火力發(fā)電機(jī)組停爐保護(hù)

張瀚升

（神華國(guó)能（神東電力）集團(tuán)神東熱電公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209）

火力發(fā)電機(jī)組停爐保護(hù)

張瀚升

（神華國(guó)能（神東電力）集團(tuán)神東熱電公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017209）

熱力設(shè)備停運(yùn)檢修或備用期間，系統(tǒng)不可避免地要接觸到具有腐蝕性的大氣（包含氧氣、二氧化碳、水分及其他侵蝕性成分）；同時(shí)，熱力系統(tǒng)內(nèi)水汽排不干凈，會(huì)殘留水分，系統(tǒng)內(nèi)濕度很大。因此停用期間如果缺乏有效的防護(hù)措施，則整個(gè)水汽系統(tǒng)金屬內(nèi)表面就會(huì)遭受到腐蝕，金屬材料產(chǎn)生嚴(yán)重的均勻腐蝕和局部腐蝕，直接影響到傳熱效率和系統(tǒng)的安全性。為此，介紹鍋爐停備用期成膜法保護(hù)方法。

停爐保護(hù)；原理；設(shè)備；保養(yǎng)效果；相關(guān)試驗(yàn)

一、目的

為防止燃煤發(fā)電機(jī)組停運(yùn)后，系統(tǒng)發(fā)生金屬腐蝕，利用滑壓停運(yùn)機(jī)會(huì)，采用十八胺進(jìn)行成膜胺法濕法保護(hù)。

二、工藝原理

十八胺是成膜胺中的代表，分子式為CnH2n+1NH2（n16-18），分子量為269.51，十八胺的單個(gè)分子是個(gè)棍狀長(zhǎng)鏈。長(zhǎng)鏈的一頭是親金屬基，可以與金屬表面產(chǎn)生化學(xué)、物理的吸附而形成單分子層膜，很像分布整齊的刷子，一棵棵刷毛就是一個(gè)個(gè)十八胺分子。十八胺分子另一頭是憎水基，這樣水和氧氣就被這層膜與金屬隔離開了，也就不會(huì)產(chǎn)生腐蝕。另外，十八胺是一種有機(jī)物，在過(guò)高溫度下必然會(huì)分解，但因分子中只含有C、H、N三種元素，所以最終分解產(chǎn)物也只能是NH3、H2、CH4這些簡(jiǎn)單物質(zhì)，因此不會(huì)對(duì)金屬造成其他腐蝕。

三、停運(yùn)保護(hù)系統(tǒng)

1.保護(hù)范圍

停運(yùn)保護(hù)范圍包括：給水系統(tǒng)（給水管道、高壓加熱器、省煤器等）—鍋爐本體（包括水冷壁、省煤器、過(guò)、再熱器等）—汽機(jī)本體（高、中、低壓缸）—凝結(jié)水系統(tǒng)（凝汽器、低壓加熱器、除氧器等），以及所有汽水系統(tǒng)管道。

2.加藥系統(tǒng)

2.1加藥位置

加藥位置一般選在凝結(jié)水與給水加氨系統(tǒng)、給水與閉冷水加聯(lián)氨系統(tǒng)以及爐水加磷酸鹽系統(tǒng)使用專用的加藥泵處加入。根據(jù)實(shí)際情況，可以將加藥點(diǎn)選在低壓加熱器利用負(fù)壓加入。

2.2加藥量

依據(jù)機(jī)組容量進(jìn)行加藥量計(jì)算，例如：?jiǎn)未?50MW單機(jī)3%十八胺乳濁液用量600kg，相當(dāng)于純十八胺18kg。

四、實(shí)施保護(hù)前的準(zhǔn)備工作

1.連接加藥系統(tǒng)，打開加藥系統(tǒng)有關(guān)閥門，一切正常后備用。

2.加十八胺前藥前10h開始，停運(yùn)磷酸鹽加藥泵，增大鍋爐排污量，將磷酸鹽含量降到0.5mg/L以下（確保在加十八胺前，磷酸鹽含量在0.5mg/L以下已穩(wěn)定1h以上）。因?yàn)榱姿猁}會(huì)影響十八胺的使用。

3.用氨水調(diào)pH值，將給水和爐水pH保持到9.0～9.7。

4.除氧器排氣門盡量保持小開度，汽包控制低水位運(yùn)行。

5.鍋爐定排、連排關(guān)閉。

6.給水泵再循環(huán)回水量盡量控制在最低水平。

7.將生活用氣隔離，盡量減少對(duì)外抽汽，以減少藥品損失。

8.十八胺會(huì)對(duì)樹脂產(chǎn)生污染，停爐時(shí)加藥開始前經(jīng)處理應(yīng)停運(yùn)對(duì)精處理進(jìn)行解列。

