一种基于氧化剂抑制直接空冷机组空冷岛运行腐蚀的方法与流程

1.本发明属于直接空冷机组空冷岛技术领域，具体涉及一种基于氧化剂抑制直接空冷机组空冷岛运行腐蚀的方法。


背景技术：

2.直接空冷凝汽器换热组件面积庞大，为了降低成本，大多使用碳钢材质，在发电机组运行过程中，汽轮机低压缸排汽进入凝汽器时，蒸汽中挥发性的碱化剂(氨)很难进入到液膜中，此时初凝水的氨含量要远低于蒸汽，且空冷机组低压缸排汽温度在50℃左右，水温较低，因此碳钢表面无法形成致密的保护膜，导致空冷岛普遍存在碳钢部件流动加速腐蚀的现象，大量腐蚀产物会缩短精处理混床运行周期，一旦发生转移，势必会增加锅炉受热面和汽轮机叶片的结垢的风险，影响机组的安全经济运行。
3.所以有必要发明一种既能控制空冷岛运行腐蚀，又能确保精处理混床长周期运行的技术，用于解决目前这类空冷机组存在的腐蚀性控制问题。
4.申请号为201310193365.6，发明名称为：一种抑制发电厂直接空冷凝汽器运行腐蚀的方法，单纯采用低分子有机胺作为空冷岛防腐的碱化剂，且加药点在中压缸和低压缸连通管上，加药点的系统压力较高，尽管可以提高初凝水的ph，降低腐蚀产物含量，但依然对凝结水精处理系统运行周期造成较大影响，防腐效果也有待进一步改善，同时对低压缸各级叶片的设计温度、湿度有影响。


技术实现要素：

5.为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于氧化剂抑制直接空冷机组空冷岛运行腐蚀的方法，该方法采用加氧化剂的处理工艺，从根本上抑制气-液两相流空冷岛碳钢部件流动加速腐蚀。
6.为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种基于氧化剂抑制直接空冷机组空冷岛运行腐蚀的方法，将含稳定剂的氧化剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，实现抑制空冷岛的运行腐蚀。
8.进一步的，所述稳定剂为脲、巴比妥、乌洛托品与乙酰苯胺中的一种或多种。
9.进一步的，所述有机氧化剂为过氧乙酸、过氧甲酸、过氧化二枯基、过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化叔丁醇与过苯甲酸特丁酯中的一种或几种。
10.进一步的，所述无机氧化剂为酸性氧化剂或碱性氧化剂。
11.进一步的，酸性氧化剂为双氧水与过氧化氢合碳酸钠中的一种或两种。
12.进一步的，碱性氧化剂为过氧化钠、超氧化钠与过氧化钾中的一种或几种。
13.进一步的，所述的稳定剂与氧化剂的质量比为(0.1～100)：1000。
14.进一步的，所述的稳定剂与氧化剂的质量比为(0.1～10)：1000。
15.进一步的，每升凝结水中，含稳定剂的氧化剂的加药量为1～1000μg。
16.本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：
17.1)本发明加入的氧化剂可以与凝结水精处理系统中原有的汽液分配系数大的氨水同时存在，分别提高液相氧化还原电位和汽相ph值，共同抑制汽液两相的腐蚀。抑制流动加速腐蚀的原理是碳钢表面的氧化膜，首先覆盖在碳钢表面的氧化膜的形成需要一定量的fe
2+
和oh-，fe
2+
和oh-生成fe(oh)2，fe(oh)2发生缩合反应，使碳钢表面生成保护性fe3o4膜，系统中原有氨水能够维持较高的ph值，有利于抑制碳钢表面fe3o4的溶解；但是保护性fe3o4膜本身是一种附着在碳钢表面疏松多孔、易溶解的氧化物，在热力管道设备的紊流区域，不耐流动冲刷，氧化剂的加入可以将外层的fe3o4膜的间隙和表面覆盖上光滑致密、溶解度低的fe2o3的保护膜，改变了外层fe3o4膜层孔隙率高、溶解度高、不耐流动加速腐蚀的性质，形成(fe3o4+fe2o3)双层保护膜，阻碍基体进一步反应，从而实现对空冷岛的气-液两相流碳钢的流动加速腐蚀的抑制，可以将空冷岛出口凝结水的铁含量由10～20μg/l降低至3μg/l以下，减少腐蚀产物对水汽系统的次生危害。
