本发明属于发电机组停用保护
技术领域：
，特别涉及一种采用十八胺的发电机组热力设备停用保护方法。
背景技术：
：发电机组的锅炉、汽轮机、凝汽器、加热器等热力设备在停运期间，如果不采取有效的保护措施，其表面会发生强烈腐蚀，这种腐蚀称为热力设备的停用腐蚀。多年来，我国火电机组常因停运后未采取防腐蚀措施或采取的防腐蚀措施不当，造成锈蚀和损坏，尤其是水汽侧的腐蚀，对电厂的安全经济运行造成严重影响。目前国内外普遍采用的停用保护措施，按照其作用原理，大体上可分为三类：第一类是阻止空气进入热力设备水汽系统内部，其实质是减小氧的浓度，这类方法有充氮法、保持蒸汽压力法等。第二类是降低热力设备水汽系统内部湿度，其实质是防止金属表面凝结水膜，形成腐蚀电池。这类方法有烘干法、干燥剂法等。第三类是使用缓蚀剂(包括气相缓蚀剂和高温成膜缓蚀剂等)，或加碱化剂、调整溶液pH值，使金属表面形成保护膜，减缓金属表面的腐蚀，或使用除氧剂，除去水中的溶解氧，使腐蚀减轻。所用药剂有气相缓蚀剂、高温成膜缓蚀剂、氨、联胺等。这类方法的实质是使腐蚀电池的阳极和/或阴极过程受到阻滞。根据热力设备在停(备)用期间所处防锈蚀状态的不同，停用保护方法可分为干式保护法和湿式保护法两大类。干式保护法有：热炉放水余热烘干法、负压余热烘干法、邻炉热风烘干法、干燥剂法、充氮法、气相缓蚀剂法等。湿式保护法有：氨水法、氨-联胺法、蒸汽压力法、给水压力法等。其中高温成膜缓蚀剂法是目前国内应用较多、比较受欢迎的停用保护方法。它是俄罗斯莫斯科动力学院于1987年研究成功的，首先在寿尔达利斯克区域电站机组上使用，后相继在南斯拉夫、德国和俄罗斯等国的许多电站机组上使用。高温成膜缓蚀剂法是在机组滑停过程中的一定温度、压力和pH条件下，一定时间内往锅炉给水或凝结水中一次性加入高温成膜缓蚀剂，高温成膜缓蚀剂通过其N原子2P轨道上的孤对电子和Fe的3d空轨道之间形成配位键，从而在热力设备(包括锅炉、汽轮机等)金属表面形成一层憎水性薄膜，隔绝金属基体跟大气与水的直接接触，防止水和大气中的氧及二氧化碳对金属的腐蚀，达到保护热力 设备的目的，膜的结构可能为：铁/氧化铁层/含氧化铁的缓蚀剂成膜层/缓蚀剂成膜层。高温成膜缓蚀剂法具有如下特点：(1)保护效果好，能在锅炉、汽轮机等热力设备表面形成均匀、致密、耐蚀性好的保护膜，对金属表面的腐蚀产物如锈等有一定的清洗、去除作用，使机组启动时水汽中的铜、铁等的含量降低，从而缩短机组再次启动时的并网时间。(2)保护范围广，能同时保护锅炉(包括汽包、水冷壁、省煤器、过热器、再热器等)和汽轮机。(3)保护时间长，热力设备表面成膜后，在大气中的防蚀时间可达6个月以上。(4)保护工艺简单、操作方便，不需新增加药系统，可利用现场给水或凝结水加药系统，在机组滑停过程中的一定温度、压力和pH条件下，一定时间内往锅炉给水或凝结水中一次性加入高温成膜缓蚀剂即可。(5)应用范围广，运行温度在200℃以上的动力设备都可采用高温成膜缓蚀剂法进行停用保护。目前，国内用于发电机组热力设备停(备)用保护的成膜缓蚀剂主要是十八胺(ODA)和咪唑啉类物质，其中十八烷应用较为普遍。十八胺，又名十八烷基胺、薄膜胺，属于脂肪胺类，是一种有机高分子烃类化合物，端基为-NH2，分子式为CH3(CH2)16CH2NH2，常温下为白色蜡状固体或颗粒状物质，属于阳离子表面活性剂，易溶于氯仿，溶于乙醇、乙醚和苯，微溶于丙酮，难溶于水，在75℃水中呈悬浊液，密度为860kg/m，凝固点52.9℃，沸点348.8℃。十八胺能通过物理化学吸附作用，在金属表面形成一层能抵抗氧和碳酸的单分子层或多分子层的憎水膜，起到屏障隔离作用，从而保护金属，减少腐蚀。所以十八胺被用于发电机组热力设备水汽系统停用防腐保护技术。十八胺停用防腐保护技术最早出现于前苏联，五十年代初在某热电厂进行试用，效果较好，但因加药工艺问题，一直未得到推广。八十年代后期，前苏联和东德相继推出主要成分为十八胺的液态防腐剂，很快在俄罗斯和德国的核电站、火电站得到应用，效果十分明显。我国是在1993年赴俄考察和技术交流人员带回了有关信息后，许多电力科研单位和大专院校开始了相应的研制、开发与应用。其中，武汉大学等一些单位对十八胺的成膜条件和成膜机理进行了系统和深入的研究，认为作为一种有机缓蚀剂，十八胺在高温成膜方面具有较强的优越性，在汽相和液相均能成膜，浓度越高，成膜效果越好，在高压釜中恒温一个小时的成膜效果最好，最佳成膜温度为220℃，试样表面的粗糙度对成膜有一定影响；通过俄歇电子能谱分析，经十八胺成膜处理后，铁表面有如下结构：铁/氧化铁层/含氧化铁的十八胺层/十八胺层。