論HELAMIN藥劑在熱、電聯(lián)產(chǎn)鍋爐中的應(yīng)用

施耀華（中國(guó)平煤神馬集團(tuán)尼龍科技有限公司，河南 平頂山 467212）

海蘭明（HELAMIN）藥劑是一種多胺混合物，無(wú)色透明，在20°C下，PH值在12±0.5之間，比重/密度為1.05±0.05，冰點(diǎn)為0°C。在590°C 的水或蒸汽中性能穩(wěn)定，具有良好的熱穩(wěn)定性。其主要成分構(gòu)成是聚胺、多羧酸酯和不穩(wěn)定胺，能在高溫環(huán)境下的水和蒸汽管道中與含鐵和非亞鐵金屬表面形成分子厚的、持續(xù)和疏水性的保護(hù)膜，對(duì)金屬表面起到鈍化和保護(hù)作用。對(duì)減少鍋爐、汽機(jī)等設(shè)備管道腐蝕、結(jié)垢，穩(wěn)定運(yùn)行起到積極作用，目前在國(guó)內(nèi)外熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐中得到很好的應(yīng)用。其配方及藥品來(lái)自歐盟，在國(guó)外已有多年應(yīng)用歷史，從2000年后進(jìn)入我國(guó)，由于在鍋爐使用中效果良好，迅速得到廣泛應(yīng)用。

在國(guó)內(nèi)不少化工、化學(xué)制造單位配備鍋爐自產(chǎn)蒸汽，用于生產(chǎn)裝置使用，為降低生產(chǎn)成本及充分利用蒸汽的動(dòng)能，多配備有發(fā)電機(jī)組，利用自發(fā)電沖減用電量，以達(dá)到節(jié)約的目的。蒸汽被換熱使用后產(chǎn)生的蒸汽冷凝液（CCL）大部分經(jīng)過(guò)收集后返回鍋爐，做為鍋爐水重新利用。因冷凝液在運(yùn)輸過(guò)程中，由于輸送管線的沖刷及腐蝕作用，會(huì)產(chǎn)生一定的雜質(zhì)，另外也不排除部分用戶在使用蒸汽過(guò)程中，微量或少量化學(xué)產(chǎn)品滲漏進(jìn)入CCL 系統(tǒng)，加上傳統(tǒng)爐水處理藥劑添加，這樣就會(huì)對(duì)爐水品質(zhì)造成一定影響，對(duì)鍋爐及汽機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行造成隱患。為穩(wěn)定運(yùn)行，鍋爐一般設(shè)計(jì)有定期排污，排除冷凝液及蒸汽中的雜質(zhì)。鍋爐使用海蘭明藥劑后可以對(duì)爐水指標(biāo)進(jìn)行調(diào)節(jié)，降低爐水中傳統(tǒng)藥物添加，降低操作強(qiáng)度，全方位保護(hù)鍋爐并提高鍋爐效率，同時(shí)還可以消除傳統(tǒng)爐水處理工況中存在的局限或矛盾。

1 海蘭明藥劑防護(hù)原理

在鍋爐生產(chǎn)過(guò)程中添加的海蘭明藥劑中含有的多胺物質(zhì)，其基本成分為12 到18 個(gè)碳原子構(gòu)成的長(zhǎng)鏈烷基，這些長(zhǎng)鏈烷基有飽和的也有不飽和的，由非極性烷基和能使烷基溶于水的基團(tuán)構(gòu)成，是兩性分子化合物，疏水烷基接觸的是空氣，親水基團(tuán)接觸的是水。在親水性表面上的表面吸附期間，范德華力會(huì)用其疏水性脂肪鏈占據(jù)表面活性劑分子，親水性基團(tuán)會(huì)始終緊貼水面，以一種薄薄的單分子膜形式擴(kuò)散出去，若供應(yīng)充分，在第一層上可能會(huì)形成第二層，第一層和第二層脂肪鏈會(huì)彼此篩選，氨基會(huì)顯示在外邊。通過(guò)吸附作用，親水性表面可能會(huì)變得具有疏水性（防水性），不但可以用于清潔附著性腐蝕粒子，還可以有效抑制器壁腐蝕發(fā)生。

