本發(fā)明屬于發(fā)電機組停用保護
技術領域：
，特別涉及一種采用十八胺的發(fā)電機組熱力設備停用保護方法。
背景技術：
：發(fā)電機組的鍋爐、汽輪機、凝汽器、加熱器等熱力設備在停運期間，如果不采取有效的保護措施，其表面會發(fā)生強烈腐蝕，這種腐蝕稱為熱力設備的停用腐蝕。多年來，我國火電機組常因停運后未采取防腐蝕措施或采取的防腐蝕措施不當，造成銹蝕和損壞，尤其是水汽側的腐蝕，對電廠的安全經(jīng)濟運行造成嚴重影響。目前國內外普遍采用的停用保護措施，按照其作用原理，大體上可分為三類：第一類是阻止空氣進入熱力設備水汽系統(tǒng)內部，其實質是減小氧的濃度，這類方法有充氮法、保持蒸汽壓力法等。第二類是降低熱力設備水汽系統(tǒng)內部濕度，其實質是防止金屬表面凝結水膜，形成腐蝕電池。這類方法有烘干法、干燥劑法等。第三類是使用緩蝕劑(包括氣相緩蝕劑和高溫成膜緩蝕劑等)，或加堿化劑、調整溶液pH值，使金屬表面形成保護膜，減緩金屬表面的腐蝕，或使用除氧劑，除去水中的溶解氧，使腐蝕減輕。所用藥劑有氣相緩蝕劑、高溫成膜緩蝕劑、氨、聯(lián)胺等。這類方法的實質是使腐蝕電池的陽極和/或陰極過程受到阻滯。根據(jù)熱力設備在停(備)用期間所處防銹蝕狀態(tài)的不同，停用保護方法可分為干式保護法和濕式保護法兩大類。干式保護法有：熱爐放水余熱烘干法、負壓余熱烘干法、鄰爐熱風烘干法、干燥劑法、充氮法、氣相緩蝕劑法等。濕式保護法有：氨水法、氨-聯(lián)胺法、蒸汽壓力法、給水壓力法等。其中高溫成膜緩蝕劑法是目前國內應用較多、比較受歡迎的停用保護方法。它是俄羅斯莫斯科動力學院于1987年研究成功的，首先在壽爾達利斯克區(qū)域電站機組上使用，后相繼在南斯拉夫、德國和俄羅斯等國的許多電站機組上使用。高溫成膜緩蝕劑法是在機組滑停過程中的一定溫度、壓力和pH條件下，一定時間內往鍋爐給水或凝結水中一次性加入高溫成膜緩蝕劑，高溫成膜緩蝕劑通過其N原子2P軌道上的孤對電子和Fe的3d空軌道之間形成配位鍵，從而在熱力設備(包括鍋爐、汽輪機等)金屬表面形成一層憎水性薄膜，隔絕金屬基體跟大氣與水的直接接觸，防止水和大氣中的氧及二氧化碳對金屬的腐蝕，達到保護熱力 設備的目的，膜的結構可能為：鐵/氧化鐵層/含氧化鐵的緩蝕劑成膜層/緩蝕劑成膜層。高溫成膜緩蝕劑法具有如下特點：(1)保護效果好，能在鍋爐、汽輪機等熱力設備表面形成均勻、致密、耐蝕性好的保護膜，對金屬表面的腐蝕產(chǎn)物如銹等有一定的清洗、去除作用，使機組啟動時水汽中的銅、鐵等的含量降低，從而縮短機組再次啟動時的并網(wǎng)時間。(2)保護范圍廣，能同時保護鍋爐(包括汽包、水冷壁、省煤器、過熱器、再熱器等)和汽輪機。(3)保護時間長，熱力設備表面成膜后，在大氣中的防蝕時間可達6個月以上。(4)保護工藝簡單、操作方便，不需新增加藥系統(tǒng)，可利用現(xiàn)場給水或凝結水加藥系統(tǒng)，在機組滑停過程中的一定溫度、壓力和pH條件下，一定時間內往鍋爐給水或凝結水中一次性加入高溫成膜緩蝕劑即可。(5)應用范圍廣，運行溫度在200℃以上的動力設備都可采用高溫成膜緩蝕劑法進行停用保護。目前，國內用于發(fā)電機組熱力設備停(備)用保護的成膜緩蝕劑主要是十八胺(ODA)和咪唑啉類物質，其中十八烷應用較為普遍。十八胺，又名十八烷基胺、薄膜胺，屬于脂肪胺類，是一種有機高分子烴類化合物，端基為-NH2，分子式為CH3(CH2)16CH2NH2，常溫下為白色蠟狀固體或顆粒狀物質，屬于陽離子表面活性劑，易溶于氯仿，溶于乙醇、乙醚和苯，微溶于丙酮，難溶于水，在75℃水中呈懸濁液，密度為860kg/m，凝固點52.9℃，沸點348.8℃。