停爐保養(yǎng)劑十八烷胺在熱力設(shè)備停用保護(hù)中的應(yīng)用

李梅玉

(云南電力試驗(yàn)研究院 ,云南昆明 650217)

停爐保養(yǎng)劑十八烷胺在熱力設(shè)備停用保護(hù)中的應(yīng)用

李梅玉

(云南電力試驗(yàn)研究院 ,云南昆明 650217)

系統(tǒng)闡敘了十八烷胺停爐保養(yǎng)劑的使用方法,總結(jié)了使用停爐保養(yǎng)劑應(yīng)注意的事項(xiàng)、優(yōu)缺點(diǎn)及效果評價方法。

十八烷胺 ;保養(yǎng) ;評價

火力發(fā)電廠停 (備)用期間的保護(hù)通常采用熱爐放水、余熱烘干法等,但過熱器、再熱器內(nèi)水不易排盡,因此下彎頭處經(jīng)常遭二氧化碳腐蝕,而氨 +聯(lián)胺 (或二甲基酮肟)保護(hù)法往往由于檢修時間長,效果不能持久,因此,停運(yùn)腐蝕問題一直未得到有效解決。近年來國內(nèi)出現(xiàn)的十八烷胺保護(hù)方法克服了以上缺點(diǎn),而且操作簡單。

1十八烷胺性能及保護(hù)機(jī)理

十八烷胺 (ODA)是白色蠟狀或顆粒狀物質(zhì),屬脂肪胺類,堿性,是一種有機(jī)高分子烴類化合物,分子式 CH3(CH2)16CH2NH2,熔點(diǎn) 35～45℃,分解溫度在 450℃以上,難溶于水 (可在水中制成細(xì)分散乳狀體系),但可溶于乙醇、乙醚或苯,微溶于丙醇。脂肪胺對皮膚、眼睛和黏膜有刺激性,但不會因吸入而中毒。十八烷胺分子中含有一個以電負(fù)性較大、N原子為中心的極性基團(tuán)和 CH2組成的非極性基團(tuán) (烷基),極性基團(tuán)吸附于金屬表面,而非極性基團(tuán)遠(yuǎn)離金屬表面,這樣便在金屬表面形成了一層光亮、致密的疏水薄膜,阻止了水中溶解氧對金屬的氧化作用,抑制了腐蝕反應(yīng)的發(fā)生。有十八烷胺存在時,高溫金屬表面能形成耐蝕性氧化膜 (不憎水),所形成的保護(hù)膜不影響傳熱,并且在下一次升爐達(dá)到一定溫度時,會自動分解,主要的分解物有 NH3、R2—NH、CO、CH4、H2,皆為堿性和還原性氣氛。在停爐 (停機(jī))保養(yǎng)過程中,影響十八烷基胺成膜的主要因素有:水汽溫度、十八烷胺濃度、介質(zhì) pH值、金屬各類和表面粗糙程度等。

十八烷胺適用于整個水汽系統(tǒng),保養(yǎng)時間不大于 6個月。

2停爐保養(yǎng)工藝步驟

2.1加藥位置及裝置

方法一,在加磷酸鹽箱或加氨箱中配藥,用原有的加藥系統(tǒng)裝置打入熱力系統(tǒng);方法二,在凝泵前系統(tǒng)上找一個負(fù)壓口直接吸入;方法三,在疏水箱中配制溶液,然后打入除氧器;方法四,增設(shè)專用加藥裝置,加藥點(diǎn)一般設(shè)在除氧器出口的下降管道上。

2.2停爐保養(yǎng)前的準(zhǔn)備工作

①實(shí)施前,準(zhǔn)備好藥品、取樣瓶,檢查加藥裝置、管路系統(tǒng)和電源,使設(shè)備具備使用條件。②切除所有在線儀表 (pH值表、氫柱前電導(dǎo)率表除外);有凝結(jié)水精處理裝置的機(jī)組,解列凝結(jié)水精處理系統(tǒng)的運(yùn)行。③用復(fù)配十八烷胺前,適當(dāng)加大加氨量,將系統(tǒng)的 pH值提高到凝結(jié)水 pH值為 9.5～10。④關(guān)閉除氧器的排汽門;關(guān)閉給水泵再循環(huán)門。⑤停止向系統(tǒng)內(nèi)加藥 (NH3、二甲基胴肟或聯(lián)胺、磷酸鹽等)。⑥鍋爐停止排污;汽包水位控制在低水位。⑦機(jī)組滑停時,運(yùn)行人員掌握滑停幅度,準(zhǔn)確掌握并記錄機(jī)組的運(yùn)行參數(shù),從加藥前 1h開始每 15min記錄一次。監(jiān)視、記錄項(xiàng)目為:機(jī)組負(fù)荷、主蒸汽、再熱蒸汽溫度、壓力、汽包壓力、主蒸汽流量。

