火力发电机组停炉保护

张瀚升

（神华国能（神东电力）集团神东热电公司，内蒙古 鄂尔多斯 017209）

火力发电机组停炉保护

张瀚升

（神华国能（神东电力）集团神东热电公司，内蒙古 鄂尔多斯 017209）

热力设备停运检修或备用期间，系统不可避免地要接触到具有腐蚀性的大气（包含氧气、二氧化碳、水分及其他侵蚀性成分）；同时，热力系统内水汽排不干净，会残留水分，系统内湿度很大。因此停用期间如果缺乏有效的防护措施，则整个水汽系统金属内表面就会遭受到腐蚀，金属材料产生严重的均匀腐蚀和局部腐蚀，直接影响到传热效率和系统的安全性。为此，介绍锅炉停备用期成膜法保护方法。

停炉保护；原理；设备；保养效果；相关试验

一、目的

为防止燃煤发电机组停运后，系统发生金属腐蚀，利用滑压停运机会，采用十八胺进行成膜胺法湿法保护。

二、工艺原理

十八胺是成膜胺中的代表，分子式为CnH2n+1NH2（n16-18），分子量为269.51，十八胺的单个分子是个棍状长链。长链的一头是亲金属基，可以与金属表面产生化学、物理的吸附而形成单分子层膜，很像分布整齐的刷子，一棵棵刷毛就是一个个十八胺分子。十八胺分子另一头是憎水基，这样水和氧气就被这层膜与金属隔离开了，也就不会产生腐蚀。另外，十八胺是一种有机物，在过高温度下必然会分解，但因分子中只含有C、H、N三种元素，所以最终分解产物也只能是NH3、H2、CH4这些简单物质，因此不会对金属造成其他腐蚀。

三、停运保护系统

1.保护范围

停运保护范围包括：给水系统（给水管道、高压加热器、省煤器等）—锅炉本体（包括水冷壁、省煤器、过、再热器等）—汽机本体（高、中、低压缸）—凝结水系统（凝汽器、低压加热器、除氧器等），以及所有汽水系统管道。

2.加药系统

2.1加药位置

加药位置一般选在凝结水与给水加氨系统、给水与闭冷水加联氨系统以及炉水加磷酸盐系统使用专用的加药泵处加入。根据实际情况，可以将加药点选在低压加热器利用负压加入。

2.2加药量

依据机组容量进行加药量计算，例如：单次150MW单机3%十八胺乳浊液用量600kg，相当于纯十八胺18kg。

四、实施保护前的准备工作

1.连接加药系统，打开加药系统有关阀门，一切正常后备用。

2.加十八胺前药前10h开始，停运磷酸盐加药泵，增大锅炉排污量，将磷酸盐含量降到0.5mg/L以下（确保在加十八胺前，磷酸盐含量在0.5mg/L以下已稳定1h以上）。因为磷酸盐会影响十八胺的使用。

3.用氨水调pH值，将给水和炉水pH保持到9.0～9.7。

4.除氧器排气门尽量保持小开度，汽包控制低水位运行。

5.锅炉定排、连排关闭。

6.给水泵再循环回水量尽量控制在最低水平。

7.将生活用气隔离，尽量减少对外抽汽，以减少药品损失。

8.十八胺会对树脂产生污染，停炉时加药开始前经处理应停运对精处理进行解列。

9.在开始加药后定冷水不能采用凝结水补水。

10.十八胺可能在仪表探头上成膜，从而让探头无法接触液体，造成仪表失灵和污染，所以在加药前所有化学在线仪表如钠表、硅表、磷表、溶氧表等仪表都应退出运行并关断进仪表的阀门。

五、停运保护实施步骤

将炉水、过热蒸汽和再热蒸汽温度控制在220℃～450℃之间，当过热蒸汽温度控制在450℃以下时开始加药。为确保加药过程的顺利进行，决定在加开始药时机组维持此时参数停止滑参数停炉，待药品投加完全后稳定循环2～3小时后再继续滑参数停机。加药完成后，继续将给水炉水过热和再热蒸汽温度控制在220℃～450℃之间2～3个小时，然后滑压停机。防止温度降低后又大幅度回升的情况出现。按正常操作进行热炉放水（主汽温度不低于120℃，压力0.3MPa左右）。尽量将水放净并尽量烘干。

六、监督化验项目及周期

在实施十八胺加药保护过程中通过取样架手动取样，对凝结水、给水、炉水的pH、电导率及过热蒸汽的电导率进行检测，频率为每30分钟一次；对炉水磷酸根含量取样化验，监测频率每30分钟一次；对给水、凝结水、过热蒸汽的铁含量取样化验，监测频率每30分钟取样化验一次（现场无法即时化验时可准备足够的取样瓶取样事后化验）。