十八胺能通過物理化學吸附作用，在金屬表面形成一層能抵抗氧和碳酸的單分子層或多分子層的憎水膜，起到屏障隔離作用，從而保護金屬，減少腐蝕。所以十八胺被用于發(fā)電機組熱力設備水汽系統(tǒng)停用防腐保護技術。十八胺停用防腐保護技術最早出現(xiàn)于前蘇聯(lián)，五十年代初在某熱電廠進行試用，效果較好，但因加藥工藝問題，一直未得到推廣。八十年代后期，前蘇聯(lián)和東德相繼推出主要成分為十八胺的液態(tài)防腐劑，很快在俄羅斯和德國的核電站、火電站得到應用，效果十分明顯。我國是在1993年赴俄考察和技術交流人員帶回了有關信息后，許多電力科研單位和大專院校開始了相應的研制、開發(fā)與應用。其中，武漢大學等一些單位對十八胺的成膜條件和成膜機理進行了系統(tǒng)和深入的研究，認為作為一種有機緩蝕劑，十八胺在高溫成膜方面具有較強的優(yōu)越性，在汽相和液相均能成膜，濃度越高，成膜效果越好，在高壓釜中恒溫一個小時的成膜效果最好，最佳成膜溫度為220℃，試樣表面的粗糙度對成膜有一定影響；通過俄歇電子能譜分析，經(jīng)十八胺成膜處理后，鐵表面有如下結構：鐵/氧化鐵層/含氧化鐵的十八胺層/十八胺層。常見的停用保護工藝是將十八胺乳濁液在停機前的滑停過程中控制蒸汽溫度小于480℃，快速將藥劑加入熱力設備，循環(huán)2～3h后停機，再經(jīng)冷卻后系統(tǒng)帶壓放水，利用余熱烘干鍋爐。目前，停爐保護用十八胺乳濁液在火電廠的應用越來越廣泛。一般都是先根據(jù)高溫成膜所需高溫成膜緩蝕劑的濃度和機組水汽循環(huán)主系統(tǒng)熱力設備水容積來計算加藥量。然后利用加藥泵加藥1-2h，加完藥后再循環(huán)2～3h。這樣，一方面加藥量誤差很大，導致機組參數(shù)相同而加藥量相差很大的情況經(jīng)常出現(xiàn)。原因是水壓試驗和正常運行時機組熱力系統(tǒng)的水容積相差很大，如表1中某600MW超臨界機組水壓試驗和正常運行時的鍋爐水容積(包括省煤器系統(tǒng)、分離器/儲水罐、水冷壁系統(tǒng)、過熱器系統(tǒng)、再熱器系統(tǒng)的水容積)就相差很大，再加上運行時液態(tài)水和蒸汽的密度不一樣，而且運行時水、蒸汽的總質量不可知，只能估算或按水壓試驗時機組熱力系統(tǒng)的水容積計算。另一方面，從開始加藥的較長時間內高溫成膜緩蝕劑濃度達不到成膜所需濃度，因而必須加藥后再循環(huán)2～3h，以同時滿足成膜濃度和成膜時長，使停用保護滑停過程時間較長，鍋爐被迫燒較多油，對經(jīng)濟性不利。表1某600MW超臨界機組鍋爐水容積狀態(tài)省煤器系統(tǒng)分離器/儲水罐水冷系統(tǒng)過熱器系統(tǒng)再熱器系統(tǒng)合計水壓試驗時1202051150380721正常運行時120/20//140所以，應進一步研究高溫成膜緩蝕劑的加藥量計算和加入方法。技術實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供了一種具有更好保護效果、更經(jīng)濟的采用十八胺的發(fā)電機組熱力設備停用保護方法。本發(fā)明通過研究十八胺加藥量與成膜濃度、成膜時長、給水流量間的關系，以及需配制的加藥母液濃度、加藥母液體積與加藥量、加藥時長、加藥泵出力之間的關系，提出本發(fā)明技術方案。