2.3實(shí)施過程

①清洗溶液箱,排干溶液箱中殘留水。分別向溶液箱內(nèi)加入一定量的除鹽水,開動攪拌器,再加入停爐保養(yǎng)劑(十八烷胺乳濁液出廠時濃度一般為10%,加除鹽水稀釋至 2%～3%),攪拌均勻待用,配藥時水溫不能超過 80℃,如用疏水箱,配制過程中啟動疏水泵進(jìn)行循環(huán),使保護(hù)劑溶解均勻。②機(jī)組保持穩(wěn)定負(fù)荷運(yùn)行,運(yùn)行穩(wěn)定后啟動加藥泵加藥,在 1～2h內(nèi)加藥完畢。然后分兩次向溶液箱加入少量除鹽水,沖洗殘留的藥劑,由加藥泵打入汽水系統(tǒng),以沖洗管道,避免高濃度藥劑殘留于加藥通道造成堵塞。在加藥的過程中,要求蒸汽溫度控制在450℃以下,在整個加藥期間,溫度可逐漸降低,但不低于300℃。③藥品加完后,保持機(jī)組水汽循環(huán)1～2h,以保證藥劑在整個水汽系統(tǒng)充分循環(huán)。④加藥 0.5h后,開始每隔 0.5h取樣監(jiān)測給水、爐水、蒸汽、凝結(jié)水水樣 ,測定 pH值、電導(dǎo)、Fe、Cu、SiO2、Na的含量。⑤停爐后采用熱爐放水 (P≥0.5MPa時放水,t≥160℃)余熱烘干法烘干爐體,然后采用熱風(fēng)進(jìn)行吹干,保證機(jī)組干燥,確保保養(yǎng)效果。

3焦?fàn)t保養(yǎng)注意事項(xiàng)

①加藥前,爐水 pH值控制在 9.3～10.0,保養(yǎng)過程中不宜補(bǔ)加除鹽水。②在配藥前,應(yīng)用除鹽水徹底沖洗加藥系統(tǒng)的加藥泵及泵的緩沖罐、臨時藥箱和加藥管道。③水汽系統(tǒng)中含油量比較高或過熱器系統(tǒng)中金屬表面附著物比較高的機(jī)組,不宜采用十八烷胺法保養(yǎng)。如果汽機(jī)的積鹽較嚴(yán)重 (成片),由于保護(hù)劑在沿金屬表面成膜時對積鹽的剝離作用,可能使積鹽從汽機(jī)葉片上甩出,造成設(shè)備的損壞。因此,在采用本保護(hù)劑前,應(yīng)根據(jù)以往對汽機(jī)的檢查情況,確定汽機(jī)無嚴(yán)重積鹽。④機(jī)組停運(yùn)后,機(jī)組水汽系統(tǒng)不能進(jìn)行水沖洗,以免破壞形成的保護(hù)膜。⑤機(jī)組停用后再次啟動時,應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)鍋爐啟動的操作規(guī)程進(jìn)行冷、熱態(tài)沖洗操作,并測定給水、爐水、蒸汽、凝結(jié)水的銅、鐵、硅、鈉含量并做好記錄。⑥十八烷胺保護(hù)膜的脫落、溶解及分解,其產(chǎn)物會導(dǎo)致系統(tǒng)中的樹脂永久性失效,因此,保養(yǎng)過程中及下次開機(jī)時必須切除凝結(jié)水精處理系統(tǒng)。機(jī)組啟動時,每 0.5～1h取樣一次,測量凝結(jié)水與過熱蒸汽中十八烷胺的含量,當(dāng)凝結(jié)水與過熱蒸汽中的十八烷胺的含量≥0.1mg/L時,凝結(jié)水精處理應(yīng)走旁路,并增大排污;當(dāng)凝結(jié)水與過熱蒸汽中十八烷胺的含量 <0.1mg/L時,可以投運(yùn)凝結(jié)水精處理。⑦加藥期間應(yīng)保持鍋爐水工況的正常。⑧保養(yǎng)過程中,停止向系統(tǒng)內(nèi)加磷酸鹽、氨水、聯(lián)氨或二甲基酮肟。⑨加藥時,稀溶液的溫度應(yīng)維持在 55～65℃,防止十八烷胺析出而堵塞管道。尤其是冬季應(yīng)特別注意,并且加完藥后應(yīng)用熱水對加藥管道進(jìn)行沖洗。⑩十八烷胺保養(yǎng)操作看似比較簡單,但如果不注意加藥前水質(zhì)控制以及加藥工藝,仍會造成整個機(jī)組的水質(zhì)在滑停期間出現(xiàn)惡化。因此,應(yīng)對加藥時間、加藥量、爐水雜質(zhì)量、爐水磷酸根等等進(jìn)行嚴(yán)格控制。