2 鍋爐及汽輪機(jī)中常見的腐蝕種類及現(xiàn)象

在熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐運(yùn)行中，鍋爐補(bǔ)充水源一般來(lái)自脫鹽水和回收的冷凝液，由省煤器加熱后進(jìn)入鍋筒，被加熱成汽水混合物，經(jīng)汽水分離后，飽和蒸汽通過(guò)處理進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電后進(jìn)入蒸汽母管共后續(xù)生產(chǎn)裝置使用，在產(chǎn)生蒸汽過(guò)程中，系統(tǒng)基本處于高溫高壓及汽水混合流動(dòng)狀態(tài)。

2.1 流動(dòng)性腐蝕

在整個(gè)產(chǎn)生蒸汽過(guò)程中，設(shè)備及管道本體基本全過(guò)程處于高溫高壓狀態(tài)，生產(chǎn)工況條件對(duì)設(shè)備及管道嚴(yán)苛，加上鍋爐水略帶堿性，其中還含有微量的氧氣、二氧化碳及鹽類離子，當(dāng)高溫高壓水、汽從鍋爐、汽機(jī)、管道通過(guò)時(shí)，會(huì)形成高速?zèng)_刷效應(yīng)，對(duì)金屬內(nèi)壁造成腐蝕，即我們通常所說(shuō)的流動(dòng)性腐蝕，

2.2 疲勞腐蝕

鍋爐、汽機(jī)等設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，高溫高壓下的工況環(huán)境，對(duì)金屬產(chǎn)生持續(xù)性的壓力，當(dāng)達(dá)到一定條件，即達(dá)到臨界值時(shí)，會(huì)形成初始疲勞裂紋，初始疲勞裂紋在持續(xù)壓力和腐蝕環(huán)境共同作用下逐步擴(kuò)展，即產(chǎn)生亞臨界擴(kuò)展，當(dāng)裂紋長(zhǎng)度達(dá)到其臨界裂紋長(zhǎng)度時(shí)，金屬就會(huì)難以承受外載荷，裂紋快速擴(kuò)展，以至最終斷裂。

2.3 垢下腐蝕

在高溫高壓下，鍋爐水中的微量鹽類離子會(huì)在設(shè)備及管道內(nèi)表面沉積，形成垢層或沉積水渣。在水垢或水渣下金屬會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。這種現(xiàn)象多發(fā)生在鍋筒及渦輪機(jī)葉片或渦輪盤中，腐蝕嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成開裂現(xiàn)象。

3 海蘭明藥劑加入后使用效果

3.1 提高鍋爐、汽機(jī)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性

通常蒸汽中二氧化硅含量持續(xù)超標(biāo)將引起鍋爐過(guò)熱器、汽輪機(jī)等設(shè)備發(fā)生積鹽問題，并導(dǎo)致失效或者降低效率問題，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致事故發(fā)生。經(jīng)過(guò)海蘭明水藥劑處理的鍋爐水能大幅降低發(fā)生蒸汽中的二氧化硅含量，具有在運(yùn)行中清除汽輪機(jī)積鹽的功能，能防止過(guò)熱器發(fā)生新的積鹽，也能夠清除過(guò)熱器已經(jīng)存在的積鹽，保持設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 增強(qiáng)設(shè)備及管道的抗腐蝕能力

