A kazánok és az utánkapcsolt berendezések biztonságos működése és a gőztisztaság szempontjából fontos, hogy a csövekben, kamrákban, kazándobban, gőzvezetékekben a gyártás, szerelés után visszamaradt minden szennyeződést (reve, forgács maradványok, rozsda, hegesztési segédanyag-maradványok, olvadékok, olaj, zsír, festékmaradványok stb.) eltávolítsanak, és a szerkezeti elemek belső felületén a további korróziót megelőző, stabil magnetit védőréteg alakuljon ki. Ezt új kazánok üzembe helyezése előtt, nagyobb felújítások után, egy több lépésből:

álló folyamat segíti, amelyen belül egyes részfolyamatokat esetenként többször is ismételni kell. Az egyes részfolyamatok előkészítésére, végrehajtására a VGB-R 513 számú irányelve [4.62] ad részletes iránymutatást azzal, hogy a tényleges tisztítási folyamatot mindig az adott berendezés, gyártási folyamat tisztasága, a helyszín figyelembevételével kell megtervezni és végrehajtani. Fontos, hogy a kazán a tisztítás után mielőbb üzembe kerüljön. Késedelem esetén a berendezést a várható állásidőre konzerválni kell. Az üzembe helyezés előtti tisztítás költségeinek csökkentésére a gyártók széles körben alkalmaznak úgynevezett tiszta gyártást, szerelést, amellyel a szerkezeti elemekben visszamaradó szennyezés mennyiségét minimalizálják.

Öblítés: Feladata a kazánban visszamaradt szilárd szennyeződések eltávolítása. A kazánt kb. 60 °C hőmérsékletű tápvízzel feltöltik, majd a kazán mélypontjain elhelyezett leiszapoló vezetékeken nagy sebességgel leürítik. A szennyeződések eltávolítására legalább az üzemi áramlási sebesség másfélszeresét célszerű alkalmazni. A töltési, ürítési ciklusok száma a berendezés kialakításától, nagyságától függ. Kisebb berendezéseknél, nagy vízterű kazánoknál kifőzés előtt esetenként egy öblítés is elegendő, nagyobb berendezéseknél a durvább szennyeződések eltávolítása is csak több öblítéssel érhető el (4.37. ábra). A gyakorlatban gyakran néhány öblítéssel, a kifőzésnél, vegyszeres tisztításnál esetleg dugulást okozó szennyeződések eltávolításával is megelégszenek, és a további tisztítást a kifőzés során végzik el.

Kifőzés: Feladata a szennyeződések, olaj-, zsír-, festékmaradványok eltávolítása, elsősorban mechanikai és hőhatással, lúgos kémhatású vegyszerekkel. A gyakorlatban a történelmi fejlődés sorrendjében: erősen lúgos, lélegeztető kifőzést, gyengén lúgos kifőzést és szerves anyagokkal végzett kifőzést alkalmaztak. A hagyományos, lúgos kifőzéseknél vegyszerként 0,1–1% trisót (Na3PO4) adagolnak felületaktív anyagokkal, nedvesítőszerekkel együtt. Emellett Na3PO4 és Na2HPO4 keveréke [2], nátronlúg (NaOH), nátrium-karbonát (Na2CO3), nátrium-nitrát (lúgkorrózió ellen), nátrium-szulfit (oxigénkorrózió ellen) [4.63], [4.64] felhasználása is szokásos. Nátronlúg, nátrium-karbonát felhasználásánál, az erősen lúgos kémhatás miatt, különösen óvatosan kell eljárni.

A kifőzésre a kazángyártó vagy vállalkozó előírásai alapján és irányításával kerül sor. Esetenként a túlhevítők kifúvatása követi. Példaként – a 4.38. ábrán – a nagyobb erőművi kazánoknál alkalmazott lélegeztető kifőzés lefolyását vázoljuk. A vegyszerek által nem oldható szennyeződések leválásához feszültségkülönbségre, torlóerőre van szükség. A lélegeztető kifőzésnél ezeket a nyomás csökkenése (hőfeszültségek az elgőzölögtető rendszerben), kifúvatás (nagy torlóerő a túlhevítő csövekben) biztosítja. Miután ezek a kazán szerkezeti elemeinek élettartamára is hátrányosak lehetnek, a kifőzésre és kifúvatásra több, fokozatosan növekvő nyomásszinten kerül sor. A ciklusok szükséges számát a kazánból távozó gőz minősége határozza meg. Gázturbinák utáni hőhasznosító kazánoknál a kifőzéshez csak a gázturbina kipufogógáza áll hőforrásként rendelkezésre. A lélegeztető kifőzéshez ennek teljesítményét kellene megfelelően változtatni. Ezért a kis részterhelésen, rossz hatásfokkal történő üzemelés elkerülésére a 4.38. ábrán vázolt, lépcsőzetes nyomású eljárás helyett a folyamatos, csúszó nyomással végzett kifúvatást alkalmazzák, vagy nagyobb leiszapolással, az előírt víz- és gőzminőség eléréséig, úgynevezett „tisztító” üzemvitelt folytatnak [4.30].

