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清洗系统图;
(7)清洗所需采取的节流、隔离、保护措施;
(8)清洗过程中,应监测和记录的项目;
(9)清洗废液的排放处理;
(10)清洗后的清扫或残垢清理,清洗质量验收条件等。
1.4
清洗前对化学清洗的药品如原液纯度、所选择的缓蚀剂缓蚀效率等进行复验,并按技术、安全措施的要求做好设备、材料、化验仪器和试剂、安全用品及其它清洗所需物品的准备。
2.2
清洗系统的设计
2.2.1
化学清洗系统应根据锅炉结构、清洗介质和清洗方式、水垢的分布状况、锅炉房条件和环境及清洗的范围等具体情况进行设计。
2.2。
锅炉采用循环清洗时,其系统设计应符合下列要求:
(1)清洗箱应耐腐蚀并有足够的容积和强度,可保证清洗液畅通,并能顺利地排出沉渣;
(2)清洗泵应耐腐蚀,泵的出力应能保证清洗所需的清洗液流速和扬程,并保证清洗泵连续可靠运行;
(3)清洗泵入口或清洗箱出口应装滤网,滤网孔径应小于5mm,且应有足够的通流截面;
(4)清洗液的进管和回管应有足够的截面积以保证清洗液流量,且各回路的流速应均匀;
(5)锅炉顶部及封闭式清洗箱顶部应设排气管.排气管应引至安全地点,且应有足够的流通面积;
(6)应标明监视管、采样点心和挂片位置;
(7)清洗系统内的阀门应灵活、严密、耐腐蚀.含有铜部件的阀门、计量仪表等应在酸洗前拆除、封堵或更换成涂有防腐涂料的管道附件.过热器内应充满加有联氨N2H4100-300mg/L或醛肟100-300mg/L,PH值为9。
5—10.0(用氨水调pH值)的除盐水作保护.所有不参与清洗的系统、管道等都应严隔离;
(8)必要时可装设喷射注酸装置、蒸汽加热装置和压缩空气装置;
(9)应避免将炉前系统的脏物带入锅炉本体和过热器。
一般应将锅炉分为炉前系统、炉本体和蒸汽系统三个系统进行清洗。
2.3
清洗介质的要求
2.3.1
清洗介质的选择,应根据垢的成分,锅炉设备的结构、材质,清洗效果,缓蚀效果,药剂的毒性和环保的要求等因素进行综合考虑。
一般应通过试验选用。
2.3。
2一般情况下不得利用回收的酸洗废液清洗锅炉。
特殊情况下回收利用的酸液中铁离子总量不得超过250mg/L.
3.3清洗时必须根据清洗介质、温度、锅炉材质等因素选择合适的缓蚀剂。
缓蚀剂的缓蚀效率达到98×
10—2以上,并且不发生氢脆、点蚀及其它局部腐蚀,同时应尽量选择气味小、无毒害作用、性能稳定、水溶性及均匀性好的缓剂。
2.3.3。
1如清洗中需添加清洗助剂的,应预先对加助剂后的缓蚀剂进行曲缓蚀效率测定,以防有些助剂对缓蚀性能产生影响。
测定方法见附录2《缓蚀剂缓蚀效率和酸洗剂腐蚀速率的测定方法》。
3.3。
2清洗单位应定期对库存的缓蚀剂进行缓蚀将近率复测,不得以锅炉清洗时腐蚀试片的测定来代替。
3.4酸洗剂:
对不同的水垢和金属材料,应选用合适的酸洗剂和助溶剂,一般选择如下:
(1)对碳酸盐水垢,一般采用盐酸清洗。
(2)对硅酸盐水垢,可在盐酸中添加氢氟酸或氟化物清洗。
(3)对硫酸盐水垢或硫酸盐与硅酸盐混合水垢,应预先碱煮转型,然后再用盐酸或盐酸添加氟化物清洗。
(4)对氧化铁垢,可在盐酸中添加氟化物或采用硝酸清洗。
(5)对于电站锅炉,当氧公铁垢中含铜量较高(CUO510—2)时,应采取防止金属表面产生镀铜的措施,一般可选用盐酸加氟化物及硫脲等清洗助剂。
(6)奥氏体钢的清洗,不可选用盐酸作清洗剂。
对于含铬材料的锅炉部件的清洗,一般可选用氢氟酸、EDTA、柠檬酸或甲酸、已酸等有机混合酸作清洗剂.