海蘭明水處理劑加入鍋爐水后，會(huì)在設(shè)備及管道內(nèi)壁形成一層保護(hù)薄膜，加上其含有的有機(jī)物能夠消耗鍋爐水中溶解的微量氧氣和二氧化碳，相比傳統(tǒng)藥劑具有更強(qiáng)的PH緩沖能力，能充分保持爐水PH 穩(wěn)定，并提高堿性條件下對(duì)金屬腐蝕的防范能力。加上藥劑對(duì)難溶鹽的溶限作用、晶格扭曲作用及分散作用，能大幅度降低流動(dòng)性腐蝕及垢下腐蝕。且不會(huì)使金屬表面開裂，從多家使用單位使用前后對(duì)比的照片看，有效降低了金屬的腐蝕現(xiàn)象。

3.3 大幅度增強(qiáng)設(shè)備及管道的防垢能力

海蘭明水處理劑是有機(jī)成份，不存在鹽類離子，該藥劑投放后，可以不再使用磷酸鹽和氨物質(zhì)處理水質(zhì)，從而大幅度降低了鍋爐水中的雜質(zhì)，加上藥劑中的有機(jī)聚合物具有較強(qiáng)的扭曲或重構(gòu)晶格能力，以及所具有分散效應(yīng)和溶限效應(yīng)，使鍋爐水中的沉積物保持分散懸浮狀態(tài)，避免與器壁接觸，從而大大增強(qiáng)了其防垢能力。

3.4 綜合提升爐水指標(biāo)，大幅度降低鍋爐排污

鍋爐運(yùn)行一般是通過(guò)投加磷酸鹽、苛性鈉、氨來(lái)控制穩(wěn)定爐水指標(biāo)，由于該類藥劑投放量較大，容易造成爐水控制指標(biāo)波動(dòng)、鍋爐運(yùn)行不穩(wěn)定，爐水排污量大現(xiàn)象。海蘭明藥劑做為高分子有機(jī)物，呈微弱的負(fù)電性，其微量的添加，在不增加爐水電導(dǎo)率前提下，能實(shí)現(xiàn)更高的爐水濃縮倍率。從筆者單位定期排污操作的頻率上看，加藥后的操作次數(shù)是加藥前的1/25，甚至更低；從連續(xù)排污的持續(xù)時(shí)間看，加藥后的排污量?jī)H為是加藥前的十分之一甚至更低。

3.5 經(jīng)濟(jì)效益顯著

筆者所在單位鍋爐是熱電聯(lián)產(chǎn)性質(zhì)，規(guī)格是3 臺(tái)260 噸鍋爐，兩開一備，最初開車時(shí)，通過(guò)傳統(tǒng)藥物控制爐水指標(biāo)。現(xiàn)通過(guò)添加海蘭明藥劑來(lái)控制爐水指標(biāo)，傳統(tǒng)爐水藥劑基本不再添加，從傳統(tǒng)藥劑費(fèi)用、排污費(fèi)用與海蘭明藥劑使用費(fèi)用對(duì)比，綜合效益測(cè)算每年大約可以節(jié)省資金300萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

海蘭明做為成熟的鍋爐添加藥劑，其使用機(jī)理是基于成膜胺理論，國(guó)外起步較早，相關(guān)的理論及產(chǎn)品相對(duì)成熟，國(guó)內(nèi)關(guān)于該理論的研究起步較晚，所以關(guān)于成膜胺的產(chǎn)品應(yīng)用范圍較小，該藥劑進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)后，其優(yōu)異的防護(hù)性能，在熱電聯(lián)產(chǎn)鍋爐應(yīng)用中迅速得到廣大用戶的認(rèn)可，不少國(guó)內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)也曾針對(duì)性進(jìn)行技術(shù)研究和開發(fā)，受制于專利保護(hù)及分析方法所限，現(xiàn)階段還沒有大的突破。相信隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，化工或化學(xué)生產(chǎn)單位熱電聯(lián)產(chǎn)性質(zhì)的企業(yè)增多，鍋爐、汽機(jī)使用單位的增加，該類型藥劑在國(guó)內(nèi)的使用量會(huì)逐年增大，突破技術(shù)壁壘，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，降低使用成本，必將會(huì)給企業(yè)帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。