18.通过加氧化剂的方法可以提高水的氧化还原电位，使铁的电极电位处于α-fe2o3的钝化区，此时碳钢的腐蚀电位会提高几百毫伏，从而使金属表面发生极化或使金属的腐蚀电位超过其钝化电位，达到抑制腐蚀的作用，此外铁表面生成的腐蚀产物fe2o3和fe(oh)2，其溶解度都很低，能进一步阻止铁的腐蚀。空冷岛的ph可以由9.6以上降至9.0左右，整体腐蚀速率仍然可以控制在较低水平，水汽系统加氨量的减少可以大大延长精处理的运行周期，减少精处理再生费用及废水排放，并且提高精处理出水水质。
附图说明
19.图1为本发明加药位置选择在直接空冷机组汽轮机排汽管上或蒸汽分配管上的加药示意图。
20.图2为碳钢表面形成(fe3o4+fe2o3)双层保护膜示意图。
21.图中，1为椭圆翅片管束，2为蒸汽分配管，3为轴流风机，4为排汽管，5为空冷岛，6为凝结水下降管，7为汽轮机，8为汇水管，9为凝结水箱，a为第一加药点，b为第二加药点。
具体实施方式
22.以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
23.参见图1，直接空冷机组空冷岛5为现有装置，直接空冷机组空冷岛包括空冷凝汽器系统(包括椭圆翅片管束1，蒸汽分配管2，上、下管束联箱以及支撑管束的钢构架；上、下管束联箱上、下管束联箱上设置支撑管束的钢构架，支撑管束的钢构架上设置椭圆翅片管束1和蒸汽分配管2)；风冷系统(风冷系统包括轴流风机3，减速箱，整流罩以及保护网；减速箱与减速箱相连，减速箱上设置整流罩以及保护网)；排汽管道系统(排汽管道系统包括从汽轮机7的排汽装置到各空冷凝汽器蒸汽分配管2之间的管道)；凝集水系统(凝集水系统包括与空冷凝汽器相连的汇水管8，汇水管8经凝结水泵与凝结水箱9相连)。汽轮机的排汽管4中的蒸汽通过连接管道进入空冷凝汽器蒸汽分配管2，然后通过蒸汽分配管2进入到椭圆翅片管束1中进行冷却，轴流风机3为椭圆翅片管束1提供冷却，椭圆翅片管束1中的凝结水通过汇水管经凝结水下降管6进入到凝结水箱9，通过在汽轮机的排气管4上设置第一加药点a(即加药位置)或蒸汽分配管2上设置第二加药点b(即加药位置)，使氧化剂进入到空冷岛蒸
汽系统，进而实现对空冷岛5运行腐蚀的抑制。
24.本发明的一种基于氧化剂抑制直接空冷机组空冷岛运行腐蚀的方法，包括以下步骤：
25.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
26.所述稳定剂为脲、巴比妥、乌洛托品与乙酰苯胺中的一种或多种混合使用。
27.所述氧化剂为无机氧化剂与有机氧化剂中的一种。
28.具体的，所述无机氧化剂为双氧水、过氧化氢合碳酸钠等酸性氧化剂与过氧化钠、超氧化钠、过氧化钾等碱性氧化剂中的一种或两种。
29.所述的有机氧化剂为分子组成中含有过氧基的有机物，可分解，对热、震动或摩擦敏感，如：过氧乙酸、过氧甲酸、过氧化二枯基、过氧化苯甲酰、过氧化氢异丙苯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化叔丁醇中过苯甲酸特丁酯中的一种或两种。
30.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为(0.1～100)：1000。
31.所述加药位置选择在汽轮机排汽管道上。或者所述加药位置选择在空冷岛蒸汽分配管上。
32.含稳定剂的氧化剂加药量为1～1000μg/l。即每升凝结水中，含稳定剂的氧化剂加药量为1～1000μg。
33.实施例1
34.如图1所示，本实施例一种基于氧化剂抑制直接空冷机组空冷岛运行腐蚀的方法，加药位置选择在汽轮机排汽管道上。
35.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
36.所述稳定剂为脲。
37.所述氧化剂为双氧水。
38.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为0.1：1000。
39.含稳定剂的氧化剂加药量为30μg/l。
40.本发明加入的氧化剂与系统中原有的汽液分配系数大的氨水共同作用，同时抑制空冷岛的气-液两相流碳钢的流动加速腐蚀，可以将空冷岛出口凝结水的铁含量由10～20μg/l降低至3μg/l以下，减少腐蚀产物对水汽系统的次生危害。
41.实施例2
42.如图2所示，本实施例一种基于氧化剂抑制直接空冷机组空冷岛运行腐蚀的方法，加药位置选择在空冷岛蒸汽分配管上。