3。
5清洗剂用量:
锅炉清洗时,所需的盐酸(硝酸)、EDTA、柠檬酸、缓蚀剂的用量计算方法见附录3《清洗药品用量的计算方法》。
2.4清洗腐蚀的控制
4.1清洗时必须加入合适的缓蚀剂,其浓度和适用性应根据产品说蝗和试验结果确定.酸洗时一般应先加组蚀剂,并在系统中循环均匀后,再加酸液。
缓蚀剂需和酸同时加入的,应配制均匀后才可进入锅炉内。
4。
2酸洗时须防止因FE3+浓度过高而引起的电化学腐蚀。
当酸洗液中F3+浓度1000/L时,应在酸洗液中加入还原剂(一般应加氯化亚锡)进行还原,其添加量的计算可参考附录4《酸洗中还原剂加入量的计算方法》。
2.4。
3酸洗液浓度的控制:
酸洗液的浓度不得过高,最高浓度一般控制为:
HCI、HNO3、EDTA:
10×
10—2;
HF:
3×
10-2.
不得向锅炉内直接注入浓酸。
2.4.4酸洗流速控制:
酸洗时,锅炉炉管内酸液流速应维持在0。
2-0。
5m/s,但不得大于1m/s。
5酸液温度的控制:
(1)无机酸的清洗温度宜控制在550C以下,最高不得超过650C;
(2)有机酸的清洗温度控制为:
柠檬酸90-980C:
EDTA110—1450C。
酸洗过程中(除EDTA清洗外)严禁采用炉膛点火方式加热酸液,以防爆炸和产生局部过热。
酸液的加热方法见附录5《酸液加热方法》,加热时应注意整个清洗系统的温度平衡,避免局部温度过高而产生腐蚀.
4.6酸洗时间的控制:
从酸液达到预定浓度起到开始排酸时的酸洗时间,一般应不超过12小时,对较厚和难溶水垢,在严格监督下可适当延长酸洗时间,延长酸洗时间的长短,可以腐蚀量测定的方法确定.
2.4.7腐蚀指示片的测定:
7。
1酸洗开始时,必须在清洗系统中挂放腐蚀指示片(一般应在清洗箱或循环管路及锅内分别挂放)。
腐蚀指示片的材质应与锅炉被清洗部分的材质相同,其制作与腐蚀测定方法见附录6《腐蚀指示试片的制作与腐蚀测定方法》。
4.7.2金属腐蚀速度的计算方法如下:
腐蚀速度u=△m/St
g
/(m2.h)
式中:
△m—酸洗前与酸洗后腐蚀试片的质量之差,g(均用万分之一分析天称重);
S—腐蚀试片的总表面积,m2;
t-酸洗时间,小时,其计算方法为:
(1)循环清洗,从清洗系统进、出口酸度趋于一致起到开始排酸止的时间。
(2)开式清洗,从清洗系统开始加酸起到停止加酸止的时间.
8锅炉化学清洗后应尽快投入运行,若不能很投入运行,钝化后应采取保养措施,以防腐蚀.
第三章
1工业锅炉是指以向工业生产或生活用途提供蒸汽、热水的锅炉,一般指额定工作压力≤2.5MPa的锅炉。
2化学清洗条件的确定.
工业锅炉化学清洗包括碱洗和酸洗两种类型。
当锅炉产生水垢或锈蚀时应及时清理,但采用酸洗方法的,应符合下列条件之一,且每台锅炉酸洗间隔时间不宜少于二年。
(1)锅炉受热面被水垢覆盖80×
10-2以上,且平均水垢厚度达到或超过下列数值:
1mm;
对于有过热器的锅炉:
0。
5mm;
对于热水锅炉:
1mm。
(2)锅炉受热面有严重的锈蚀。
3清洗系统
工业锅炉仅采用碱洗的一般不需要循环系统.采用酸洗形式时,应采用循环清洗或循环和静态浸泡相结合的方法.
