1、熱力設備停運期間的腐蝕比運行期間嚴重得多。近年來,電力系統許多電廠機組啟停頻繁,熱力設備停運期間的腐蝕保護任務就更為突出。一、鍋爐停用防腐通常采用那些技術方法?各自有什么特點?火電廠鍋爐停用保護采用的方法分為兩大類,即干法保護和濕法保護。干法保護包括正壓吹干保養法、帶壓放水余熱烘干、干燥劑去濕法、充氮法等。正壓吹干保養法需要的初期設備投資較高,保養過程中需要維持鍋爐溫度高于環境溫度10,能耗大,成本較高,大修打開系統時不易保護。熱爐放水干燥法只適用于小機組的短期保護,由于設備內管道復雜,很難將存水放盡,最典型的是過熱器彎頭,經常積水,保養不徹底,效果不佳。充氮法的費用高,要求系統密閉不漏,由于

2、很難實現鍋爐的完全封閉和造成鍋爐無法檢修而難以實施。濕法保護包括給水壓力法、氨聯氨(水合肼法、二甲基酮肟、乙醛肟、丁酮肟法等藥劑保護。給水壓力法維持鍋爐壓力5MPa,降至0.5MPa時需要再加壓,操作復雜,適合短時間停爐保護,實際應用較少。氨+聯氨濕法與丙酮肟法保護的優點是管內壁防護好,但管外壁腐蝕嚴重,且要求溫度在5以上。濕法保護耗費大,需要隔離銅部件、排放液處理困難,沖洗水量大,冬季難以實現,同時排水中的聯氨和氨對環境有不良影響。鍋爐濕保養、熱爐放水、充氮保養等傳統方法由于在機組大修時需要開放系統,無法實現充入氣體和液體進行保護,存在局限性,且不能保護其它設備如汽輪機、除氧器、各種加熱器、

3、凝汽器以及所有汽水管道(包括疏水系統系統。二、十八胺用于鍋爐停用防腐保護有什么優缺點?十八胺用于鍋爐停用防腐保護,優點主要有:l 藥劑加入后對鍋爐水冷壁、過熱器、再熱器、汽輪機、給水系統等整個水汽系統都能起到保護作用;l 停機后不需要系統密封嚴密,可以打開系統,便于機組大小修;l 容易與正壓放水、余熱烘干結合起來應用;l 保護效果好,機組再啟動后水汽質量合格的時間明顯縮短;l 設備投資低,操作簡單,容易實施;l 十八胺可以滲透到一些水垢的內部,與金屬結合后改變了金屬的表面性質,可以將部分金屬表面粘附的水垢剝離下來,隨著檢修清理或排污排出系統;l 十八胺保護后的鍋爐和汽輪機結垢量減少,可以顯著地

4、延長鍋爐化學清洗的周期;l 目前尚未發現十八胺用于鍋爐停用防腐保護產生的毒副作用,實施全過程基本沒有污染物外排,安全環保。十八胺用于鍋爐停用防腐保護,也有一些缺點:l 國內尚沒有一個統一規范的十八胺使用標準,加藥量的計算還處于摸索階段;l 有些電廠實施后出現影響汽水品質的現象,多見于熱力系統含有較多污垢的機組。有人認為這和十八胺對系統內原有污垢的剝離作用有關。短期內這顯然是不利的,對于機組的長期運行也許是有好處的,目前沒有足夠的依據對此進行評價;國產諸多品種的十八胺藥劑性能差異較大,良莠不齊,藥劑分層、加藥時堵塞管路等問題時有發生。三、十八胺有什么性質?為什么能用于鍋爐停用防腐保護?十八胺也稱

5、十八烷基胺,屬于脂肪胺類,其分子式為CH3(CH216CH2NH2,白色蠟狀固體結晶,具有堿性,易溶于氯仿,溶于乙醇、乙醚和苯,微溶于丙酮,難溶于水,密度為860kg/m3,凝固點52.9,沸點348.8。十八胺在水中可以發生水解,與水中的部分氫離子結合,溶液中的氫氧根離子濃度相對增加,溶液呈現弱堿性。脂肪胺對皮膚、眼睛和黏膜有刺激性,但不會因吸入而中毒。美國食品與藥物管理局準許在蒸汽加工食品時,蒸汽中十八胺的濃度不超過3mg/l。在火電廠中采用十八胺等脂肪胺防腐技術,其用藥濃度不會達到具有毒性的范圍。十八胺等脂肪胺能在金屬表面形成一層能抵抗氧和碳酸浸蝕的單分子或多分子膜,使水中的溶解氧和氫離