9.在開始加藥后定冷水不能采用凝結(jié)水補(bǔ)水。

10.十八胺可能在儀表探頭上成膜，從而讓探頭無(wú)法接觸液體，造成儀表失靈和污染，所以在加藥前所有化學(xué)在線儀表如鈉表、硅表、磷表、溶氧表等儀表都應(yīng)退出運(yùn)行并關(guān)斷進(jìn)儀表的閥門。

五、停運(yùn)保護(hù)實(shí)施步驟

將爐水、過(guò)熱蒸汽和再熱蒸汽溫度控制在220℃～450℃之間，當(dāng)過(guò)熱蒸汽溫度控制在450℃以下時(shí)開始加藥。為確保加藥過(guò)程的順利進(jìn)行，決定在加開始藥時(shí)機(jī)組維持此時(shí)參數(shù)停止滑參數(shù)停爐，待藥品投加完全后穩(wěn)定循環(huán)2～3小時(shí)后再繼續(xù)滑參數(shù)停機(jī)。加藥完成后，繼續(xù)將給水爐水過(guò)熱和再熱蒸汽溫度控制在220℃～450℃之間2～3個(gè)小時(shí)，然后滑壓停機(jī)。防止溫度降低后又大幅度回升的情況出現(xiàn)。按正常操作進(jìn)行熱爐放水（主汽溫度不低于120℃，壓力0.3MPa左右）。盡量將水放凈并盡量烘干。

六、監(jiān)督化驗(yàn)項(xiàng)目及周期

在實(shí)施十八胺加藥保護(hù)過(guò)程中通過(guò)取樣架手動(dòng)取樣，對(duì)凝結(jié)水、給水、爐水的pH、電導(dǎo)率及過(guò)熱蒸汽的電導(dǎo)率進(jìn)行檢測(cè)，頻率為每30分鐘一次；對(duì)爐水磷酸根含量取樣化驗(yàn)，監(jiān)測(cè)頻率每30分鐘一次；對(duì)給水、凝結(jié)水、過(guò)熱蒸汽的鐵含量取樣化驗(yàn)，監(jiān)測(cè)頻率每30分鐘取樣化驗(yàn)一次（現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法即時(shí)化驗(yàn)時(shí)可準(zhǔn)備足夠的取樣瓶取樣事后化驗(yàn)）。

記錄停運(yùn)期間機(jī)組運(yùn)行主要參數(shù)：負(fù)荷、給水流量、主蒸汽溫度、壓力，并將曲線圖表打印保存。

七、下次開機(jī)時(shí)的指標(biāo)控制及注意事項(xiàng)

機(jī)組下次啟動(dòng)時(shí)，每0.5h～1h取樣一次，測(cè)量凝結(jié)水與過(guò)熱蒸汽中的十八胺含量，當(dāng)凝結(jié)水與過(guò)熱蒸汽中的十八胺含量≥0.1mg/L時(shí)，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(guò)熱蒸汽中的十八胺含量＜0.1mg/L時(shí)，方可投運(yùn)凝結(jié)水精處理。

八、保養(yǎng)效果檢查

保護(hù)效果檢查可根據(jù)水汽化驗(yàn)報(bào)表和成膜情況及憎水性檢查評(píng)價(jià)保護(hù)效果?；?yàn)數(shù)據(jù)中給水、主汽、再熱蒸汽應(yīng)出現(xiàn)過(guò)5ppm以上的十八胺的濃度峰值。

對(duì)除氧器、汽包內(nèi)壁進(jìn)行成膜性狀及憎水性檢查（在表面相對(duì)光潔的金屬表面，良好的成膜應(yīng)具有明顯的憎水性和一定的光澤）。

十八胺停運(yùn)保護(hù)的防腐效果最終應(yīng)體現(xiàn)在水質(zhì)方面。因此，通過(guò)機(jī)組停運(yùn)后再啟動(dòng)過(guò)程中水質(zhì)，可以直觀地反映出停運(yùn)保護(hù)的效果。

九、相關(guān)試驗(yàn)方法

1.憎水試驗(yàn)法

觀察被保護(hù)設(shè)備金屬表面的憎水性是最直接的使用效果評(píng)定方法。在使用十八胺停爐保護(hù)劑后，可將汽包、除氧器及凝汽器打開，將除鹽水灑于已經(jīng)風(fēng)干的金屬表面，可觀察到水在金屬表面呈珠狀，說(shuō)明十八胺已在金屬表面形成了憎水性膜。