Vegyszeres tisztítás, pácolás1: A kazán vegyszeres kifőzése után a csövek felületén visszamaradhatnak korróziótermékek vas-oxidok vagy jól tapadó gyártási reve formájában. Ezek a vas-oxidot oldó vegyszerek felhasználásával távolíthatók el, amelyek egyúttal a további korróziót gátló, vékony, stabil magnetitréteg kialakulását is elősegítik. A vegyszeres tisztítás a kazán kifőzését is helyettesítheti. A főbb lépések:

Az irodalom más, a tisztításnál alkalmazott vegyszerekről is említést tesz. Az amerikai egyesült államokbeli források leggyakoribbként az 5%-os, inhibitorokkal, komplexonokkal kevert sósavoldat használatát [4.64] említik, amelyet mindig 0,25% ammónium-hidrogén-diflouriddal (NH4HF2) keverve javasolnak alkalmazni [2]. Utóbbi emellett a 2% glikolsav (HOCH2COOH)/1% hangyasav (HCOOH) keveréket, 0,25% ammónium-hidrogén-diflouriddal és korrózió elleni inhibitorral, az EDTA 3%-os ammóniumsóját inhibitorral keverve és a 3%-os ammónium-citrátot ((C6H8O7)2H3N) inhibitorral keverve is a gyakran használt vegyszerek között említi. 140 bar alatt foszfor-, kén-, szulfamin- (NH2SO3H) savak használatára is utalnak [4.64]. Túlhevítőkben, kényszerátáramlású kazánok csőrendszereiben az erősen illó glikolsav, hangyasav, EDTA, ammónium-citrát alkalmazható előnyösen, megfelelő inhibitorral keverve. A glikolsav-hangyasav keveréket azért tartják különösen biztonságosnak, mert a csőrendszerek elégtelen öblítése esetén esetleg visszamaradva szétesnek, elgőzölögnek [2].

Végrehajtásához minden olyan anyagot, szerelvényt, amely az alkalmazott vegyszerek hatására károsodhat, el kell távolítani.

Dobos kazán elgőzölögtető és tápvíz-előmelegítő rendszerének vegyszeres tisztítására kialakított szokásos kapcsolást mutat a 4.39. ábra. A kellő hőmérsékletre előmelegített tápvízbe adagolt vegyszer keringtetése külön keringtetőszivattyúkkal történik. A tisztítófolyadék csak folyamatos mérés, ellenőrzés mellett juthat a kazánba. A vegyszer a tápvíz-előmelegítőn keresztül áramlik a kazándobba, majd onnan az ejtő és elgőzölögtető csőrendszerbe. A kazánt az elgőzölögtető rendszer alsó kamráinak leürítő, leiszapoló vezetékein hagyja el, és a folyamat ellenőrzésére szolgáló folyamatos mérést követően jut vissza az előmelegítőbe a megfelelő hőmérséklet beállítására. Az újrahevítő és a túlhevítő vegyszeres tisztítása esetén a tisztítóoldatot a gőzturbina nagy nyomású házának lezárt csonkjánál (amely megakadályozza a turbinába való bejutást), az újrahevítő hidegági gőzvezetékébe vezetik be, majd végigáramlik a vezetéken, az újrahevítő felületeken, a melegági gőzvezetéken. A melegági gőzvezetékből a lezárt gyorszáró és főgőz-szelepeket megkerülve a frissgőzvezetékbe jut, majd ezen végighaladva a túlhevítőkön átáramolva lép a kazándobba. A kazándobból az elgőzölögtető és tápvíz-előmelegítő felületeken halad tovább. Dobos kazánnál az elgőzölögtető és tápvíz-előmelegítő felületeken párhuzamosan áramlik. A leürítésre az elgőzölögtető alsó kamráin kerül sor. A nitrogénbefúvás a vegyszermaradványok lehető legjobb eltávolítására a túlhevítőkön keresztül történik.

