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十八胺停炉防腐技术在元宝山发电厂 600MW 汽包炉的应用实践

王永生1 武哲2 杨兵3

（1.元宝山发电有限责任公司，内蒙古赤峰 024070；

2.东北电力科学研究院有限公司，辽宁沈阳 110006；

3.中国电能成套设备有限公司，北京市 100011）

[摘 要] 元宝山#3 机组锅炉是采用美国CE 公司引进技术，哈尔滨锅炉厂制造2008t/h 锅炉，配600MW 发电机组。该机组从1997 年投产到现在从未找到合适的停炉防腐方法。在04 年大修尝试了十八胺停炉防腐技术，十八胺防腐剂是一种保护范围广、效果好、操作简便省时省力适用性很强的保护方法。

[关键词] 热力设备 停用 腐蚀

1 前言

由于电力负荷变化和热力设备运行状况的影响，机组将不可避免地要处于短期、中期或长期停用状态。

我厂过去一直采用热炉放水余热烘干法进行停炉保护，由于设备结构等原因机组在热炉放水中很难放干净，在机组停用期间，热力设备将与大气充分接触，大气中含有的水分和未放净的水分同空气中溶入的氧组成了金属腐蚀的氛围，在这种氛围中湿气的PH 会达到5.6，水中溶解氧的含量高达8000μg/L，这种氛围对于95%以上是碳钢和低合金钢的水汽系统十分不利的，极易产生腐蚀，在金属表面留下面积较大的腐蚀坑，成为机组正常运行时诱发危害极大的局部腐蚀源。停运氧腐蚀是热力设备常见腐蚀形式。这种腐蚀比运行中的腐蚀范围宽，长时间停运，比运行中腐蚀更严重。一个停运周期保护不当，造成的腐蚀量往往相当于正常运行数月、数年的腐蚀。停用腐蚀的另一个危害是腐蚀产物会增加排污量、严重影响机组启动水气质量，使炉管结垢速率增加，促进和加剧锅炉运行时的腐蚀，缩短锅炉酸洗周期，直接影响机组安全经济稳定运行。

2 热力设备停用保护方法

为了从根本上解决停用腐蚀问题，必须对停用腐蚀采取切实可行的抑制措施。目前，热力设备停用保

护方法按作用原理分为以下三种：

(1) 阻止空气进入热力设备水汽系统内部，包括充氮法、保持蒸汽压力法、锅炉满水保护法等；

(2) 降低热力设备水汽系统内部的湿度，有烘干法、干燥法、真空法等；

(3) 加缓蚀剂法，使金属表面生成保护膜，或者除去水中的溶解氧，所加缓蚀剂有联氨、氨液和金相缓蚀剂等。

目前国内热力设备停用期间，对锅炉常采用热炉放水余热烘干法或热炉放水负压烘干法；对汽轮机则采用热风烘干法；对加热器曾试用过充氮法。但是，这些方法对系统的要求比较高，而系统存在渗漏，所以，保护效果不理想，我厂#3 机组以往采用的是热炉放水余热烘干法进行停炉保护，从#3 机组历次大小修割管检查情况以及热力设备检查结果来看，在过热器和再热器的立式弯头部位都有较大面积的停用腐蚀现象，而且，机组停用后再次启动时，炉水长时间发黑，含铁量高，充分说明了停用腐蚀严重。上述这些方法还存在以下不足：

(1) 保护范围小，仅能对锅炉和汽轮机进行保护，对其他设备如除氧器、各种加热器、凝汽器及所有汽水管道(包括疏水管道)无法进行保护；

(2) 保护效果不理想，这些方法大多是基于将设备内存水放尽为前提，但再热器弯头经常积水无法放尽，系统内表面在长时间停备时，在有一定水分、二氧化碳、氧气的氛围中也可能发生氧腐蚀；

(3) 很难适应检修机组，由于机组检修时要将设备打开，某些有效的方法如充氮法难以采用；

本次#3 机组大修历时3 个多月，设备处于停用状态的时间比较长，为了有效地防止停用腐蚀，在了解国内外停用保护技术的基础上，结合本厂的实际情况，尝试采用系统加十八胺停用保护方法。

3 十八胺停炉防腐剂的应用

3.1 十八胺防腐机理及性能

十八胺简称ODA，最早提出并将其应用到热力设备防腐的是莫斯科动力学院教授0.A.波瓦洛夫，80年代末前苏联（俄罗斯）分别成功地将其应用到300MW、600MW、900MW 火力发电机组上，1997 年俄罗斯电力技术改进公司出版了“采用十八胺进行热力设备停运防腐的指导方法”目前该方法在俄罗斯已经被广泛应用。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、并相继开发与应用。十八胺的防腐机理是，十八胺成膜防腐剂为含氮有机长链化合物，具有很强的表面活性，十八胺的极性基团中的氮原子的独立电子对与金属表面铁原子的空d 轨道结合形成牢固的价链附着在金属表面的腐蚀活性区，既是阳极缓蚀剂，又有阴极缓蚀剂的作用。同时十八胺分子上的非活性基(疏水基)则在远离金属表面作定向排列，中间部分则形成网状结构，这样整个金属表面就形成一层憎水性保护膜，这层膜阻止了金属离子向外扩散和腐蚀介质或水向金属表面的渗透，同时这种膜还可以渗入到垢层下面，隔绝水和空气对金属进行腐蚀。

从国外研究结果可以知道该膜还具有以下性能：

(1) 机组启动时，它可以重新溶入水中，该过程会产生物理作用而使垢部分脱落，所以长期使用，炉管结垢量会下降；

(2) 它在凝汽器铜管上形成的膜会使凝结水水珠变小，提高热效率；

(3) 可以减缓金属(如不锈钢)腐蚀裂纹的产生和发展。

(4) 应用十八胺防腐可降低表面张力，减小液滴的常见尺寸，进而使汽轮机叶片冲蚀腐蚀过程中液滴冲刷冲蚀分量减小。

3.2 加药前的技术准备

3.2.1 加药量和加药点

提高系统中十八胺浓度可提高膜的性能及保护效果，但是浓度过高会造成药品浪费同时容易造成系统内十八胺沉积，我厂本次防腐采用两点加药，第一点向凝结水处理装置的出口加药第二点是向给水泵的入口加药。药品加入量为10%十八胺400Kg 左右。

3.2.2 加药系统设备试运

系统及电源连接完毕后用除盐水将溶药箱及高压胶管冲洗干净，向溶药箱内注满除盐水进行自循环，运行1—2 小时，试运正常后分别向两注药点注入干净的除盐水模拟系统加药同时调整加药系统阀门开度及泵出口压力使其达到正常加药时的压力和出力在阀门开度位置作好标记。

3.2.3 药品的配置

将10%十八胺400Kg 倒入用除盐水冲洗干净的溶药箱，再用除盐水稀释至溶药箱的4/5 处关闭稀释水，启动搅拌泵进行搅拌同时启动加药泵进行自循环直至药品混合均匀备用。

3.3 加药操作过程

(1) 接到机组滑停通知后，将凝结水处理系统撤出运行，旁路全开，关好隔离门，确保不渗漏。

(2) 加十八胺前停止向系统加联胺和氨

(3)加药前将汽包水位控制在正常水位下-50mm 左右。

(4) 当机组滑停到主蒸汽温度在450℃以下时，给水流量小于额定流量的三分之二时，同时启动两台十八胺加药泵分别向给水泵入口和凝结水精处理出口母管加入十八胺，当凝结水加入5 分钟后停止向该点加药，切换两泵同时向给水加药，整个加药过程耗时35 分钟。加药过程机组运行参数如表1