化铝相当于铝矾土的成分。1.2机电产品投产前与运转期间所生成的污垢锅炉和其他机电产品表面有钢铁轧制时的磁性氧化铁鳞皮，有焊接时的熔渣焊瘤，有为防锈涂敷的油脂，有露天放置时产生的锈层和粘附的灰尘。锅炉和其他受热设备除了水侧有水垢和腐蚀产物、蒸汽侧有盐垢外，火焰侧也有熔融的焦渣、沾着的烟炭、灰渣。用油润滑的设备必然会产生油渍腻垢。它们是由矿物油(或动、植物油)、石蜡等油脂和灰尘的混合物。脂肪类物质易氧化降解成为低分子酸，因此还常有设备腐蚀的
5、产物。有涂层的设备，在涂层失效后也变成附着物成分之一，在涂敷新的涂料时必须将其除净。海洋轮船的防污漆(船底漆)应经常补涂，当其中所含的亚铜盐或有机锡流失后，海洋生物将在船底结成坚硬的污垢层。2.污垢成分分析为了有效地除垢，必须确知被清洗物质的组成。对一般设备可由设备的介质条件推断可能形成的垢，再辅以定性试验判别。大容量锅炉及不能用常规清洗介质清洗的设备，应对其污垢进行成分分析，并进行除垢清洗模拟试验。2.1污垢的定性判别2.1.1外观及水质处理提供的信息首先由外观察看所取的垢样是否含有油脂类成分，例如手摸有无粘腻滑软的感觉，用滤纸擦拭能否见到油渍，能否嗅到矿物油特有的味道，再置于去离子水中煮开
6、观察液面是否有油花。向水中投入少许樟脑粉末，如果看不到在液面上发生布朗运动就是有油进入水中。可由污垢的外状判别其主要成分。如果是未进行水质处理的热水锅炉、热交换器生长的垢，呈白色片状，断面呈颗粒状，则可能是碳酸钙垢。不进行水处理的蒸汽锅炉，也未进行锅内投药处理时，也多是碳酸钙垢。在这种水垢中常混有腐蚀产物而使水垢呈粉红色和红褐色。呈粉红色含铁量少于10，如果含铁量达20、而且有低价的铁(黑色的磁性氧化铁)则呈褐色。由磷酸盐处理的锅炉中的水垢呈灰白色，硬质的碳酸钙垢为松散结构。由于锅炉结垢后难免有腐蚀，因此垢中总混有铁的氧化物，使垢由灰白转为灰红，红褐或黑褐色。铁的含量为1030。如果锅炉补充水
7、不进行除硅或脱盐处理，锅炉水垢中常含有二氧化硅，其含量为520。不进行石灰预处理的软化水，尤其是氢钠交换软化水系统，无除硅作用，这种水作为锅炉补充水时，垢中二氧化硅可超过20。2.1.2电站锅炉的水垢高压锅炉多使用除盐水作锅炉补充水，化学除盐水中不含硬度盐类，但是如果凝汽器渗漏或泄漏，在冷凝水中漏入了冷却水，必然会产生磷酸盐垢，如果泄漏量大，锅炉水中无过剩的磷酸根，也会产生部分碳酸钙垢。锅炉受热面上常有腐蚀产物和水垢掺混存在，如果给水系统有腐蚀使水中含铁、铜等杂质时，也会产生铁铜垢。但是在水垢的下面同样有腐蚀产物，因此，在10.7MPa及以上锅炉中，垢和腐蚀产物相伴出现，而且参数越高，腐蚀产物
8、的比例越大，其外状越呈红褐和黑褐色，而且垢的密度可由2g/cm3升高到5g/cm3，拿在手中有沉重感。用硫酸作为再生剂的阳床常有硫酸钙产生，它们有可能进入锅炉生成难溶的硫酸钙垢。电站锅炉的不同部位垢的成分有较大差异，在省煤器中以铁的氧化物为主，钙、镁等的含量很少，不存在磷酸盐。在汽鼓中则多以磷酸盐垢为主，在阳离子中钙、镁占的比例较大。在锅炉的下降管和下联箱中，垢的成分与汽包中的成分接近，但是下联箱中常有堆积状的腐蚀产物，所以铁的含量高些。水冷壁管中多以铁的氧化物为主，凝汽器泄漏时常有磷酸盐垢。2.1.3热交换器和凝汽器中的垢水与水或水与汽进行热交换的加热器或冷却器生成的垢都是碳酸钙垢。例如用原