4化学清洗工艺
4.1运行锅炉化学清洗工艺包括碱煮转型、水冲洗、酸洗、酸洗后水冲洗、漂洗及钝化等各阶段,其中碱煮转型和漂洗可视具体情况免做.
4.2化学清洗前,应清除锅内堆积的沉渣和污物。
如有堵塞的管道应尽量预先加以疏通。
3.4。
3对以硫酸盐为主的水垢,应进行碱煮转型,要求如下:
(1)根据不垢厚度和成分,将溶解成溶液的碳酸钠和磷酸三钠混合液加入锅炉内,并使用锅水中药剂浓度均匀地达到:
Na2CO3:
(0。
3—0。
6)×
10-2;
Na3PO4。
12H2O:
5-1。
0)×
10—2(相当于PO43—浓度1250-2500mg/K)。
(2)锅炉应缓慢升压,一般在5小时内使锅炉压力升至额定工作压力的二分之一并维持36—48小时。
结垢严重的还应适当延长碱煮转型时间。
(3)煮炉时间,应定期取样分析,当锅水碱度低于45mmol/L,PO43-浓度小于1000mg/L时,应适当补加碳酸钠和磷酸三钠。
(4)碱煮转型结束后,应放尽碱液,并用水冲洗至出口水PH值小于9。
5酸洗控制要求如下:
5。
1酸洗液的浓度:
HC1或HNO3(4—80×
10—2,用盐酸清洗,添加氟化物助剂:
HF1×
10—2;
或NaF(0。
5—0。
8)×
10-2。
酸洗时间:
6-10小时。
3.4.5。
2在酸洗后阶段,应根据下列各点判断酸洗终点,及时停止酸洗:
(1)酸液浓度趋于稳定:
相隔30分钟,两次分析结果酸液浓度的绝对差值小于0。
2×
(2)铁离子浓度基本趋于平衡。
3.4.6酸洗结束后,宜用清水迅速将锅内的酸洗废液顶出。
如冲洗水量不足,也可采用边排酸边上水(排酸速度应不大于上水速度),并在冲洗的后期加适量碱液中和的方法进行退酸中和水冲洗。
水顶酸或退酸中和水冲洗至排出液的pH≥4。
5为止。
7酸洗后必须进行中和、钝化,以防金属腐蚀。
一般可采用下述方法钝化:
水冲洗后,在系统循环下,加入Na3PO4。
12H2O,使其浓度达到(1-2)×
10-2,同时加入氢氧化钠调整PH值,PH值应控制在11—12,一般可采用小于工作压力带压钝化.当锅内钝化液浓度均匀后,关闭循环系统,然后锅炉点火,缓慢将锅炉升压至额定工作压力的二分之一左右,保压钝化时间应维持16小时以上。
对于额外负担定工作压力≥1.6MPa。
且额外负担定蒸发量≥10t/h的锅炉,酸洗后应按电站锅炉的要求进行漂洗、钝化.
5残垢清理:
中和后必须打开所有的检查孔,用人工清理锅内松动的残垢和沉渣,以防水垢脱落后造成堵管。
3.6清洗过程中的化学监测:
3.6.1碱煮过程:
每4小时(接近终点时每项1小时)测定碱洗液中的pH值、总碱度和PO43浓度。
3.6.2酸洗过程:
开始时每30分钟(酸少中间阶段可每1小时)测定酸洗液中的酸浓度、Fe3+和Fe2+浓度,接近终点时,应缩短分析时间.