记录停运期间机组运行主要参数：负荷、给水流量、主蒸汽温度、压力，并将曲线图表打印保存。

七、下次开机时的指标控制及注意事项

机组下次启动时，每0.5h～1h取样一次，测量凝结水与过热蒸汽中的十八胺含量，当凝结水与过热蒸汽中的十八胺含量≥0.1mg/L时，凝结水精处理应走旁路，并增大排污；当凝结水与过热蒸汽中的十八胺含量＜0.1mg/L时，方可投运凝结水精处理。

八、保养效果检查

保护效果检查可根据水汽化验报表和成膜情况及憎水性检查评价保护效果。化验数据中给水、主汽、再热蒸汽应出现过5ppm以上的十八胺的浓度峰值。

对除氧器、汽包内壁进行成膜性状及憎水性检查（在表面相对光洁的金属表面，良好的成膜应具有明显的憎水性和一定的光泽）。

十八胺停运保护的防腐效果最终应体现在水质方面。因此，通过机组停运后再启动过程中水质，可以直观地反映出停运保护的效果。

九、相关试验方法

1.憎水试验法

观察被保护设备金属表面的憎水性是最直接的使用效果评定方法。在使用十八胺停炉保护剂后，可将汽包、除氧器及凝汽器打开，将除盐水洒于已经风干的金属表面，可观察到水在金属表面呈珠状，说明十八胺已在金属表面形成了憎水性膜。

2.点滴试验

对金属保护膜进行酸性硫酸铜点滴试验，观察膜面是否变色及变色的时间，检查膜面的耐腐蚀程度。酸性硫酸铜试液点滴试管表面的耐蚀时间不低于5秒。

酸性硫酸铜溶液配制方法：

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

3.十八烷基胺的测定

十八烷基胺测试方法：

3.1原理

在pH=3～4的溶液中，十八烷基胺的阳离子和甲基橙阴离子之间发生缔合反应，生成黄色的缔合物，其颜色的深浅与其含量成正比，缔合反应进行很快，室温下5分钟内就可缔合完全，可用二氯乙烷、三氯甲烷等有机溶剂萃取，用二氯乙烷萃取时其萃取率为97%以上，色度可稳定24小时，三氯甲烷也能有效萃取，发色合适的pH值为3.4～3.6，为有利于两相分层可加入氯化钾，然后在光度计波长430纳米下测定吸收光度。

3.2仪器和试剂

（1）仪器

721分光光度计，250mL分液漏斗，比色皿10mm，干燥箱，水浴锅。

（2）试剂

①十八烷基胺标准溶液1mL=0.01mg

称取十八烷基胺0.01g，转移至1L容量瓶中，加入800mL试剂水和5滴冰乙酸，然后在70℃～75℃水浴锅中彻底溶解，冷却后用蒸馏水稀释至1000mL。

②乙酸-乙酸钠缓冲溶液

溶解125g乙酸钠于500mL蒸馏水中，加入300mL冰醋酸，然后用蒸馏水稀至1000mL。

③甲基橙指示剂0.05%。

④二氯乙烷或三氯甲烷。

⑤异丙醇。

3.3工作曲线的绘制

（1）配置一组十八烷基胺标准色（1mL=0.01mg）注入100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度后倒入分液漏斗。

（2）分别加入醋酸钠缓冲溶液4mL摇匀。

（3）分别加入0.05%甲基橙2mL摇匀，静止5分钟。

（4）分别加入二氯乙烷或三氯甲烷20mL振摇5分钟，静止放置3分钟。

（5）分别加入0.5mL异丙醇摇匀，静止5分钟。

（6）由分液漏斗分离出二氯乙烷或三氯甲烷萃取液放入10mm比色皿中，分光光度计选择波长为430纳米，测定吸收光度。

（7）绘制工作曲线。

（8）标准工作曲线，标准液取样体积参见DL/T1042-2007《水中十八烷基胺的测定》。

3.4水样测定

（1）取水样于分液漏斗中，按绘制工作曲线的操作程序加入试剂、显色、萃取测吸收光度、查工作曲线后即得出水样的十八烷基胺含量。

（2）应做空白样。

结语

（1）在机组停运后进行汽包、除氧器、热井、四管割管的憎水性试验检查后，发现有明显的憎水效果。

（2）在机组启动阶段的冷态、热态冲洗、蒸汽吹管及机组并网阶段的水汽铁离子含量等监督指标均能在短时间内恢复至行业标准要求控制值范围，缩短了机组启动冲洗时间。

（3）在机组启动初期，水质氢电导率有偏高现象。

［1］ DL/T 956-2005，火力发电厂停（备）用热力设备防锈蚀导则［S］.

［2］ DL/T 1042-2007，水中十八烷基胺的测定［S］.

［3］ DL/T 794-2001，火力发电厂化学清洗导则［S］.

TF06

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