9、水作为冷却介质的压缩机、空调机的冷却器，用天然水作工质的分散采暖换热器等都是。发电厂的凝汽器所结的垢也是碳酸钙垢。如果设备有腐蚀，垢中含有少量热交换材料和系统所用材料的成分，例如铜、锌、铁等。如果水的悬浮物较高，也常含有少量硅酸盐。2.1.4对水垢溶解特性的试验确定水垢的成分是为了研究其来源、成因和制订清洗方案。成分较简单的水垢，在较有清洗经验人员根据外状、采集部位、设备参数、水质处理方法等因素的提示下，可以大体确定所使用的清洗介质，而进行简单的溶解特性试验，更有助于确定清洗介质和条件。首先把垢置于热水中，如果垢有崩解、溶解现象，表明垢中有较易溶解的盐类。低压锅炉的蒸汽质量差，在过热器中常有盐
10、垢；输电线路的绝缘子上附着的污垢也可用水溶解冲掉。如果取自热交换器或低压锅炉的白色水垢在热水中无溶解、崩解现象，则置于3(1:10)的盐酸溶液中，如果在室温下迅速溶解，而且有大量气泡产生，则是碳酸钙垢，其中也含少量氢氧化镁。如果垢未全部溶解，残渣为白色，则可能是有硅酸盐垢或硫酸盐垢；如果残渣为黑褐色，且溶液带有浅黄色则是含铁。如果取自锅炉的灰白色水垢在3的室温盐酸中溶解较慢，无气泡冒出，或冒泡很少，则是磷酸盐垢。这种垢在6(1:5)的盐酸中常温下溶解较快，加热到50以上可快速溶解。由于垢中常有一定量的腐蚀产物，溶液常带有淡黄绿色。如果垢呈黑褐色或红褐色，其密度较大(手感沉重)时是铁的氧化物，其
11、密度是一般垢的一倍以上，为4.5g/cm3左右。这种垢常含有一定量的铜，含铜量高时可看到铜的金属光泽。这种垢在热的6盐酸中溶解速度仍较慢，溶液颜色为黄绿。倾出少量溶液加入10(1:1.5)氨水可产生棕色的氢氧化铁沉淀。如果含铜则在过量的氨水作用下，溶液呈铜氨络离子特有的蓝色。为确认在盐酸中难溶的成分，可进一步做溶解特性试验，如果残渣为红褐色，加热及加少量硝酸易溶的是氧化铁；如果是白色残渣，在3氢氟酸中可溶的是硅酸盐；如果是白色残渣，置于1的氯化钡溶液中可溶，且溶液混浊，产生白色沉淀的是硫酸钙垢。垢的溶解特性试验提示了应采用的清洗介质和浓度、温度条件。2.2污垢主要成分分析2.2.1垢的分解与处
12、理(1)垢的溶解与熔融垢和腐蚀产物分析操作中，首当其冲的是试样是否能充分溶解。如果不能完全溶解，后面的分析结果不可能准确。有的分析者在试样未全部溶解时，把剩余部分简单的作为“酸不溶物”成分，这就起不到通过垢成分分析查明成垢原因的作用，更达不到指导酸洗的目的，因为正是这部分用(盐)酸不能溶解的垢，会导致酸洗失败。只有使难溶和不溶部分的垢全部溶解，才能制定有效的清洗方案。实际上分解垢样的过程，就是探索最佳清洗方案的过程。最简单的垢样分解程序是用10的盐酸溶解。如果溶解速度很快，则在常温下进行；如果溶解反应激烈，有泡沫产生，为防止溅失，应覆盖表面皿，或甚至置于冰水中降温；如果溶解速度较慢，则加热、搅