6。
3中和退酸水冲洗过程:
后阶段每15分钟测定出口水的PH值。
6.4钝化过程:
每3—4小时测定钝化液中的PH值和PO43-浓度。
上述项目的测定方法见附录7《清洗过程化学监测分析方法》
3.7清洗质量验收要求
1除垢率:
(1)清洗以碳酸盐为主水垢,除垢面积应达到原水垢覆盖面积的80×
10-2以上。
(2)清洗硅酸盐或硫酸盐水垢,除垢面积应达到原水垢覆盖面积的60×
如除垢率低于上述规定,或虽达到规定要求但锅炉主要受热面上仍覆盖有难以清理的水垢时,应在维持锅水碱度达到以水质标准上限值的条件下,将锅炉运行1个月左右再停滞不前炉,用人工清理脱落的垢渣和残垢。
2锅炉清洗表面应形成良好的钝化保护膜,金属表面不出现二次浮锈,无点蚀。
3.7.3用腐蚀指示片测量的金属腐蚀速度的平均值应小于6g/(m2.h),且腐蚀总量不大于72g/m2。
7.4锅内所有水冷壁管和对流管等都应畅流无阻。
如清洗前已堵塞的管子,清洗后仍无法疏通畅流的,应由有资格的单位修理更换。
第四章
1电站锅炉是指以发电和热、电联产为主要目的的锅炉,一般指额定工作压力≥3。
8MPa的锅炉。
4.2电站锅炉化学清洗条件的确定:
4.2。
1新建锅炉的化学清洗,应能除去新建锅炉在轧制、加工过程中形成的高温氧化物以及在存放、运输、安装过程中所产生腐蚀产物、焊渣和泥沙污染物等。
其清洗范围为:
(1)直流炉和额定工作压力为9.8MPa及以上的锅筒式锅炉,在投产前必须进行酸洗,额定工作压力在9。
8MPa以下的锅筒式锅炉,除锈蚀严重者外,一般可不进行酸洗,但必须进行碱煮.
(2)再热器一般不进行化学清洗,但额定工作压力大于13。
OMPa锅炉的再热器可根据情况进行化学清洗。
清洗时必须保证管内流速大于0.15m/s,过热器进行化学清洗时,必须有防止立式管产生气塞和腐蚀产物的管内沉积的措施。
(3)容量为200MW以上的机组,凝结水及高压给水系统必须进行化学清洗(不包括高压加热器);
容量为200MW以下的机组,凝结水及高压给水管道的化学清洗,应根据管道内壁的腐蚀产物情况决定。
2.2运行锅炉化学清洗的确定:
(1)当水冷壁
管内的沉积物量或锅炉化学清洗的间隔时间超过表1中的极限值时,就应安排化学清洗。
锅炉化学清洗的间隔时间,也可根据运行水质的异常情况和大修时锅炉的检查情况,作适当变更.
1确定运行锅炉需要化学清洗的条件
炉型
锅筒式锅炉
直流炉
额定工作压力MPa
<
6.0
6.0-13。
>
13。
沉积物量*g/m2
600—900
400—600
300—400
200-300
清洗间隔年限a
一般12—15
10
6
4
注:
表中的沉积物量,是指在水冷壁管热负荷最高处向火侧180部位割管取样,用洗垢法测得的沉积物量。
洗垢法测定垢量的方法见附录8《确定清洗工艺的小型试验方法》.
(2)燃油燃气锅炉和液排渣炉,应按表1中规定的提高一级参数锅炉的沉积物极限量确定化学清洗.一般只需清洗锅炉本体,蒸汽通流部分是否进行化学清洗,应根据实际情况决定。
4.3清洗前应完成的准备工作:
3.1机组热力系统已安装或检修完毕,并经水压试验合格.
4.3.2临时系统安装完毕后,应通过1。
5倍清洗工作压力的热水水压试验。
清洗泵和各种计量泵及其它转动机械经试运转无异常。
3.3储、供水的质量和数量已能满足化学清洗和冲洗的用水需要。
清洗用水量可参照附录9《发电锅炉化学清洗用水》。
3.4废液处理临时或正规设施应安装完毕,并能有效地处理排放废液。
3.5
安装在临时系统中的温度、压力、流过表计及分析仪器应经计量校验合格,并备齐全.腐蚀指示片、监视管等制作完毕。
4.4
清洗系统及其安装
4.1
清洗方式应根据清洗介质和炉型来选择,一般盐酸、柠檬酸、EDTA等采用循环清洗,氢氟酸采用开式清洗。
3
清洗系统的安装应符合下列要求:
4.4。
2.1
安装临时系统时,水平敷设的临时管道,朝排水方向的倾斜度不得小于1/200。
应保证临时管道的焊接质量.焊接部位应位于易观察之处,焊扫不宜靠近重要设备。
所有阀门在安装前,必须研磨,更换法兰填料,并进行水压试验。
阀门压力等级必须高于清洗时相应的压力等级。
阀门杰身不得带有钢部件。
阀门及法兰填料垃采取采耐酸、碱的防腐材料。
EDTA清洗时,升温后应检查并紧固循环系统内所有的法兰螺栓。
清洗箱的标高及液位应能满足清洗泵的吸人高度,以防泵抽空。
安装泵进、出口管道时,应考虑热膨胀补偿措施,不便水泵受到过大的推力.