常见的停用保护工艺是将十八胺乳浊液在停机前的滑停过程中控制蒸汽温度小于480℃，快速将药剂加入热力设备，循环2～3h后停机，再经冷却后系统带压放水，利用余热烘干锅炉。目前，停炉保护用十八胺乳浊液在火电厂的应用越来越广泛。一般都是先根据高温成膜所需高温成膜缓蚀剂的浓度和机组水汽循环主系统热力设备水容积来计算加药量。然后利用加药泵加药1-2h，加完药后再循环2～3h。这样，一方面加药量误差很大，导致机组参数相同而加药量相差很大的情况经常出现。原因是水压试验和正常运行时机组热力系统的水容积相差很大，如表1中某600MW超临界机组水压试验和正常运行时的锅炉水容积(包括省煤器系统、分离器/储水罐、水冷壁系统、过热器系统、再热器系统的水容积)就相差很大，再加上运行时液态水和蒸汽的密度不一样，而且运行时水、蒸汽的总质量不可知，只能估算或按水压试验时机组热力系统的水容积计算。另一方面，从开始加药的较长时间内高温成膜缓蚀剂浓度达不到成膜所需浓度，因而必须加药后再循环2～3h，以同时满足成膜浓度和成膜时长，使停用保护滑停过程时间较长，锅炉被迫烧较多油，对经济性不利。表1某600MW超临界机组锅炉水容积状态省煤器系统分离器/储水罐水冷系统过热器系统再热器系统合计水压试验时1202051150380721正常运行时120/20//140所以，应进一步研究高温成膜缓蚀剂的加药量计算和加入方法。技术实现要素：针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种具有更好保护效果、更经济的采用十八胺的发电机组热力设备停用保护方法。本发明通过研究十八胺加药量与成膜浓度、成膜时长、给水流量间的关系，以及需配制的加药母液浓度、加药母液体积与加药量、加药时长、加药泵出力之间的关系，提出本发明技术方案。为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：采用十八胺的发电机组热力设备停用保护方法，包括：步骤1，计算十八胺加药母液体积和加药母液浓度，具体为：1.1根据成膜浓度a、成膜时长h1和加药时给水流量l获得加药量m＝a*h1*l，其中，成膜浓度a和成膜时长h1根据十八胺高温成膜试验结果确定；1.2根据加药时长h2和加药泵出力b获得加药母液体积V＝h2*b，其中，h1＝h2；1.3根据加药量m和加药母液体积V获得加药母液浓度c＝m/V；步骤2，根据步骤1获得的加药母液浓度配置十八胺母液，并通过加药泵向发电机组热力设备加入体积为V的十八胺母液，加药时长为h2。上述成膜浓度a和成膜时长h1采用如下方法确定：在不同成膜浓度和不同成膜时长的条件下分别进行十八胺的高温成膜试验，获得各条件下的成膜效果和耐蚀性；分析成膜效果和耐蚀性分别随成膜浓度和成膜时长的变化趋势，综合考虑成膜效果、耐蚀性和经济成本，确定成膜浓度和成膜时长。步骤2中所述的通过加药泵向发电机组热力设备加入体积为V的十八胺母液，具体步骤如下：2.1保证给水加联胺系统和给水加氨系统的严密性，解除加药泵的低液位保护；2.2启动加药泵打除盐水试泵，冲洗给水加联胺系统和给水加氨系统的管路；2.3控制给水pH值为9.0～9.6，解列精处理高速混床，凝结水100％走旁路，关闭高速混床出入口门；2.4进入滑停过程，控制锅炉主汽温度降至480℃时，通过加药泵加入体积为V的十八胺母液，加药时长为h2，加药期间控制主汽温度不上升；2.5加药完毕后，通过加药泵采用除盐水冲洗给水加联胺系统和给水加氨系统的管道。采用十八胺加药量应由成膜浓度、成膜时长、给水流量决定，而不应由成膜浓度、水容积决定。十八胺加入浓度应等于成膜浓度，加药时长应等于成膜时长，加药母液体积为加药时长和加药泵出力的乘积，加药母液浓度为加药量除以加药母液体积。根据成膜浓度a、成膜时长h1和机组滑停过程中加药时给水流量l计算加药量m，即m＝l*h1*a；根据加药时长h2和加药泵出力b计算加药母液体积V，即V＝h2*b，h1＝h2；根据加药量m和加药母液体积V计算加药母液浓度c，即c＝m/V。