13、动助溶。如果溶液带有黄色，说明垢中含铁，加入0.20.5mL硝酸使铁离子氧化，可加快垢的溶解。垢中氧化铁含量较高时，溶解时间延长，可在水浴中加热助溶。在沙浴或电热板上加热时，应防止溶液沸腾喷溅。只要试样研磨的足够细，在上述操作下，碳酸盐垢、磷酸盐垢和铁铜垢均可完全溶解。当经过以上溶解操作，试样仍有白色残留物不溶时，可采取将试样与碳酸钠以1:8混合，在900下加热2h，则硅酸盐可与碳酸钠作用成为硅酸钠，硫酸钙也可与碳酸钠作用转化为碳酸钙(实际是氧化钙)与硫酸钠。再用盐酸溶解时，可以完全溶解。此项操作最好在铂坩埚中进行，为了使熔融物容易由坩埚中溶解脱出，可先将垢样3倍的无水碳酸钠铺在坩埚底部和周围
14、，再将垢样4倍的无水碳酸钠与垢拌匀，倒入其中。再在固体混合物上盖与垢大致等量的无水碳酸钠。灼烧时应在带盖的坩埚中进行，坩埚盖稍微错开一点，防止二氧化碳大量产生时将盖掀掉。(2)磷酸盐垢的离子交换分离磷酸盐垢溶解之后，不能按照常规的系统分析手续，对测定二氧化硅后的滤液以氢氧化铵沉淀铁、铝离子，这是由于试液中的钙、镁阳离子和磷酸根离子，会在试液碱化时以磷酸盐沉淀的形式析出。缺乏经验的化验人员，时常误把钙、镁的磷酸盐沉淀当成氢氧化铝，这就是60年代初国外(如前苏联)和国内文献中频繁提到的高压锅炉结“铝垢”，却又找不出大量铝垢来源的原因。将测定二氧化硅的滤液通过氢型强酸阳离子交换柱，用比交换树脂体积略
15、多的无盐水冲洗，冲洗液与滤液合在一起，用于测定磷酸根、硫酸根。用5的盐酸再生和淋洗交换柱，将进入阳树脂的铁、铝、钙、镁、铜、锌等阳离子置换出来，使其成为对应的氯化物，然后对其分别测定。2.2.2碳酸钙垢的分析方法(1)垢样的制备与处理将垢样在玛瑙研钵中研细到140170目(颗粒直径0.1mm上下，手捻无颗粒感即可)，然后称取4份试样，两份用于进行化验，两份用于测灼烧减量。每份试样各0.5000g为宜，过多灼烧不透，也难于分离洗涤，过少相对误差太大。将用于化验的两份试样分别置于两个100mL烧杯中，加水10mL使之充分湿润，再加10mL10的盐酸，盖上表皿使之在室温下溶解，待反应平稳后，用玻璃棒
16、轻轻搅动使之完全溶解。对于取自凝汽器、采暖系统热交换器、热水锅炉和不进行磷酸盐处理的蒸汽锅炉中的垢，如上进行基本可全溶。如果含有一部分磷酸盐或者铁的氧化物，可在水浴中加热助溶，则可全部溶解。(2)灼烧减量的测定碳酸盐水垢中以碳酸钙为主，在灼烧时碳酸钙可失重44而变成氧化钙。如果含有氢氧化镁，则在灼烧时可失重41而变成氧化镁。由于对化验结果的表示均折算为氧化物，亦即二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化铜、氧化锌、五氧化二磷(磷酸酐)、三氧化硫(硫酸酐)等，测试样的灼烧减量对于碳酸盐垢测定结果的复核平衡时非常重要，将各组分的化验结果加上灼烧减量，方能凑够100。将进行平行试验用的