為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下的技術方案：采用十八胺的發(fā)電機組熱力設備停用保護方法，包括：步驟1，計算十八胺加藥母液體積和加藥母液濃度，具體為：1.1根據(jù)成膜濃度a、成膜時長h1和加藥時給水流量l獲得加藥量m＝a*h1*l，其中，成膜濃度a和成膜時長h1根據(jù)十八胺高溫成膜試驗結果確定；1.2根據(jù)加藥時長h2和加藥泵出力b獲得加藥母液體積V＝h2*b，其中，h1＝h2；1.3根據(jù)加藥量m和加藥母液體積V獲得加藥母液濃度c＝m/V；步驟2，根據(jù)步驟1獲得的加藥母液濃度配置十八胺母液，并通過加藥泵向發(fā)電機組熱力設備加入體積為V的十八胺母液，加藥時長為h2。上述成膜濃度a和成膜時長h1采用如下方法確定：在不同成膜濃度和不同成膜時長的條件下分別進行十八胺的高溫成膜試驗，獲得各條件下的成膜效果和耐蝕性；分析成膜效果和耐蝕性分別隨成膜濃度和成膜時長的變化趨勢，綜合考慮成膜效果、耐蝕性和經(jīng)濟成本，確定成膜濃度和成膜時長。步驟2中所述的通過加藥泵向發(fā)電機組熱力設備加入體積為V的十八胺母液，具體步驟如下：2.1保證給水加聯(lián)胺系統(tǒng)和給水加氨系統(tǒng)的嚴密性，解除加藥泵的低液位保護；2.2啟動加藥泵打除鹽水試泵，沖洗給水加聯(lián)胺系統(tǒng)和給水加氨系統(tǒng)的管路；2.3控制給水pH值為9.0～9.6，解列精處理高速混床，凝結水100％走旁路，關閉高速混床出入口門；2.4進入滑停過程，控制鍋爐主汽溫度降至480℃時，通過加藥泵加入體積為V的十八胺母液，加藥時長為h2，加藥期間控制主汽溫度不上升；2.5加藥完畢后，通過加藥泵采用除鹽水沖洗給水加聯(lián)胺系統(tǒng)和給水加氨系統(tǒng)的管道。采用十八胺加藥量應由成膜濃度、成膜時長、給水流量決定，而不應由成膜濃度、水容積決定。十八胺加入濃度應等于成膜濃度，加藥時長應等于成膜時長，加藥母液體積為加藥時長和加藥泵出力的乘積，加藥母液濃度為加藥量除以加藥母液體積。根據(jù)成膜濃度a、成膜時長h1和機組滑停過程中加藥時給水流量l計算加藥量m，即m＝l*h1*a；根據(jù)加藥時長h2和加藥泵出力b計算加藥母液體積V，即V＝h2*b，h1＝h2；根據(jù)加藥量m和加藥母液體積V計算加藥母液濃度c，即c＝m/V。因為加藥量m由加藥速度和加藥時長h2決定，加藥速度v為加藥泵出力b和加藥母液濃度c的乘積，即v＝b*c，加藥速度v除以給水流量l即成膜濃度a，因此從十八胺進入熱力系 統(tǒng)開始，十八胺經(jīng)過部位其濃度就滿足成膜要求，加藥時長即成膜時長，還不用額外增加循環(huán)成膜時間，從而加藥量基本恒定，還縮短了停用保護滑停操作時間，經(jīng)濟性也好。具體實施方式文中所述“成膜濃度”為“高溫成膜所需高溫成膜緩蝕劑濃度”的簡稱。下面結合實施例對本發(fā)明做進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例1成膜濃度和成膜時長的確定高溫成膜緩蝕劑十八胺的高溫成膜試驗結果表明：成膜濃度越高，成膜效果和耐蝕性越好，成膜濃度達5mg/L時，所成膜的硫酸銅點滴時間已較長；成膜時長越長，成膜效果也越好，成膜時長達1小時時，所成膜的硫酸銅點滴時間也已較長。使成膜濃度繼續(xù)增加達10mg/L及以上，使成膜時長再延長1小時，此后，隨著成膜濃度的增加和成膜時長的延長，所成膜的硫酸銅點滴時間卻增加不多。所以，從經(jīng)濟性和安全性考慮，并根據(jù)實踐檢驗，實際應用時成膜濃度可選用10mg/L，成膜時長可選用2小時。