火力發電機組停爐保護

張瀚升

（神華國能（神東電力）集團神東熱電公司，內蒙古 鄂爾多斯 017209）

火力發電機組停爐保護

張瀚升

（神華國能（神東電力）集團神東熱電公司，內蒙古 鄂爾多斯 017209）

熱力設備停運檢修或備用期間，系統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，熱力系統內水汽排不干凈，會殘留水分，系統內濕度很大。因此停用期間如果缺乏有效的防護措施，則整個水汽系統金屬內表面就會遭受到腐蝕，金屬材料產生嚴重的均勻腐蝕和局部腐蝕，直接影響到傳熱效率和系統的安全性。為此，介紹鍋爐停備用期成膜法保護方法。

停爐保護；原理；設備；保養效果；相關試驗

一、目的

為防止燃煤發電機組停運后，系統發生金屬腐蝕，利用滑壓停運機會，采用十八胺進行成膜胺法濕法保護。

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269.51，十八胺的單個分子是個棍狀長鏈。長鏈的一頭是親金屬基，可以與金屬表面產生化學、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個十八胺分子。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，也就不會產生腐蝕。另外，十八胺是一種有機物，在過高溫度下必然會分解，但因分子中只含有C、H、N三種元素，所以最終分解產物也只能是NH3、H2、CH4這些簡單物質，因此不會對金屬造成其他腐蝕。

三、停運保護系統

1.保護范圍

停運保護范圍包括：給水系統（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、再熱器等）—汽機本體（高、中、低壓缸）—凝結水系統（凝汽器、低壓加熱器、除氧器等），以及所有汽水系統管道。

2.加藥系統

2.1加藥位置

加藥位置一般選在凝結水與給水加氨系統、給水與閉冷水加聯氨系統以及爐水加磷酸鹽系統使用專用的加藥泵處加入。根據實際情況，可以將加藥點選在低壓加熱器利用負壓加入。

2.2加藥量

依據機組容量進行加藥量計算，例如：單次150MW單機3%十八胺乳濁液用量600kg，相當于純十八胺18kg。

四、實施保護前的準備工作

1.連接加藥系統，打開加藥系統有關閥門，一切正常后備用。

2.加十八胺前藥前10h開始，停運磷酸鹽加藥泵，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以下已穩定1h以上）。因為磷酸鹽會影響十八胺的使用。

3.用氨水調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，汽包控制低水位運行。

5.鍋爐定排、連排關閉。

6.給水泵再循環回水量盡量控制在最低水平。

7.將生活用氣隔離，盡量減少對外抽汽，以減少藥品損失。

8.十八胺會對樹脂產生污染，停爐時加藥開始前經處理應停運對精處理進行解列。

9.在開始加藥后定冷水不能采用凝結水補水。

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

五、停運保護實施步驟

將爐水、過熱蒸汽和再熱蒸汽溫度控制在220℃～450℃之間，當過熱蒸汽溫度控制在450℃以下時開始加藥。為確保加藥過程的順利進行，決定在加開始藥時機組維持此時參數停止滑參數停爐，待藥品投加完全后穩定循環2～3小時后再繼續滑參數停機。加藥完成后，繼續將給水爐水過熱和再熱蒸汽溫度控制在220℃～450℃之間2～3個小時，然后滑壓停機。防止溫度降低后又大幅度回升的情況出現。按正常操作進行熱爐放水（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、監督化驗項目及周期

在實施十八胺加藥保護過程中通過取樣架手動取樣，對凝結水、給水、爐水的pH、電導率及過熱蒸汽的電導率進行檢測，頻率為每30分鐘一次；對爐水磷酸根含量取樣化驗，監測頻率每30分鐘一次；對給水、凝結水、過熱蒸汽的鐵含量取樣化驗，監測頻率每30分鐘取樣化驗一次（現場無法即時化驗時可準備足夠的取樣瓶取樣事后化驗）。

記錄停運期間機組運行主要參數：負荷、給水流量、主蒸汽溫度、壓力，并將曲線圖表打印保存。

七、下次開機時的指標控制及注意事項

機組下次啟動時，每0.5h～1h取樣一次，測量凝結水與過熱蒸汽中的十八胺含量，當凝結水與過熱蒸汽中的十八胺含量≥0.1mg/L時，凝結水精處理應走旁路，并增大排污；當凝結水與過熱蒸汽中的十八胺含量＜0.1mg/L時，方可投運凝結水精處理。

八、保養效果檢查

保護效果檢查可根據水汽化驗報表和成膜情況及憎水性檢查評價保護效果。化驗數據中給水、主汽、再熱蒸汽應出現過5ppm以上的十八胺的濃度峰值。

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

十八胺停運保護的防腐效果最終應體現在水質方面。因此，通過機組停運后再啟動過程中水質，可以直觀地反映出停運保護的效果。

九、相關試驗方法

1.憎水試驗法

觀察被保護設備金屬表面的憎水性是最直接的使用效果評定方法。在使用十八胺停爐保護劑后，可將汽包、除氧器及凝汽器打開，將除鹽水灑于已經風干的金屬表面，可觀察到水在金屬表面呈珠狀，說明十八胺已在金屬表面形成了憎水性膜。

2.點滴試驗

對金屬保護膜進行酸性硫酸銅點滴試驗，觀察膜面是否變色及變色的時間，檢查膜面的耐腐蝕程度。酸性硫酸銅試液點滴試管表面的耐蝕時間不低于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

3.十八烷基胺的測定

十八烷基胺測試方法：

3.1原理

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

3.2儀器和試劑

（1）儀器

721分光光度計，250mL分液漏斗，比色皿10mm，干燥箱，水浴鍋。

（2）試劑

①十八烷基胺標準溶液1mL=0.01mg

稱取十八烷基胺0.01g，轉移至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準色（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，分光光度計選擇波長為430納米，測定吸收光度。

（7）繪制工作曲線。

（8）標準工作曲線，標準液取樣體積參見DL/T1042-2007《水中十八烷基胺的測定》。

3.4水樣測定

（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）應做空白樣。

結語

（1）在機組停運后進行汽包、除氧器、熱井、四管割管的憎水性試驗檢查后，發現有明顯的憎水效果。

（2）在機組啟動階段的冷態、熱態沖洗、蒸汽吹管及機組并網階段的水汽鐵離子含量等監督指標均能在短時間內恢復至行業標準要求控制值范圍，縮短了機組啟動沖洗時間。

（3）在機組啟動初期，水質氫電導率有偏高現象。

［1］ DL/T 956-2005，火力發電廠停（備）用熱力設備防銹蝕導則［S］.

［2］ DL/T 1042-2007，水中十八烷基胺的測定［S］.

［3］ DL/T 794-2001，火力發電廠化學清洗導則［S］.

TF06

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