17、试样在烘箱中烘去表面水分，各称取0.5000g，置于已恒重的坩埚中，在850下灼烧2h，冷却后称重，以相差0.4mg以内为恒重。两份试样的测试结果相差1mg/L时弃去，当1mg/L则在锅炉给水系统中作循环冲洗，并换水，直至含铁量为0.10.2mg/L才结束冲洗。在锅炉点火前，应继续进行热态冲洗，使含铁量0.1mg/L。水蒸气是基本不含盐分的汽态水，它在饱和状态时，对盐分有很好的溶解作用。基于这一性质，在火电厂中采取带负荷运转的方式清洗汽轮机叶片的盐垢。由于汽轮机叶片多，叶片形状扭曲，排列紧密，叶片上结了盐垢对汽轮机效率有影响，结盐垢较严重时可使汽轮机生产能力减少2050。严重时可因结盐垢使汽轮
18、机不平衡而振动，增加离心力，损坏设备。人工刮除盐垢费时且不干净，使电能减产。带负荷清洗盐垢是利用蒸汽参数降低时产生的水分对盐有溶解和高速吹洗作用，溶垢与去垢效果很好。锅炉在启动时还采用蒸汽吹扫的方法清除蒸汽系统的灰尘、锈和翘起的氧化皮。经过蒸汽吹洗后，锅炉蒸汽的二氧化硅含量才能合格。水还常用作机械清洗的工作介质。例如在喷射清洗时，将水升压到10MPa以上，由不同形状的管口中喷射出来，用以冲击除去污垢，对于硬质水垢来说，利用冲击与剪切应力超过垢质强度与粘附力而将其击碎、剥离。对于硬质污泥来说，只用水流的冲击即可除净。50年代，前民主德国的阿培卡与贝格利用密度与水相等的塑料球循环清除凝汽器中污泥，
19、代替停机人工捅刷。仿照其原理，1958年作者委托橡胶厂制成密度为0.981.02g/cm3的橡胶体，对使用河水作冷却水的北京通州发电厂和天津发电三厂的凝汽器进行连续清除污泥。目前使用的海棉胶球是在其基础上发展起来的。这是以水为载体推动胶球，利用胶球本身对污垢的冲撞和摩擦，以及水在与胶球尺寸相近的凝汽器管中形成局部湍流冲击作用清除污泥。80年代国外使用CODCO也是用水为载体进行机械清洗，对污泥、软垢及较疏松的垢可有清除作用，除硬垢能力则差。(2)有机溶剂清洗原理与应用有机溶剂是传统的除油清洗剂，常用的是汽油、煤油、乙醇、丙酮、二甲苯和各种卤代烃等。这些溶剂对油脂溶解能力强，去污彻底，使用起来很
20、方便。这些溶剂都能单独使用，也能复配使用，例如乙醇常与二甲苯复配。对于机械产品和设备，用溶剂除油泥和油脂类防锈涂层快速，不用升温，不会形成皂类粘附物。但是其缺点也很多，首先是有爆炸危险，其次是有一定毒性，因此，有机溶剂已逐渐被表面活性剂取代。汽油和煤油是使用最广的溶剂。GB1922一80溶剂油按照98被馏出的温度划分为6个牌号，即70、90、120、190、200和260。70120号汽油用得最多，190号用于机器零件清洗，200号作为稀料与溶剂，290号是煤油型溶剂，使用较为安全。卤代烃类清洗剂也是常用溶剂，其中三氯三氟乙烷毒性较低，但是沸点仅48。二氯甲烷对, 涂料、树脂溶解能力强，但是沸