43.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
44.所述稳定剂为巴比妥。
45.所述氧化剂为过氧化氢异丙苯。
46.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为100：1000。
47.含稳定剂的氧化剂加药量为400μg/l。
48.本发明加入的氧化剂与系统中原有的汽液分配系数大的氨水共同作用，同时抑制
空冷岛的气-液两相流碳钢的流动加速腐蚀，可以将空冷岛出口凝结水的铁含量由10～20μg/l降低至3μg/l以下，减少腐蚀产物对水汽系统的次生危害。
49.实施例3
50.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
51.所述稳定剂为乌洛托品。
52.所述氧化剂为双氧水与过氧化钠的混合物。
53.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为1：1000。
54.含稳定剂的氧化剂加药量为500μg/l。
55.本发明加入的氧化剂与系统中原有的汽液分配系数大的氨水共同作用，同时抑制空冷岛的气-液两相流碳钢的流动加速腐蚀，可以将空冷岛出口凝结水的铁含量由10～20μg/l降低至3μg/l以下，减少腐蚀产物对水汽系统的次生危害。
56.实施例4
57.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
58.所述稳定剂为与乙酰苯胺。
59.所述氧化剂为过氧化氢异丙苯与过氧化苯甲酰的混合物。
60.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为10：1000。
61.含稳定剂的氧化剂加药量为150μg/l。
62.本发明加入的氧化剂与系统中原有的汽液分配系数大的氨水共同作用，同时抑制空冷岛的气-液两相流碳钢的流动加速腐蚀，可以将空冷岛出口凝结水的铁含量由10～20μg/l降低至3μg/l以下，减少腐蚀产物对水汽系统的次生危害。
63.实施例5
64.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
65.所述稳定剂为脲与巴比妥的混合物。
66.所述氧化剂为过氧化苯甲酰。
67.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为40：1000。
68.含稳定剂的氧化剂加药量为300μg/l。
69.本发明加入的氧化剂与系统中原有的汽液分配系数大的氨水共同作用，同时抑制空冷岛的气-液两相流碳钢的流动加速腐蚀，可以将空冷岛出口凝结水的铁含量由10～20μg/l降低至3μg/l以下，减少腐蚀产物对水汽系统的次生危害。
70.实施例6
71.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
72.所述稳定剂为巴比妥、乌洛托品与乙酰苯胺的混合物。
73.所述氧化剂为过氧化钠。
74.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为70：1000。
75.含稳定剂的氧化剂加药量为800μg/l。
76.实施例7
77.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
78.所述稳定剂为巴比妥、乌洛托品与乙酰苯胺的混合物。
79.所述氧化剂为过氧乙酸、过氧甲酸与过氧化二枯基的混合物。
80.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为50：1000。
81.含稳定剂的氧化剂加药量为800μg/l。
82.实施例8
83.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
84.所述稳定剂为巴比妥、乌洛托品与乙酰苯胺的混合物。
85.所述氧化剂为过氧化苯甲酰与过氧化氢异丙苯的混合物。
86.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为5：1000。
87.含稳定剂的氧化剂加药量为700μg/l。
88.实施例9
