火电厂热力设备停用防腐最佳方法的试验研究

陈国忠

内蒙古京科发电有限公司

【摘要】 发电厂热力设备的停用腐蚀，多年来大多是锅炉侧和汽机侧单独考虑其防锈蚀的方法；而有些设备的防锈蚀方法效果甚微，有些设备还无可靠的防锈蚀方法；所以，结合我公司对热力设备的停（备）用保护研究和实践，使用目前效果最好的停用保护方法：药剂成膜保护法。

【关键词】 热力系统；防锈蚀；成膜保护；腐蚀

1 引言

以前我们沿用的停用防锈蚀方法，都是针对某一系统或设备的，但这里所讲的十八烷胺新型停炉保护药剂防腐法让我们耳目一新，十八烷胺的使用是在机组停运过程中，将其加入系统，它进入锅炉后，在高温下挥发进入蒸汽，从而布满整个锅炉、汽轮机及热力系统，在热力系统的所有设备、管道内形成一层憎水性保护膜，起到保护作用。

2 十八烷胺成膜保护防锈蚀的应用

2.1 热力设备发生腐蚀的原因及现象

热力发电机组不可避免地要处于停用检修和备用状态，热力设备检修停用时，金属表面仍存有未蒸干的水份或是外界大气的湿度较大，使得金属表面与溶解于水中的氧气形成腐蚀电池，发生如下反应：

F e Fe²⁺ + 2e ； O₂ + 2H₂O +4e 4OH^-

铁的电极电位总是比氧的电极电位低，所以在铁氧腐蚀电池中，铁是阳极，遭到腐蚀，氧为阴极，进行还原。在这里，溶解氧起阴极去极化作用，是引起铁腐蚀的因素，这种腐蚀，称为氧去极化腐蚀。

当 水中有游离二氧化碳时，水呈酸性反应，如下式： CO_{2 +} H₂O H⁺ + HCO₃^-

这 样，由于水中H⁺量的增多，就会产生氢去极化腐蚀。此时，腐蚀电极的反应是： 阴极反应：2H⁺ + 2e H₂；阳极反应：Fe Fe²⁺ + 2e

2.2 十八胺的作用原理

十八烷胺加入低压给水系统后，随水汽循环，分布于整个热力系统的水汽介质之中，当药剂与金属表面相遇时，在金属表面会形成一层薄而致密的吸附膜层，该吸附层具有一定憎水性，机组停运放水后，此吸附层可以抵抗大气氧腐蚀，起到保护作用。

2.2.1 吸附机理

十八烷胺能在金属表面形成一层能抵抗氧和碳酸浸蚀的单分子或多分子膜。此类膜与金属表面结合属于吸附，关于吸附的解释有两种观点，即物理吸附和化学吸附理论。

物理吸附理论认为含有极性基胺类化合物，在水中水解形成单分子的吸附膜。由于金属表面吸附了阳离子之胺膜后，其结果使其它带正电荷离子难以接近，这就控制了阴极过程进行，金属腐蚀速度降低。

化学吸附理论则认为只可能是单分子层吸附，它是一种选择性吸附过程，多需要活化能，因此化学吸附过程相对来说要慢些，而且不易成为可逆过程。

2.3 保护范围

停机前参加予膜期间所有运行的热力设备与系统：

2.4 予膜准备工作

2.4.1 申请予膜保护期间机组负荷与时间予膜时机组负荷：以锅炉过热器出口蒸汽温度为准，控制过热蒸汽温度在350℃左右所对应的机组负荷，过热蒸汽的温度最高不得大于400℃。