21、点更低，仅3540。甲基氯仿、三氯乙烯和四氯乙烯沸点较高，为74122，可分别用于去油、去沥青和石蜡。乙醇俗称酒精，沸点78，毒性低，使用较安全，但是去油脂能力较弱。丙酮沸点56，对油脂清除能力较强。相比之下二甲苯更为适用，它有邻位、间位、对位等不同异构，沸点138144。(3)表面活性剂去污原理与应用表面活性剂的分子中含有极性基团和非极性基团，极性基团对带有极性的水分子有很强的亲合力，非极性分子对油脂有亲合力。含油污垢是非极性分子，表面活性剂与其相遇时，亲油的一端可吸附到粘有油污表面上。表面活性剂还具有渗透性和湿润性，表面活性剂分子渗入粘染污垢的表面与污垢之间，可使污垢自表面分离下来，发挥其
22、卷离油污的作用。表面活性剂易溶于水，可配成水溶液用于清洗。它把油脂包溶在自己的憎水(疏水)亲油的非极性基团中，形成胶束作用而除油。表面活性剂以其除油脂能力强，适用范围广，安全无毒而应用日广，已逐渐代替溶剂除油。3.1.2各种溶解性除垢剂的清洗原理各种溶垢清洗方法是化学清洗的基础，在所使用的溶垢清洗剂中，盐酸应用最广。电站锅炉的附着物主要是铁的氧化物，在垢的溶解过程中还有氧化还原、络合和崩解、剥解作用。(1)盐酸盐酸用于清洗钙、镁的碳酸盐(及氢氧化物)垢时，主要是基于对垢的溶解作用:当垢中含有镁的成分时:CaCO3MgCO3十4HClCaCl2十MgCl2十2CO2十2H2OMg(OH)2十2H
23、ClMgCl2十2H2O在酸洗过程中，盐酸不仅和水垢的表层起溶解反应，还渗入垢中与内层的垢起溶解反应。因此，用盐酸清洗碳酸盐垢时，反应进行激烈，清洗时间短，通常可在24h内结束清洗。反应过程中产生的二氧化碳有使垢层松散、崩解的作用，使垢与酸的接触面增大而加快清洗过程。但是当水垢厚度在3mm以上时，要防止垢片崩解、剥离、脱落而来不及溶解，脱落的垢片将堵塞锅炉下联箱甚至水冷壁管，破坏水循环和造成锅炉超温变形。磷酸盐垢既有由于排污不足使碱性磷灰石和蛇纹石粘附于受热面上形成的二次水垢，也有水质调节不当形成的磷酸盐垢，它们也可溶于盐酸:Ca10(OH)2(PO4)6十20HC110CaCl2十6H3PO
24、4十2H2O3MgO2SiO2十6HCl3MgCl2十2SiO2十3H2OCa3(PO4)2十6HCl3CaCl2十2H3PO4Mg3(PO4)2十6HCl3MgCl2十2H3PO4清洗磷酸盐垢要用较高的温度和较大的浓度。由反应可知，钙、镁的磷酸盐由于溶解时的反应平衡关系必须保持足够的酸度。这种垢中往往含有一定的硅酸盐(Mg3Si2O7或3MgO2SiO2)，提高清洗温度，有利于其溶解。在对磷酸盐垢清洗过程中，产生的磷酸有对钢铁钝化的作用和使铁离子络合的作用。磷酸盐垢中往往含有以铁为主的腐蚀产物，磷酸根对铁离子的络合作用有助于其溶解；磷酸盐垢中还常含有碳酸钙垢，它在溶解时产生的少量二氧化碳气体