4
可在锅筒上设临时液位计及液位报警讯号。
根据循环流速的要求,在锅筒下降管口设节流装置,并将锅筒放水管加高.
5
清洗系统中的监视管段应选择脏污程度比较严重,并带有焊口的水冷壁管,其长度为350—400mm,两端焊有法兰盘,监视管段一般安装于循环泵出口,必要时高压锅炉还应在水冷壁管处设置监视管装置。
4.3
不参加化学清洗的设备、系统应与化学清洗系统可靠地隔离,要求:
(1)拆除锅筒内不宜清洗的装置;
(2)水位计及所有不耐腐蚀的仪表,取样、加药等管道均应与清洗液隔离;
(3)过热器若不参加清洗,应采取充满除盐水等保护措施。
为维持锅炉清洗液的温度,应严密封闭炉膛及尾部烟道出口。
在锅筒不位监视点、加药点及清洗泵等处,应设通讯联络点。
4.6
应将清洗系统图挂于清洗现场.系统中的阀门应按图纸编号,并挂编号牌。
管道设备应标明清洗液流动方向,并经专人核对无误。
7
系统安装完毕后应清理系统内的砂石、焊渣和其它杂物。
电站锅炉化学清洗工艺
一般工艺步骤为:
系统水冲洗、碱洗、碱煮转型、碱洗后的水冲洗、酸洗、酸洗后的水冲洗、漂洗私钝化,其清洗工艺的主要控制条件见附录10《电站锅沪化学清洗工艺综合表》。
系统水冲洗
新建锅炉,在化学清洗箭必须进行水冲洗。
可用过滤后的
澄清水或工业水进行分段冲洗,冲洗流速一般为0。
5-1.5m/s。
冲洗终点以出水达到透明无杂物为准。
4.5.2
碱洗或碱煮
4.5.2.1
新建锅炉仅实施碱煮的,在煮炉过程中,需由底部排污2-3次巳煮炉结束后进行大量换水,待排出水和正常锅水的浓度接近,且pH值降至9左右,水温降至70—80oC,即可将水全部排出。
煮炉后应对锅炉进行内部检查,要求金属表面无腐蚀产物和浮锈,且形成完整的钝化保护膜。
同时应清除堆积于锅简、集箱等处韵污物。
5.2.2
酸洗前的去油碱洗,一般应采用循环清洗或循环与浸饱相结合。
碱洗后用过滤澄清水、软化水或除盐水冲洗,洗至出水pH值垂8.4,水质透明为止。
5.2。
若水垢申硫酸盐、硅酸盐含量较高,为提高除垢效果,可在酸洗前按3.4.3的方法,先进行碱煮转型。
酸洗及酸洗后的本冲洗
4.5。
1监视管段渍在清洗系统进酸至预定浓度后,投入循环系统,并控制监视管内流速均被清洗锅炉水冷壁管内流速相近.
5.3。
酸洗时必须按清洗方案严格监控酸洗液的温度、循环流速,锅筒和酸槽的液位等,并每小时记录一次.按时巡回检查,如实记录出现的问题.