4十八烷胺焦?fàn)t保養(yǎng)劑的優(yōu)缺點(diǎn)

4.1優(yōu)點(diǎn)

①設(shè)備投資低,操作簡單,容易實(shí)施,整個水汽系統(tǒng)保養(yǎng)在停機(jī)過程中一次性完成,適用于鍋爐、汽機(jī)中長期檢修、備用保養(yǎng),綜合成本低。②藥劑加入后對鍋爐水冷壁、過熱器、再熱器、汽輪機(jī)、給水系統(tǒng)等都能起到保護(hù)作用。③停機(jī)后不需要系統(tǒng)密封嚴(yán)密,可以打開系統(tǒng),便于機(jī)組大小修。④容易與正壓放水、余熱烘干結(jié)合起來應(yīng)用。⑤保護(hù)效果好,機(jī)組再啟動后水汽質(zhì)量合格的時間明顯縮短。⑥十八烷胺可以滲透到一些水垢的內(nèi)部,與金屬結(jié)合后改變了金屬的表面性質(zhì),可以將部分金屬表面黏附的水垢剝離下來,隨著檢修清理或排污排出系統(tǒng)。⑦十八烷胺保護(hù)后的鍋爐和汽輪機(jī)結(jié)垢量減少,可以顯著地延長鍋爐化學(xué)清洗的周期;⑧目前尚未發(fā)現(xiàn)十八烷胺用于鍋爐停用防腐保護(hù)產(chǎn)生的毒副作用,實(shí)施全過程基本沒有污染物外排,安全環(huán)保。

4.2缺點(diǎn)

①保養(yǎng)過程中鍋爐須投油,鍋爐啟動過程中不能投入凝結(jié)水精處理,延長了機(jī)組啟動時間,加入濃度不足可能使沒有形成薄膜的金屬表面產(chǎn)生局部腐蝕,加入量過多會造成十八烷胺在凝汽器、除氧器等溫度比較低的部位析出,或造成疏水器、管道和設(shè)備的堵塞;保養(yǎng)效果受金屬表面狀況影響較大,氣液相中成膜差異大。②pH值的波動會削弱薄膜的附著力,油類物質(zhì)使十八烷胺防腐性能降低。單獨(dú)使用十八烷胺有許多限制,因?yàn)槭送榘返娜芙舛刃?需要加藥至一定溫度配成乳濁液,或進(jìn)行復(fù)配,加入表面活性劑、鈍化劑、助溶劑以增大溶解度提高緩蝕效果。③純十八烷胺與純水分散形成的懸浮乳液的穩(wěn)定性差,十八烷胺小顆粒容易浮出水面而產(chǎn)生分層現(xiàn)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(shù)少,使用頻率低,長期存放不可避免。為了提高懸浮乳液的穩(wěn)定性,通常在乳液中添加有穩(wěn)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(zhì)。某些雜質(zhì)在鍋爐中的高溫高壓條件下可產(chǎn)生有機(jī)酸,對汽輪機(jī)有明顯的腐蝕。

[1] 李培元.火力發(fā)電廠水處理及水質(zhì)控制.武漢水利電力大學(xué).2002.

[2] 周年榮.新型十八烷胺停爐保養(yǎng)法在云南電力系統(tǒng)中的運(yùn)用.云南電力技術(shù).2002.5

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1003-3467(2010)24-0031-02

2010-12-02

李梅玉 (1977-),女,工程師,研究方向:應(yīng)用化學(xué),電話:13888778242。