25、，有助于垢的松散、溶解。铁和铜的氯化物均溶于水，因此盐酸又是腐蚀产物(铁铜垢)的良好溶解剂。由于铁的氧化物与铜的氧化物存在形态不同，反应也不同:Fe2O3十6HCl2FeCl3十3H2OFe3O4十8HCl2FeCl3十FeCl2十4H2OFeO十2HClFeCl2十H2O除上述酸洗液垢反应外，还有不希望发生的反应:三氧化二铁比氧化亚铁难溶得多，由常温的电位-pH图(Pourbaix图)可知，pH1.7才能使三氧化二铁溶解，而pH在6以下即可使氧化亚铁溶解。铜的氧化物易溶于(盐)酸，这是属于重金属的铜却能产生酸腐蚀的主要原因，亦即氧使铜氧化为氧化铜或氧化亚铜，酸再使铜的氧化物溶解。必须保持足够
26、的酸度(清洗液pH必需低于1.7)才能使腐蚀产物充分溶解，而提高清洗温度可加快清洗过程。有的资料提到酸洗时钢铁析氢可加快附着物剥离，似乎有加快清洗的作用。这其实是误解，钢铁析氢是缓蚀作用未达100所致(当然也难达100)，是酸洗过程中的金属腐蚀，这是应极力避免的。析氢就难免吸氢，而酸洗中钢铁的吸氢更应极力避免。腐蚀产物希望以溶解(酸溶或络合溶解)除去，应尽量避免剥落，剥落必然影响水汽正常流通，造成锅炉底部联箱或过热器管下弯头堵(阻)塞，而使金属超温。锅炉酸洗中可因产生三价铁离子而产生电化学腐蚀，它不容易被缓蚀剂阻滞而引起孔蚀。铜离子也可产生电化学腐蚀而电解镀出。在锅炉酸洗中应防止产生高价铁离子
27、腐蚀与镀铜。前者可加联氨类还原剂；后者可加铜的隐蔽剂，或者在氧化剂作用下除去氨性。(2)氨基磺酸在使用碳钢的锅炉和热交换器上可用盐酸为溶垢清洗剂，对于使用奥氏体钢的板式换热器、亚临界参数锅炉过(再)热器和化工容器中的垢，使用磺基磺酸清洗较安全。凝汽器黄铜管在清洗除垢时，容易产生沿晶腐蚀和脱锌，使用氨基磺酸清洗也较安全。氨基磺酸是较稳定的固体，这是它较盐酸等液体溶垢剂的另一优越之处。它使用于运输储存，可作为日用品除垢剂而小包装出售。氨基磺酸的常见金属盐均溶于水，它本身也易溶于水。在清洗垢和腐蚀产物时，可生成对应的氨基磺酸盐，以碳酸盐垢、磷酸盐垢和铁铜垢为例:CaCO3十2NH2SO3HCa(NH
28、2SO3)2十CO2十H2OMg(OH)2十2NH2SO3HMg(NH2SO3)2十2H2OCa10(OH)2(PO4)6十20NH2SO3H10Ca(NH2SO3)2十6H3PO4十2H2OMg2Si2O7十6NH2SO3H3Mg(NH2SO3)2十2SiO2十3H2OFe2O3十6NH2SO3H2Fe(NH2SO3H)3十3H2OCuO十2NH2SO3HCu(NH2SO3)2十H2O由以上反应式可知，对于碳酸盐水垢，用氨基磺酸清洗时，同样有松散崩解作用而缩短溶垢过程，对于磷酸盐垢也能生成有一定络合铁离子和钝化钢铁作用的磷酸，对于铁铜垢也有很好的溶解能力。氨基磺酸是中等强度酸，它含有的氨基对
29、钢铁有一定的缓蚀作用，因此相同浓度的氨基磺酸比盐酸侵蚀能力弱，因此在耐蚀能力弱的材料或晶间腐蚀敏感性强的材料清洗时可选用。氨基磺酸溶液在60以上易分解产生硫酸，因此清洗温度不可超过60，以免水解产生的硫酸产生腐蚀，也可避免产生硫酸钙沉淀。(3)硝酸、醋酸与磷酸硝酸是很好的酸溶清洗剂，这是由于所有的硝酸盐都易溶于水。硝酸对钢铁有钝化作用，对奥氏体钢无致脆作用，是其另一优点。在清洗不锈钢板式热交换器时可用它为酸溶除垢剂。硝酸与碳酸盐垢、磷酸盐垢以及铁铜垢的反应同盐酸的清洗反应一样，也可写出相应的反应式，为节省篇幅不一一列出。醋酸和硝酸一样也是形成易溶盐的良好溶垢剂，醋酸的优点还在于是弱酸，对于已有