Kifúvatás: Feladata a kazán és a kapcsolódó csőrendszerek vegyszeresen nem tisztított szakaszaiban visszamaradt szennyeződések eltávolítása. Végrehajtásához a szerelvényeket meg kell kerülni. Gőzturbinához csatlakozó kazánoknál a kifúvatásra, a nagy nyomású turbinafokozatot is megkerülve, az újrahevítő melegági vezetéke(ke)n kerül sor, a vezeték(ek) gyorselzáró előtti szakaszát szabadra menő szakasszal megtoldva. A kifúvatást a szennyeződések eltávolításához kellő sebességet biztosító gőzmennyiséggel, a cső kiömlő nyílása elé polírozott acél-, réz-, vagy alumíniumtükröt helyezve kell végezni. A polírozott felületen a csőből nagy sebességgel kiáramló szennyeződések nyomot hagynak. Így a kifúvatás akkor tekinthető befejezettnek, ha a rendszeresen cserélt felületen becsapódási nyomok már nem láthatók. A kieresztett gőzmennyiség szabályozása az úgynevezett kifúvató tolózárral történik, amellyel lehetőség van a kazán minimális szabadra menő áramlás melletti feltöltésére, majd a tolózár nyitásával gyors nyomáscsökkentésre. Az ilyen, szakaszos kifúvatás, az átmeneti nagyobb sebességek miatt, tisztítóhatás szempontjából előnyösebbnek tűnik a folyamatos kifúvatásnál, ugyanakkor a nagyszámú ciklikus igénybevétel a kazán későbbi üzembiztonságára, élettartamára hátrányos lehet. A kifúvatás nagy vízveszteséggel jár, ezért megkezdése előtt kellő mennyiségű tápvízről, annak folyamatos pótlásáról gondoskodni kell.

Időszakos vegyszeres tisztítás: Mint a 4.2. fejezetben bemutattuk, a csövek belső felületén a magnetitréteg vastagsága üzem közben folyamatosan növekszik. Ezen túlmenően más szerkezeti elemekből kioldott fémionok, a tápvízből, befecskendező vízből sók rakódhatnak le a fűtőfelületeken. Ezek gátolják a hővezetést, így a fűtőfelületek falhőmérsékletét növelik. A lerakódások vastagodásával a hőmérséklet-emelkedés egyre nagyobb lesz. A magasabb hőmérséklet gyorsítja a szerkezeti anyag károsodását, csökkenti élettartamát. Ennek megelőzésére a lerakódások még megengedhető mennyiségét indokolt korlátozni. Az erre vonatkozó szabályozások általában irányelvek, az üzemeltető döntésén múlik, hogy követi-e őket vagy sem. A javasolt értékek mintegy optimumot jelentenek a kazán tisztításának költségei és a gyakoribb, gyorsabb meghibásodások által okozott károk között. 100 g/m2 lerakódás felett még kisebb nyomású kazánoknál is indokolt a vegyszeres tisztítás, jóllehet az irodalom [2] 69 barnál kisebb nyomású kazánoknál 200–400 g/m2 értéket ad meg. Az elgőzölögtető felületek tisztítását [4.86] 300–400 μm teljes rétegvastagság estén tartja ajánlottnak. Időszakos tisztításra a megengedett falhőmérséklet elérésekor, a kazánvízből kiváló és a csőfalon lerakódó sóréteg eltávolítására, a kisebb nyomású, oldott sókat tartalmazó tápvízzel táplált kazánoknál is szükség lehet. Sólerakódások esetén a tisztítások közötti üzemidők előrejelzésére Ahrnbom képlete [4.17] használható.

Az időszakos tisztítást keringtetéses vagy úgynevezett „áztatásos” módszerrel lehet végrehajtani. Az előbbinél a tisztításhoz a kazánon keresztül, külső szivattyúkkal keringtetik a tisztítófolyadékot, az utóbbinál a kazánt kellő időre feltöltik a tisztítófolyadékkal. Az előbbinél a vegyszer adagolása a kellően előmelegített, keringtetett tápvízbe történik, és folyamatosan lehetőség van (a kazánból kilépő közeg vizsgálatával) a folyamat ellenőrzésére. A folyamatot az üzembe helyezés előtti tisztításhoz hasonlóan a vegyszerfelesleg, illetve az oldott Fe-ion-koncentráció állandósulása esetén lehet befejezettnek tekinteni. Ezzel a módszerrel minden felület (akár a teljes kényszerített átáramlású kazán) bevonható a tisztítás folyamatába, bár általában nem tartják be a tisztítóközeg áramlásának a jobb minőségű felületek felől a gyengébb minőségű felületek felé javasolt irányát. Az áztatásos módszernél a feltöltött, tisztítási hőmérsékletre melegített kazánvízhez adagolják az előmelegített vegyszert, majd a berendezést „ázni” hagyják. A folyamat előrehaladását a kazán hozzáférhető helyeiről vett folyadékmintákon végzik. Ezt a módszert olyan berendezésekhez ajánlják, ahol a keringtetéses módszer nem alkalmazható. A kazánban a gondos keverés ellenére előfordulhat helyi vegyszerkoncentráció-növekedés és ebből adódó korrózió. A [2] irodalom az időszakos tisztításhoz nagyobb tisztítószer-koncentrációt ajánl, mint az üzembe helyezés előtti tisztításhoz. Réz-oxid szennyeződéseket is tartalmazó kazánoknál a rézkorrózió megelőzésére a rezet oldatban tartó komplexképzőket kell adagolni.

Az atomerőművek gőzfejlesztőire vonatkozó széles körű tapasztalatokról [4.72] számol be.