實施例2本實施例需要給1000MW超臨界機組熱力設備加入十八胺保護液，1000MW超臨界機組滑停過程中加藥時給水流量一般為1000t/h，加藥泵出力為440L/h，根據(jù)成膜時長2小時確定加藥時長也為2小時。為保證從加藥開始，水汽中十八胺濃度控制在10mg/L，本實施例中超臨界機組滑停過程中加藥速度應為10kg/h，加藥量約20kg。因為加藥泵出力為440L/h，所以加藥母液體積約880L，加藥母液濃度約2.3％。實施例3本實施例需要給600MW超臨界機組熱力設備加入十八胺保護液，600MW超臨界機組滑停過程中加藥時給水流量一般約600t/h，加藥泵出力為300L/h，根據(jù)按成膜時長2小時確定加藥時長也為2小時。為保證從加藥開始，水汽中十八胺的濃度在10mg/L，本實施例中超臨界機組滑停過程中的加藥速度約6kg/h，加藥量約12kg。因為加藥泵出力為300L/h，所以加藥母液體積為600L，加藥母液濃度約2％。實施例3本實施例需要給300MW超臨界機組熱力設備加入十八胺保護液，300MW超臨界機組滑 停過程中可加藥時的給水流量一般約300t/h，加藥泵出力為200L/h，根據(jù)按成膜時長2小時確定加藥時長也為2小時，為保證從加藥開始，水汽中十八胺的濃度在10mg/L，本實施例中超臨界機組滑停過程中加藥速度為3kg/h，加藥量約6kg。因為加藥泵出力為200L/h，所以加藥母液體積為400L，加藥母液濃度約1.5％。獲得加藥母液濃度和加藥母液體積后，根據(jù)加藥母液濃度配置十八胺母液，并通過加藥泵向發(fā)電機組熱力設備加入體積為V的十八胺母液。加藥具體步驟如下：(1)檢查給水加聯(lián)胺系統(tǒng)和給水加氨系統(tǒng)的嚴密性，特別是要解除其中加藥泵的低液位保護。(2)啟動加藥泵打除鹽水試泵，將給水加聯(lián)胺系統(tǒng)和給水加氨系統(tǒng)的管路沖洗干凈，本具體實施中，采用除鹽水沖洗給水加聯(lián)胺系統(tǒng)和給水加氨系統(tǒng)的管路30分鐘。(3)調節(jié)并維持給水pH值為9.0～9.6，解列精處理高速混床，凝結水100％走旁路，關閉高速混床出入口門。(4)進入滑停過程，控制鍋爐主汽溫度降至480℃時，通過加藥泵加入體積為V的十八胺母液，加藥時長為h2，加藥期間控制主汽溫度不上升。本具體實施中加藥時長h2為2小時。當鍋爐主汽溫度降至480℃及以下，且估計從加藥開始至鍋爐滅火這段時間不會少于2h時，在線儀表停運除了給水電導率表和pH表，關閉隔離門；停運機組與運行機組的輔汽切為本機帶，保持停運機組單元制運行方式，保證停運機組與運行機組的水、汽不互串；加藥期間給水流量控制為300～1000t/h；停運機組與運行機組的給水、蒸汽、給水泵出口、再循環(huán)聯(lián)絡門關閉；運行一臺給水泵，停運的給水泵的前置泵進口閥關閉，停運的給水泵的前置泵入口管加氨一次閥關閉，運行的給水泵的前置泵入口管加氨一次閥開啟，運行的給水泵再循環(huán)回水量盡量控制為零；給水聯(lián)胺、氨加藥門、確認已解除加藥泵的低液位保護后通知加入十八胺母液。加藥期間，維持控制主汽溫度在480℃以下，同時，可維持住主汽溫度或使主汽溫度繼續(xù)緩慢下降，即，加藥期間主汽溫度控制于480℃以下但不得上升。(5)加藥完畢后，通過加藥泵采用除鹽水沖洗給水加聯(lián)胺系統(tǒng)和給水加氨系統(tǒng)的管道，本具體實施中，采用除鹽水沖洗管路30分鐘。至熱爐放水后，關閉取樣管道、給水電導率表、和pH表的管道閥門。(6)按機組熱爐放水規(guī)程進行熱爐放水。當前第1頁1 2 3