30、严重腐蚀，尤其是已有晶间腐蚀的设备可用其清洗。羟基醋酸(羟基乙酸或乙醇酸)也是良好的有机弱酸溶垢剂，由于含有羟基，它比醋酸清洗能力强，且无产生脆性腐蚀的倾向。我们对已有严重晶间腐蚀的亚临界参数锅炉更换有腐蚀的水冷壁管后，用羟基醋酸和甲酸的混合液进行清洗，制止了晶间腐蚀的发展。磷酸不单独用于垢的清洗，它可与其他强酸配成混合酸进行清洗。在钢铁清除轧制氧化铁皮时，常用磷酸与硫酸的混合液清洗。在锅炉清洗后，为缩短换水、排除水中铁离子的时间，以便用碱液法钝化，可以使用稀磷酸(0.2及以下)进行漂洗除铁。3.1.3各种络合性除垢剂的清洗原理大容量电站锅炉多使用络合清洗，其清洗对象主要是铁的氧化物，它们既有
31、随给水带进锅炉的，也有锅炉运转中自身腐蚀产生的。(1)柠檬酸柠檬酸的分子式为C3H4OH(COOH)3，这是有三个羧酸基团的有机酸，常用于清洗有奥氏体钢的锅炉过热器管与再热器管。由于铁的氧化物以络合方式溶解，不会有成片剥落造成弯头部位卡塞的危险。柠檬酸有不含结晶水的和含一分子结晶水的。用于清洗的是柠檬酸的一氨盐(柠檬酸单铵)。它和蔗糖一样，在水中很容易溶解，常用作各种饮料的酸味剂，因此是无毒的清洗剂。柠檬酸单铵是用36的柠檬酸加氢氧化铵调节pH为3.5左右，此时溶液中70的柠檬酸二氢离子与铵结合成柠檬酸单铵:H3C6H5O7十NH4OHNH4H2C6H5O7十H2O柠檬酸单铵在90以上与铁的氧
32、化物起如下反应:Fe2O3十2NH4H2C6H5O72FeC6H5O7十2NH4OH十H2OFe3O4十3NH4H2C6H5O，FeNH4C6H5O，十2FeC6H5O，十2NH4OH十2H2O用柠檬酸清洗铁垢时，溶液中铁离子浓度不可过高，以免产生难溶的柠檬酸铁，以控制铁离子浓度0.5为宜。(2)氢氟酸氢氟酸和盐酸一样是无氧酸，它虽是中等强度的酸，但是溶解铁的氧化物的能力远高于盐酸，这是由于它不仅是酸溶，还进而形成络合物，因此可在常温下和较低的浓度下快速清洗铁的氧化物。直流锅炉的开路清洗就是基于这一原理发展起来的。在过量的氟离子作用下:氢氟酸对硅垢有较强的清洗络合能力:在清洗中氟离子是过量的，
33、以后的反应生成氟硅酸为主。新安装的锅炉内表面主要是氧化皮、浮锈和灰尘，其成分是铁的氧化物和二氧化硅，因此，适于采用氢氟酸清洗。尤其是直流锅炉管径小，可以使氢氟酸以较高流速流过的过程中，除去铁的氧化物与二氧化硅。国外对直流锅炉多采取开路法清洗，我国对直流锅炉与汽鼓锅炉均进行过开路清洗，也采用过循环清洗。由于氢氟酸对铁的氧化物溶解速度是盐酸和柠檬酸的几十倍和成百倍，因此，在用盐酸和柠檬酸清洗时，常加入氟化物或少量氢氟酸助溶，既提高对铁的氧化物清洗速度，也可对垢中硅酸盐进行络合清洗。常用的氟化物是氟化氢铵，用盐酸清洗时也可加氟化钠。(3)EDTA的二钠盐或二铵盐国外常利用周末停炉的机会用EDTA的二