89.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
90.所述稳定剂为巴比妥、乌洛托品与乙酰苯胺的混合物。
91.所述氧化剂为过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化叔丁醇与过苯甲酸特丁酯的混合物。
92.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为10：1000。
93.含稳定剂的氧化剂加药量为1000μg/l。
94.实施例10
95.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
96.所述稳定剂为巴比妥、乌洛托品与乙酰苯胺的混合物。
97.所述氧化剂为过氧化钠与超氧化钠的混合物。
98.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为80：1000。
99.含稳定剂的氧化剂加药量为500μg/l。
100.实施例11
101.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
102.所述稳定剂为巴比妥、乌洛托品与乙酰苯胺的混合物。
103.所述氧化剂为过氧化钾。
104.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为100：1000。
105.含稳定剂的氧化剂加药量为100μg/l。
106.实施例12
107.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
108.所述稳定剂为巴比妥、乌洛托品与乙酰苯胺的混合物。
109.所述氧化剂为双氧水。
110.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为90：1000。
111.含稳定剂的氧化剂加药量为10μg/l。
112.实施例13
113.将采用含稳定剂的氧化剂作为药剂加入到汽轮机排汽管道中或空冷岛蒸汽分配管中，可以抑制空冷岛的运行腐蚀。
114.所述稳定剂为巴比妥、乌洛托品与乙酰苯胺的混合物。
115.所述氧化剂为过氧化氢合碳酸钠。
116.所述的稳定剂与氧化剂的质量比为20：1000。
117.含稳定剂的氧化剂加药量为1μg/l。
118.与空冷岛无直接加药相比。本发明加入的氧化剂可以与凝结水精处理系统中原有的汽液分配系数大的氨水同时存在，分别提高液相氧化还原电位和汽相ph值，共同抑制汽液两相的腐蚀。抑制流动加速腐蚀的原理是碳钢表面的氧化膜，首先覆盖在碳钢表面的氧化膜的形成需要一定量的fe
2+
和oh-，fe
2+
和oh-生成fe(oh)2，fe(oh)2发生缩合反应，使碳钢表面生成保护性fe3o4膜，系统中原有氨水能够维持较高的ph值，有利于抑制碳钢表面fe3o4的溶解；但是保护性fe3o4膜本身是一种附着在碳钢表面疏松多孔、易溶解的氧化物，在热力管道设备的紊流区域，不耐流动冲刷，氧化剂的加入可以将外层的fe3o4膜的间隙和表面覆盖上光滑致密、溶解度低的fe2o3的保护膜，改变了外层fe3o4膜层孔隙率高、溶解度高、不耐流动加速腐蚀的性质，形成(fe3o4+fe2o3)双层保护膜(参见图2)，阻碍基体进一步反应，从而实现对空冷岛的气-液两相流碳钢的流动加速腐蚀的抑制，可以将空冷岛出口凝结水的铁含量由10～20μg/l降低至3μg/l以下，减少腐蚀产物对水汽系统的次生危害。
119.与申请号201310193365.6的专利相比。本发明采用氧化剂来抑制空冷岛流动加速腐蚀，从电化学的角度讲，这是一种阳极保护法。通过加氧化剂的方法可以提高水的氧化还原电位，使铁的电极电位处于α-fe2o3的钝化区，此时碳钢的腐蚀电位会提高几百毫伏，从而使金属表面发生极化或使金属的腐蚀电位超过其钝化电位，达到抑制腐蚀的作用，此外铁表面生成的腐蚀产物fe2o3和fe(oh)2，其溶解度都很低，能进一步阻止铁的腐蚀。空冷岛的ph可以由9.6以上降至9.0左右，整体腐蚀速率仍然可以控制在较低水平，水汽系统加氨量的减少可以大大延长精处理的运行周期，减少精处理再生费用及废水排放，并且提高精处理出水水质。