6、子不能同金屬表面接觸,起到了屏障隔離作用。膜與金屬表面的結合屬于物理化學吸附作用。工業十八胺產品中通常混有十六胺等有機雜質。由于十六胺同樣屬于脂肪胺類,分子結構與十八胺相近,所以和十八胺一樣可以對金屬起到防腐保護作用。有人嘗試用多種脂肪胺混合物作為防腐劑,同樣可以得到良好的保護效果。四、國內十八胺鍋爐停用防腐技術的進展情況怎樣?十八胺防腐保護技術最早出現于前蘇聯,50年代初在某熱電廠進行試用,效果較好,但因工藝問題,一直未得到推廣。80年代后期,前蘇聯和東德相繼推出主要成分為十八胺的液態防腐劑,很快在俄羅斯和德國的核電站得到應用,效果十分明顯。我國是在1993年赴俄考察和技術交流人員帶回了有關

7、信息后,許多電力科研單位和大專院校開始了相應的研制、開發與應用。現已有幾十個火電廠用十八胺進行了熱力設備停用保護,特別是在華東、華中及山西等地區使用比較廣泛,大部分取得了比較理想的效果,但也有個別的出現如影響汽水品質、藥劑分層、加藥時堵塞管路等問題。目前國產液態十八胺藥劑產品大致分為兩類:(1不含任何添加劑,采用物理方法制得的十八胺與水混合的乳濁液,一般稱其為純十八胺藥劑,缺點是藥劑容易出現分層,保存時間短;(2以十八胺為主體,添加某些化學試劑使其溶解,其溶劑主要有酸(典型的為冰醋酸和乳化劑(或緩蝕劑以及它們的結合。由于添加劑中含有的或分解的有機酸可能造成汽輪機葉片的腐蝕,目前又缺乏基礎研究與

8、試驗,所以在應用時應慎重對待。國產諸多品種的液體十八胺藥劑性能差異較大,加藥量的計算也各不相同。國內尚沒有一個統一規范的十八胺使用標準,還處于摸索試用階段。五、如何將十八胺用于鍋爐停用防腐?如前面所述,國內尚沒有一個統一規范的十八胺使用標準,還處于摸索試用階段。常見的保護工藝是將十八胺藥劑母液加入除鹽水通過機械攪拌稀釋幾倍,在停機前的滑停過程中(因要求蒸汽溫度小于450 ,防止十八胺大量分解快速將藥劑加入熱力系統,循環1 h 后停機,再經冷卻后系統帶壓放水,利用余熱烘干鍋爐。加藥點一般選擇給水、爐水等單點或多點,為保證系統中的十八胺濃度,往往需要使用大流量加藥泵。另外,國內、國外也有人嘗試在停

9、機前若干小時直接加藥而不經過滑停過程,同樣取得了良好的保護效果。初步分析認為這是因為十八胺在過熱器中通過的時間很短,分解的程度不是很高,部分分解產物也具有防腐保護作用,可以形成鈍化保護膜。六、十八胺與SW-ODM用于鍋爐停用防腐各有什么特點?山西電力科學研究院與武漢水利電力大學共同研究開發的SW-ODM是一種以咪唑啉衍生物為主的復合配方的藥劑。咪唑啉是學名為間二氮雜環戊烯,分子式如左圖所示。作為緩蝕劑的咪唑啉衍生物分子式如右圖所示。作為緩蝕劑的咪唑啉衍生物由脂肪酸與多乙基多胺反應得到的產物,常見的產品為油酸與二乙基三胺反應制得的琥珀色粘稠液體,其中混有單油酰胺、二油酰胺等副產物,是一種陽離子表

