杨勇
黄河西宁热电有限责任公司 青海省西宁市 810010
摘 要: 随着电力生产的发展和运行情况的变化,锅炉机组停备用情况日益增多,停备用时间日趋延长,导致机组停备用状态下的腐蚀程度大大增加,严重影响机组的寿命及安全经济性。为此, 通过对火电厂锅炉十八胺停炉保护工艺进行了应用和一系列试验情况。试验表明,十八胺用于机组大小修停用保护的效果显著。
关键词:十八胺停炉保护工艺 应用
引言
由于电力负荷的变化和热力设备的运行状况,锅炉将不可避免地会处于短期、中期或长期停备用状态，特别是地处西北地区的火电企业，春夏季受水电负荷影响较大。而在机组停用过程中,如果不采取任何保护措施,锅炉水汽系统的内表面暴露于含氧达21%的空气中,这样的环境对于95%以上是碳钢和低合金钢的水汽系统十分不利。在锅炉停备用期间,空气相对湿度的大小、空气被污染程度等各种因素综合作用,对设备造成的腐蚀程度不等,且比采取了严格处理和预防措施的运行阶段所产生的腐蚀要严重得多。
1.工艺原理
长期以来,火电厂热力设备大修期间的停用保护一直没有较为理想的方法,尤其是对汽轮机本体和低压给水系统缺乏有效的保护手段。通常在机组大修停炉前采用的热炉放水、余热烘干法的最大缺点是过热器、再热器内水不易放尽,因此下弯头处常遭二氧化碳腐蚀。而氨+联胺(或二甲基酮肟)保护法,往往由于检修时间长,致使效果不能持久。
十八胺又称薄膜胺,分子式为CaH2n+1NH2(n=16～18),分子量269.51, 沸点348℃,凝固点53.1℃,不溶于水,溶于乙醇和乙醚。常温下为膜状固体,分解温度在450℃以上, 其保护原理为:十八胺在水或蒸汽中穿过腐蚀产物与洁净的金属表面接触,部分腐蚀产物被置换下来。十八胺被金属表面吸附形成一层致密的憎水膜,隔离水汽、氧和氢离子,起到了防止腐蚀的作用。
十八胺通过加药系统加入热力系统后在高温下气化,气态十八胺随蒸汽进入锅炉、汽机及整个热力系统,在金属表面形成一层憎水性保护膜,将空气与金属隔绝,从而防止水及大气中的氧气及二氧化碳对金属的腐蚀。经过近年来的现场应用，对十八胺停炉保护的工艺和实施方案不断改进，并取得了较满意的效果。
2.工艺的应用
实施方法:加药时间受十八胺分解温度(400～500℃)限制,故在机组滑参数停运过程中,汽包压力降至9～10MPa时才开始投药;加药点选在除氧器出口;整个水汽系统中十八胺最低浓度应控制在2～4mg/L,实际加药量可增加3～5倍;药液加完,在30～60min内,机组停止运行,锅炉带压热炉放水,自然风干。一般停备用时间超过10d即可采用该方法。
2.1加药前的准备工作
该厂300MW机组锅炉为汽包炉,热力系统容积较大,需准备10%的十八胺乳浊液400kg。10%的十八胺乳浊液稠度较大,一般宜稀释成2%左右的稀溶液,其体积大约为1.4～1.5m3。常规的加药泵为100L/h,不能满足在30～40min内加完的要求,为此采用上海电院申联电力设备厂生产的DWG- 型3缸柱塞专用加药装置,其出力最大可达1.5～2.0m3/h。
为了保证较好的加药效果，加药点选择为除氧器下水管,通过十八胺加药泵出口与给水加氨泵出口相连,加药管采用DG20不锈钢管。
预先配好化验分析试剂,作好十八胺的分析曲线,并熟悉十八胺的分析方法;准备好一定数量的取样瓶,分光光度计预热并调校完毕,准备好实验室分析用导电度表和pH表。然后制订十八胺加药方案。
加药装置安装结束后,先用除盐水试运行,注意流量和压力。按照试运行情况,调配好药液,并开动搅拌器将药液搅拌均匀备用。加药前将凝水精处理装置退出运行,并停运在线硅表、磷表及带有小交换柱的导电度表。
2.2保护过程
保护工艺过程及水质监督情况:
(1)十八胺含量较高的部位是过热蒸汽,这与十八胺在高温作用下容易气化有关;给水次
之,原因是取样点离加药点较近;凝结水中的十八胺含量最小可能与炉水温度较高,十八胺在350℃的炉水中以气态形式存在有关。
(2)加药期间,热力系统水质无异常改变,pH和导电度略有上升,但仍在允许范围之内。
2.3保护效果检查
（1）憎水性检查
停机后，对系统各部位进行憎水性检查。从检查情况看,以除氧器、凝汽器、高压加热器、汽轮机、省煤器、汽包、水冷壁金属表面为最好,再热器和过热器管样也有憎水性。
（2）挂片浸泡耐蚀试验
对割管管样水冷壁、省煤器、过热器(高过)、再热器(高再)管样制成2cm×1cm试片,外壁及四周均匀涂刷环氧树脂封闭干硬后,放入中性除盐水中浸泡,在空气室温中观察其腐蚀情况。从试验结果来看,过热器、再热器经1个多月水中恶劣条件浸泡无锈蚀,这与其憎水性有关。水冷壁和省煤器管样也基本未锈,但中间有一点有锈,可能与保护膜破损有关。
（3）通过影响十八胺成膜的因素有:
①温度 120℃～170℃时,电极Rf值增加很快,220℃时Rf最大,高于220℃时Rf呈下降趋势,因而220℃时,成膜效果最好。
②浓度 十八胺浓度越高,成膜效果越好。
③金属表面粗糙度 粗糙度愈大,成膜效果愈差,但即使是金属表面很粗糙的热力设备,经十八胺处理后仍有良好的保护效果。
④恒温时间 1h以上成膜效果较好。
十八胺在汽、液相均能成膜,液相生成的膜致密性和保护性不如汽相生成的膜好。
2.4实施十八胺法进行停炉保护应注意:
①十八胺在金属表面成膜与pH关系较大,理想pH是7～8;
②加入十八胺后洗下的腐蚀产物应及时排净;
③加药前必须停运凝结水精处理系统，同时停运各在线化学监测仪表，以防止十八胺附着在精处理树脂和化学在线仪表表面对树脂和设备造成损害。
2.5启动期间药品含量情况
通过实验室对启动阶段的十八胺分析结果显示，只要机组启动阶段能对热力系统进行充分冲洗，在机组负荷达到100MW时，凝结水中的十八胺含量都小于0.5mg/L(该浓度水平对树脂基本无影响),而在投入凝结水混床时,凝结水中十八胺含量小于0.004mg/L,不会发生十八胺污染树脂现象。
作者简介：姓名：杨勇；性别：男；民族：汉族；出生年月日：1980年8月；籍贯：甘肃徽县；学历：大学本科；职称：中级工程师，主修专业：电厂化学，电力系统自动化；研究方向：火电厂热能动力与电力系统自动化；岗位：党委书记，副总经理