34、钠盐或二铵盐清洗锅炉运转中产生的磁性氧化铁与氧化铁，称ACR清洗。EDTA的钠盐是氨羧络合剂(Complexon或康泼来宗)中广谱的络合剂，它是四元酸，在不同pH下有不同的存在形式。在pH1时是难溶于水的H4EDTA，对于化学清洗不起作用。在氢氧化钠与氢氧化铵中它发生溶解，并随溶液pH升高改变其存在形式，络合反应也随之改变。以钠盐为例，pH为2.7时NaH3EDTA与Na2H2EDTA各半，能对二价金属离子进行络合。pH为4时主要以Na2H2EDTA形式存在，可与二价铁、钙、镁、铜、锌等离子络合。在pH为6.2时，Na2H2EDTA和Na3HEDTA各半，能与三价铁离子、铝离子络合。由于氢氧化
35、铁的溶度积常数为10-38，氢氧化铝呈两性反应，因此，EDTA清洗的pH不宜超过8.5，pH超过9，三价铁将以氢氧化铁形式沉淀出来，铝可以氢氧化铝形式沉淀或者以铝酸盐形式溶解。表3-1列出了垢中常见成分EDTA的钠盐络合时所形成络合物的不稳定常数，以及对应氢氧化物的溶度积。由表3-1的数据可知，在适当的pH范围内，由EDTA二钠盐清洗时，常见的垢中金属元素均可与之络合溶解。由于这是固相与液相的反应，为提高反应速度，应尽量提高反应温度。EDTA的熔点为240，在150以上有分解倾向，通常可在135下清洗，其对应的饱和压力为0.23MPa。选择EDTA清洗的pH时，既要保证附着物清洗干净，又要防止
36、锅炉腐蚀。pH较低时(例如pH为3以下)，垢中成分容易以离子状态溶出，可加快清洗，但是在135的温度下，钢铁难以缓蚀。如果pH过高(例如6以上)，虽然钢铁的腐蚀速度较低，但是不利于清洗反应，因为EDTA钠盐的络合清洗是利用垢中溶出的金属离子与EDTA钠盐反应，溶液的pH越高，垢中氢氧化物(和碳酸盐)越稳定，清洗时间将延长，清洗效果也差。考虑到在pH为5时，清洗液中主要是Na2H2EDTA，还有相当数量的Na3HEDTA，均可与钙、镁、铜、锌及二价铁、三价铁等离子络合，可选取为开始清洗的浓度。在EDTA钠盐的络合清洗中，随着垢成分的溶解，络合反应产生的氢氧化钠(与碳酸钠)使溶液pH升高，钢铁的腐
37、蚀程度减轻，其反应如下:CaCO3十Na2H2EDTACaH2EDTA十Na2CO3Mg(OH)2十Na2H2EDTAMgH2EDTA十2NaOHFe(OH)2十Na2H2EDTAFeH2EDTA十2NaOHCu(OH)2十Na2H2EDTACuH2EDTA十2NaOHCa10(OH)2(PO4)6十10Na2H2EDTA10CaH2EDTA十2NaOH十6Na3PO43MgO2SiO23H2O十3Na2H2EDTA3MgH2EDTA十6NaOH十2SiO2SiO2十2NaOHNa2SiO3十H2OFe(OH)3十Na3HEDTAFeHEDTA十3NaOH在pH为8.5以下，上述反应均能向右方进行，这是由于溶液中氢氧根浓度尚低，而EDTA浓度较高。如果溶液pH超过9，加上EDTA的消耗，则可使最难溶的氢氧化高铁沉淀出来。因此pH值应在8.5以下结束清洗。为防止清