10、面活性劑,在石油工業也用作緩蝕劑。與十八胺相比,由于咪唑啉在分子中增加了親水基團,所以水溶性良好,在電廠應用方便,保存時也不用擔心分層。SW-ODM與金屬的成膜主要是化學吸附反應,在成膜特性上與十八胺有明顯的不同。SW-ODM已經在國內多家電廠得到了應用,也取得了良好的使用效果。但SW-ODM中的有機物特別是副產物是否會在高溫高壓條件中分解出有機酸,是一些用戶擔心的問題。目前也沒有足夠的證據對這個問題做出令人信服的解答。固體十八胺與SW-ODM相比,純度高,僅含有C、H、N三種元素,分解產物不會生成有機酸。十八胺與金屬的成膜既有化學吸附反應,也有物理吸附反應,在各種溫度條件下都能成膜,保護范圍

11、較廣。七、固體十八胺乳化加藥裝置能解決那些問題?購買十八胺等脂肪胺乳液后加入鍋爐的停用防腐方法已經在電力系統應用,然而這種方法也有一定的缺點:l 純十八胺與純水分散形成的懸浮乳液的穩定性不好,十八胺小顆粒容易浮出水面而產生分層現象,影響使用,所以乳液的存放時間不宜太長,不便于儲存。而電站鍋爐停用的次數少,使用頻率低,長期存放不可避免。l 為了提高懸浮乳液的穩定性,通常在乳液中添加有穩定劑,這使得乳液的存放期可以長一些,但同時使得加入鍋爐的藥劑含有對鍋爐無益處的雜質。某些雜質在鍋爐中的高溫高壓條件下可產生有機酸,對汽輪機有明顯的腐蝕。l 國產諸多品種的液體十八胺藥劑性能差異較大,純度、雜質含量難

12、以監測控制。如果用戶使用固體十八胺乳化加藥裝置,這些問題都很容易克服。八、使用固體十八胺乳化加藥裝置有什么好處?l 用戶購買的十八胺固體從外觀上就很容易分辨出純度的高低,高純度的十八胺固體外觀潔白,結晶顆粒細小,低純度的產品顏色發黃,結晶顆粒像凝固的動植物油脂。l 加藥時用純水和純的十八胺固體,不會加入任何其他雜質。l 純的十八胺固體可以長期存放。l 純的十八胺固體體積小、重量輕,容易搬運,勞動強度低。l 純的十八胺固體費用極為低廉,藥品費用僅為液體的1/31/5。九、用固體十八胺乳化加藥裝置如何實施鍋爐停用保護?國內尚沒有一個統一規范的十八胺使用標準,還處于摸索試用階段。以下的操作過程供用戶

13、參考:1. 實施前一天由運行值長通知化學車間,化學車間接到通知后準備好藥品、取樣瓶,檢查固體十八胺乳化加藥裝置、管路系統和電源,使設備具備使用條件。2. 停機前8小時可以停凝結水精處理混床,適當加大加氨量將系統的PH提高到凝結水PH為9.5-10 。3. 機組滑停時,機組運行人員掌握滑停幅度,化學人員準確掌握并記錄機組的運行參數。4. 當主蒸汽溫度降低至450時,啟動固體十八胺乳化加藥裝置將預備好的十八胺加入給水系統。5. 加藥半小時后,開始每隔半小時取樣監測給水、爐水、蒸汽、凝結水水樣,測定PH、Fe、Cu、SiO2、Na的含量。如果這臺機組以前有十八胺停用保護的經驗,且鍋爐結垢量小,也可以

14、不做監督檢測。6. 加藥完成后最好維持機組循環1小時,然后停機,當壓力降至0.50.8MPa時,帶壓熱爐放水,運行人員按熱爐放水、余熱烘干的操作步驟繼續后面的停爐操作。7. 停爐后要檢查汽包、水冷壁下聯箱、除氧器等各個可能積淤泥的部位,如果發現有十八胺剝離下來的水垢,應認真清理干凈。8. 機組停用后重新啟動,按規程進行冷、熱態沖洗操作,嚴格執行機組啟動期間的化學監督制度。上述的機組滑停是否必要,目前還有爭議。因為國內外已經有人在沒有降低蒸汽溫度的情況下進行加藥停運保護,效果也不錯,而運行操作更加簡單化了。對于含垢量偏大的機組,建議將加十八胺的速度放慢或間歇加藥,延長加藥時間。十、有關研究文章1.十八胺用于熱力發電機組停用保護技術進展(崔