2.4.2 予膜时间：3～4小时。

2.4.3 制定用药计划：300WM机组 10%（重/重）十八烷胺用药量为600公斤。

2.4.4 联接临时加药设备：溶药槽、电动搅拌器、气动加药泵、高压加药管、风管、水源管，风源、电源、水源处于备用状态。

2.4.5 对予膜分析仪器进行核对，化学分析器皿与药剂准备。

2.4.6 在线化学仪表应退出运行，防止予膜期间污染，为提高样品代表性，取样架样品水温维持在40～50℃为好。

2.4.7 十八烷胺予膜前，应将凝结水精处理设备退出运行，防止树脂吸附污染。

2.5 技术要求

2.5.1 锅炉过热器出口蒸汽气温维持350℃左右，不得大于400℃。

2.5.2 十八烷胺加药点：

2.5.2.1 给水泵入口加药点：利用现场给水加氨管道，关闭氨泵出入口门，氨泵安全阀加堵板，摘掉氨泵出口压力表，利用压力表管连接十八烷胺高压胶管。

2.5.2.2 十八烷胺计量以给水为准，控制含量5～20㎎/L。

2.5.3 予膜期间应将本机组磷酸盐与氨、联胺各加药设备停止运行，炉水PH值应尽量维持在控制标准下限。

2.6 予膜保护工作

2.6.1 凝结水精处理系统及在线化学仪表已退出运行，锅炉过热蒸汽温度低于400℃时，方可予膜。

2.6.2 锅炉应维持一定负荷，控制过热蒸汽温度在350℃左右，不要超过400℃。

2.6.3 停止磷酸盐加药泵、氨泵与联氨泵，炉水、给水停止加药。

2.6.4 启动临时十八烷胺加药设备，向给水泵入口低压给水管道注入药液（利用该机加氨管道），按时间控制溶药量，维持给水十八烷含量5～20mg/L。

2.6.5 加药30分钟后应进行汽水样品采集与测定，测试数据反馈加药操作处，即时调整加药量。

2.6.6 加药完毕，应利用临时加药设备对加氨管道进行冲洗，时间应在15分钟左右。

2.6.7 予膜工作完毕后，锅炉应按本厂规定热炉带压放水，除氧器水箱放水排空，机组其他系统积水与疏水排净，锅炉汽包人孔、高脱水箱人孔打开通风冷却待检查。

2.7 机组再次启动初期技术要求

2.7.1 机组大修后系统冲洗与水压试验与以往正常操作相同，水的排放或存留只限于本机组系统范围之中，不可与邻机相混。

2.7.2 机组启动初期高压除氧器排气门应适当调大，以利于十八烷胺的排除。

2.7.3 机组启动后，其热力设备与系统原则应与予膜期间相同，特别是高压加热器应同步投入，否则凝结水精处理投入时间会因高加较晚投入而后移。

2.7.4 机组启动后，汽水十八烷胺含量检测应在高压加热器投入后进行，此期间检测方具有实际意义，以准确指导精处理设备投入时间。

2.7.5 机组启动后，应对汽水取样器进行大流量冲洗，样品流量应尽量调大，其样品水温应调高为50℃左右，以利提高十八烷胺测试代表性。

2.7.6 当系统汽水样品两次化验十八烷胺为零时，此后可投入凝结水精处理设备。

3 予膜实施效果评价及结论

3.1 检查部位：汽包、除氧器水箱及设备可见部位与锅炉割管管样。

3.2 检查方法：憎水性、硫酸铜浸蚀方法CuSO4检测标准（参照DL/T794-2001火力发电厂锅炉化学清洗导则）

检测标准	优良	合格	不合格
CuSO4点滴变色时间（S）	＞10	5～10	＜5

十八烷胺药剂成膜保护法的应用，效果极佳，这种新型药剂所成的膜可以确保热力设备在停用期间不发生腐蚀，从而可延长热力设备的使用寿命，增强热力设备安全运行的可靠性。

4 结束语

热力设备停备用期间防止锈蚀的方法，一直是困扰电厂化学工作者的问题，多年来，人们始终企盼能找到一种一法多能，即实施一种方法就能对所有热力设备产生防锈蚀作用的方法，本文所介绍的方法终于使这种想法开始变为现实，下一步我们将对此方法做进一步的研究和试验工作，以便使其更加成熟，在化学监督中发挥更大的作用。

参考文献：

1、热力发电厂水处理 水利电力出版社出版（1985年4月第二版）

2、DL/T956-2005 火力发电厂停（备）用热力设备防锈蚀导则

3、DL/T561-2016 火力发电厂水汽化学监督导则

4、GB/T12145-2016 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准

5、《热力设备的腐蚀与防护》 王杏卿编，武汉水利电力学院