因为加药量m由加药速度和加药时长h2决定，加药速度v为加药泵出力b和加药母液浓度c的乘积，即v＝b*c，加药速度v除以给水流量l即成膜浓度a，因此从十八胺进入热力系 统开始，十八胺经过部位其浓度就满足成膜要求，加药时长即成膜时长，还不用额外增加循环成膜时间，从而加药量基本恒定，还缩短了停用保护滑停操作时间，经济性也好。具体实施方式文中所述“成膜浓度”为“高温成膜所需高温成膜缓蚀剂浓度”的简称。下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例1成膜浓度和成膜时长的确定高温成膜缓蚀剂十八胺的高温成膜试验结果表明：成膜浓度越高，成膜效果和耐蚀性越好，成膜浓度达5mg/L时，所成膜的硫酸铜点滴时间已较长；成膜时长越长，成膜效果也越好，成膜时长达1小时时，所成膜的硫酸铜点滴时间也已较长。使成膜浓度继续增加达10mg/L及以上，使成膜时长再延长1小时，此后，随着成膜浓度的增加和成膜时长的延长，所成膜的硫酸铜点滴时间却增加不多。所以，从经济性和安全性考虑，并根据实践检验，实际应用时成膜浓度可选用10mg/L，成膜时长可选用2小时。实施例2本实施例需要给1000MW超临界机组热力设备加入十八胺保护液，1000MW超临界机组滑停过程中加药时给水流量一般为1000t/h，加药泵出力为440L/h，根据成膜时长2小时确定加药时长也为2小时。为保证从加药开始，水汽中十八胺浓度控制在10mg/L，本实施例中超临界机组滑停过程中加药速度应为10kg/h，加药量约20kg。因为加药泵出力为440L/h，所以加药母液体积约880L，加药母液浓度约2.3％。实施例3本实施例需要给600MW超临界机组热力设备加入十八胺保护液，600MW超临界机组滑停过程中加药时给水流量一般约600t/h，加药泵出力为300L/h，根据按成膜时长2小时确定加药时长也为2小时。为保证从加药开始，水汽中十八胺的浓度在10mg/L，本实施例中超临界机组滑停过程中的加药速度约6kg/h，加药量约12kg。因为加药泵出力为300L/h，所以加药母液体积为600L，加药母液浓度约2％。实施例3本实施例需要给300MW超临界机组热力设备加入十八胺保护液，300MW超临界机组滑 停过程中可加药时的给水流量一般约300t/h，加药泵出力为200L/h，根据按成膜时长2小时确定加药时长也为2小时，为保证从加药开始，水汽中十八胺的浓度在10mg/L，本实施例中超临界机组滑停过程中加药速度为3kg/h，加药量约6kg。因为加药泵出力为200L/h，所以加药母液体积为400L，加药母液浓度约1.5％。获得加药母液浓度和加药母液体积后，根据加药母液浓度配置十八胺母液，并通过加药泵向发电机组热力设备加入体积为V的十八胺母液。加药具体步骤如下：(1)检查给水加联胺系统和给水加氨系统的严密性，特别是要解除其中加药泵的低液位保护。(2)启动加药泵打除盐水试泵，将给水加联胺系统和给水加氨系统的管路冲洗干净，本具体实施中，采用除盐水冲洗给水加联胺系统和给水加氨系统的管路30分钟。(3)调节并维持给水pH值为9.0～9.6，解列精处理高速混床，凝结水100％走旁路，关闭高速混床出入口门。(4)进入滑停过程，控制锅炉主汽温度降至480℃时，通过加药泵加入体积为V的十八胺母液，加药时长为h2，加药期间控制主汽温度不上升。本具体实施中加药时长h2为2小时。当锅炉主汽温度降至480℃及以下，且估计从加药开始至锅炉灭火这段时间不会少于2h时，在线仪表停运除了给水电导率表和pH表，关闭隔离门；停运机组与运行机组的辅汽切为本机带，保持停运机组单元制运行方式，保证停运机组与运行机组的水、汽不互串；加药期间给水流量控制为300～1000t/h；停运机组与运行机组的给水、蒸汽、给水泵出口、再循环联络门关闭；运行一台给水泵，停运的给水泵的前置泵进口阀关闭，停运的给水泵的前置泵入口管加氨一次阀关闭，运行的给水泵的前置泵入口管加氨一次阀开启，运行的给水泵再循环回水量尽量控制为零；给水联胺、氨加药门、确认已解除加药泵的低液位保护后通知加入十八胺母液。加药期间，维持控制主汽温度在480℃以下，同时，可维持住主汽温度或使主汽温度继续缓慢下降，即，加药期间主汽温度控制于480℃以下但不得上升。(5)加药完毕后，通过加药泵采用除盐水冲洗给水加联胺系统和给水加氨系统的管道，本具体实施中，采用除盐水冲洗管路30分钟。至热炉放水后，关闭取样管道、给水电导率表、和pH表的管道阀门。(6)按机组热炉放水规程进行热炉放水。当前第1页1 2 3