3.3
当每一回路循环清洗到预定时间时,应加强酸液浓度和铁离子浓度的测定。
当各回酸洗液中酸液浓度和铁离子浓度趋于稳定和平衡,预计酸洗将绪粟蹲,可取下监视管检查清洗效果.若管段内仍有污垢,应再把监视管段装回系统继续酸洗。
至监视管段内清洗于净,应再循环1小时,方可停止酸洗。
4.5.3。
为防止活化金属表面产生二次锈蚀,酸洗结束时,不得采用将酸直接排空再上水的方法进行冲洗,可用纯度大于97×
lO—2,的氮气连续顶出废酸液,也可用除盐水顶排出废酸液.酸液顶出后采用变流量水冲洗,冲洗时水流速应达到清洗流速的一倍以上,尽可能缩短冲洗时间.水冲洗至排出液的PH值为4—4.5,含糊铁量小于50mg/L为止。
对沉积物量或垢奴较多的锅炉,酸洗后如有较多未溶解的沉渣堆积在清洗系统及设备的死角时,可在水冲洗
至出水PH值为4—4.5后,再排水用人工方法清除锅炉和酸内酌沉渣。
用此法冲洗后,须经漂洗才能进行钝化。
4漂洗和钝化
5.4.1
采用氮气或水顶酸,即在锅内金属未接触空气的情况下可免做漂洗,若退酸水确洗后有二次锈蚀产生的,则须进行漂洗。
5.4.2
锅炉酸洗后必须进行钝化(除EDTA清洗钝化一次完成外)。
如漂洗后钝化的,漂洗液申的铁离子总量应小于300mg/L若超过该值,应用热的除氧水更换部分漂洗液至铁离子含量小于该值.
钝化过程中,应定时取样化验,如钝化液浓度降至起始浓度的二分之一时,应及时适量补加钝化液。
清洗后的内部检查和系统的恢复
4.6.1
清洗后,应打开锅简、集箱和直流炉的启动分离器等能打开的检查孔,彻底清除洗下的沉渣.
4.6.2
一般应对水冷壁进行割管检查,判断清洗效果。
对于运行锅炉应在热负荷较高部位割管;
对于新建锅炉应在清洗流速最低处,割取带焊口的管样。
对于新建锅炉,如能确定清洗效果良好的,也可视具体情况免作剖管检查。
4.6.3
清洗检查完毕后,应将锅筒内和系统中拆下的装置和部件全部复位,并撤掉所有的堵头、隔板、节流装置等,使系统恢复正常。
循环清洗中的注意事项
酸洗时,应维持酸液液位在正常水位线上,水冲洗时,应维持液位比酸洗时液位略高一些,钝化时的液位应比水冲洗的液位更高。
7.2
清洗液的循环方式与锅炉的结构和受热面结垢的程度等因素有关。
对结垢严重的回路应先进行循环清洗,其余回路静止浸泡,待该回路循环一定时间后,再依次倒换。
必要时可对结垢严真的回路重复进行循环清洗.
7.3
为了提高清洗效果,每一回路最好能正反向各循环一次(取决于炉管和锅筒连接的情况).如通向锅筒的某些导汽管位置较高,只能进行单向循环时,酸液应由高位管进人,低位管排出。
8
清洗后的保养
锅炉清洗后如在一个月内不能投大运行,应采取下列之一的防腐蚀方法进行保护;
8。
液相保护法:
氨液保护:
钝化液排尽后,用l×
lO—2的氨液冲洗至排出液不含钝化剂,再用(0。
3—0.5)×
lO-2的氨液充满锅炉,进行保护.
氨一联氨溶液保护:
将浓度为500mg/L的NH3,300-500mg/L的N2H4,PH值为9.5—10的保护液充满锅炉,进行保护。
氨一乙醛肪(C2H5ON)溶液保护:
将浓度为300-500mg/L的C2H5ON,加氨水调pH值,PH值为9.5—10的保护液充满锅炉,进行保护.
4.8。
气相保护法:
在严冬季节,可采用充氮法保护或气相缓蚀剂保护。
使用的氮气纯度应大于于99.9×
10-2,锅炉充氮压力应维持在0.02—0。
05MPa。
9
清洗过程的化学监测及留样分析项目
9。
清洗系统中应在有代表性的部位设置便于操作的监视取样点.一般锅筒式锅炉的监视取样点布置在系统回路的入、出口处;
直流锅炉应在下列各部位分别布置取样点:
(1)凝结水处理系统出口;
(2)低压加热器出口;
(3)除氧器水箱出口;
(4)高压加热器出口;
(5)水冷壁管出口;
(6)启动分离器出口;
(7)高温过热
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