2.點(diǎn)滴試驗(yàn)

對(duì)金屬保護(hù)膜進(jìn)行酸性硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)，觀察膜面是否變色及變色的時(shí)間，檢查膜面的耐腐蝕程度。酸性硫酸銅試液點(diǎn)滴試管表面的耐蝕時(shí)間不低于5秒。

酸性硫酸銅溶液配制方法：

0.4mol/L CuSO4 40mL+10% NaCl 20mL+0.1mol/L HCl 1.5mL

3.十八烷基胺的測(cè)定

十八烷基胺測(cè)試方法：

3.1原理

在pH=3～4的溶液中，十八烷基胺的陽(yáng)離子和甲基橙陰離子之間發(fā)生締合反應(yīng)，生成黃色的締合物，其顏色的深淺與其含量成正比，締合反應(yīng)進(jìn)行很快，室溫下5分鐘內(nèi)就可締合完全，可用二氯乙烷、三氯甲烷等有機(jī)溶劑萃取，用二氯乙烷萃取時(shí)其萃取率為97%以上，色度可穩(wěn)定24小時(shí)，三氯甲烷也能有效萃取，發(fā)色合適的pH值為3.4～3.6，為有利于兩相分層可加入氯化鉀，然后在光度計(jì)波長(zhǎng)430納米下測(cè)定吸收光度。

3.2儀器和試劑

（1）儀器

721分光光度計(jì)，250mL分液漏斗，比色皿10mm，干燥箱，水浴鍋。

（2）試劑

①十八烷基胺標(biāo)準(zhǔn)溶液1mL=0.01mg

稱取十八烷基胺0.01g，轉(zhuǎn)移至1L容量瓶中，加入800mL試劑水和5滴冰乙酸，然后在70℃～75℃水浴鍋中徹底溶解，冷卻后用蒸餾水稀釋至1000mL。

②乙酸-乙酸鈉緩沖溶液

溶解125g乙酸鈉于500mL蒸餾水中，加入300mL冰醋酸，然后用蒸餾水稀至1000mL。

③甲基橙指示劑0.05%。

④二氯乙烷或三氯甲烷。

⑤異丙醇。

3.3工作曲線的繪制

（1）配置一組十八烷基胺標(biāo)準(zhǔn)色（1mL=0.01mg）注入100mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度后倒入分液漏斗。

（2）分別加入醋酸鈉緩沖溶液4mL搖勻。

（3）分別加入0.05%甲基橙2mL搖勻，靜止5分鐘。

（4）分別加入二氯乙烷或三氯甲烷20mL振搖5分鐘，靜止放置3分鐘。

（5）分別加入0.5mL異丙醇搖勻，靜止5分鐘。

（6）由分液漏斗分離出二氯乙烷或三氯甲烷萃取液放入10mm比色皿中，分光光度計(jì)選擇波長(zhǎng)為430納米，測(cè)定吸收光度。

（7）繪制工作曲線。

（8）標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，標(biāo)準(zhǔn)液取樣體積參見DL/T1042-2007《水中十八烷基胺的測(cè)定》。

3.4水樣測(cè)定

（1）取水樣于分液漏斗中，按繪制工作曲線的操作程序加入試劑、顯色、萃取測(cè)吸收光度、查工作曲線后即得出水樣的十八烷基胺含量。

（2）應(yīng)做空白樣。

結(jié)語(yǔ)

（1）在機(jī)組停運(yùn)后進(jìn)行汽包、除氧器、熱井、四管割管的憎水性試驗(yàn)檢查后，發(fā)現(xiàn)有明顯的憎水效果。

（2）在機(jī)組啟動(dòng)階段的冷態(tài)、熱態(tài)沖洗、蒸汽吹管及機(jī)組并網(wǎng)階段的水汽鐵離子含量等監(jiān)督指標(biāo)均能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)至行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求控制值范圍，縮短了機(jī)組啟動(dòng)沖洗時(shí)間。

（3）在機(jī)組啟動(dòng)初期，水質(zhì)氫電導(dǎo)率有偏高現(xiàn)象。

［1］ DL/T 956-2005，火力發(fā)電廠停（備）用熱力設(shè)備防銹蝕導(dǎo)則［S］.

［2］ DL/T 1042-2007，水中十八烷基胺的測(cè)定［S］.

［3］ DL/T 794-2001，火力發(fā)電廠化學(xué)清洗導(dǎo)則［S］.

TF06

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