劉凱，曾漢東，何鐵祥，朱慈蓮

(1.湖南省電力公司科學(xué)研究院，湖南 長沙 410007;2.大唐華銀金竹山火力發(fā)電分公司，湖南 婁底 417500)

以正十八胺乳濁液為代表的成膜胺停爐保護劑保護效果良好〔1－2〕，在亞臨界汽包爐的停運保護中已得到廣泛應(yīng)用。但由于其在氣液兩相的分配系數(shù)差異較大，進入到汽包內(nèi)的十八胺大部分都直接隨蒸汽逸出，對水冷壁的保護較弱，必須采用一些特殊手段才能滿足水冷壁的成膜效果〔3－4〕。而已投運600 MW及以上超 (超)臨界機組成功運用十八胺進行全系統(tǒng)停運保護的案例鮮有報道〔5〕，可能與人們認為采用給水OT處理方式形成的氧化膜足已勝任機組停運保護，以及顧慮十八胺可能污染精處理樹脂有關(guān)。

某電廠#3超臨界機組 (600 MW)于2009年7月投產(chǎn)發(fā)電。鍋爐為某公司生產(chǎn)的B＆WB－1900/25.4－M型超臨界“W”火焰、垂直爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、露天布置的П型直流爐。汽輪機為 CLN600－24.2/566/566型超臨界、一次中間再熱、反動式、單軸、三缸四排汽、凝汽式汽輪機。給水處理采用全揮發(fā)處理方式。該機組于2010年4月進行投產(chǎn)后首次大修，時間為2個月。為防止機組熱力系統(tǒng)在大修停用期間發(fā)生腐蝕，經(jīng)比較決定采用成膜胺法進行防銹蝕保護。主要是考慮該超臨界機組給水采用AVT(R)處理且其水汽循環(huán)特點決定了十八胺能在整個熱力系統(tǒng)均勻分布，超臨界機組成膜保護效果可得到保證。

1 成膜胺保護機理和性能

本次#3機組停爐保護采用的成膜胺藥劑是濃度為10%的純十八胺乳濁液。加入系統(tǒng)的十八胺隨著水汽循環(huán)分布于整個熱力系統(tǒng)的水汽介質(zhì)之中，與金屬表面接觸后形成薄而致密的憎水性吸附膜層，其極性基團吸附于金屬表面，非極性基團遠離金屬表面呈定向排列，隔絕水、空氣和其它腐蝕性離子與金屬的接觸，在機組大修長時間停運期間，達到防止或減輕熱力設(shè)備發(fā)生腐蝕的目的。機組重新啟動后當(dāng)水汽溫度高于400℃時，十八胺會逐漸分解為 NH3，H2，CH4等氣體，并被排出系統(tǒng)，不會對系統(tǒng)設(shè)備造成危害。

2 保護工藝實施過程

2.1 準(zhǔn)備工作

1)確認機組將停機并正處開始滑停狀態(tài)，并且機組主蒸汽溫度已降至480℃，給水pH值達9.6左右，啟動分離器出水pH值大于9.0;

2)確定凝結(jié)水精處理系統(tǒng)已退出;

3)檢查給水加聯(lián)胺泵和專用停爐保護加藥泵的完好和出力情況以及整個加藥系統(tǒng)的嚴密性;

4)除氧器排汽閥關(guān)小，除氧水箱高水位運行，運行的給水泵再循環(huán)至除氧器回水量盡量控制為零;

5)機組給水加除氧劑系統(tǒng)與相鄰機組加藥系統(tǒng)已可靠隔離，并且機組給水加除氧劑未運行的加藥點也已隔離;

6)所有在線化學(xué)儀表退出。

2.2 加藥過程控制

成膜胺由機組給水加聯(lián)胺泵 (2臺，銘牌出力為80 L/h)和專用停爐保護加藥泵 (2臺，銘牌出力為125 L/h)加入。

2010－04－06 T21:20，退出3號機組凝結(jié)水精處理系統(tǒng)，給水pH控制為9.6左右，21:35開始加藥，此時過熱蒸汽溫度為480℃。次日00:30加藥結(jié)束，共加入十八胺乳濁液500 kg。加完后向溶液箱內(nèi)注入除鹽水并繼續(xù)開啟加藥泵以沖洗加藥管道。加藥后系統(tǒng)循環(huán)40 min后停機。

2.3 滑停過程機組參數(shù)及汽水品質(zhì)

機組停運過程中的有關(guān)參數(shù)見表1。從表1可以看出，整個停爐加藥及循環(huán)過程中，停爐參數(shù)控制基本符合要求，為十八胺在熱力設(shè)備表面形成良好保護膜提供了適宜條件。電廠出于節(jié)油考慮，滑停到200 MW左右時直接打閘停機，導(dǎo)致藥液循環(huán)時間比預(yù)定方案有所縮減。

表1 #3機組成膜胺保養(yǎng)鍋爐運行參數(shù)記錄

機組停運過程中的有關(guān)水汽品質(zhì)見表2。從表2可以看出，在加入成膜胺及其循環(huán)過程中，給水、爐水pH值的控制符合停用保護方案要求，創(chuàng)造了良好的成膜條件;測得汽水系統(tǒng)鐵含量有所升高，但并不明顯，可能是因為系統(tǒng)表面狀態(tài)比較好(表面垢量較低、垢層致密光滑)，成膜胺對系統(tǒng)鐵沉積物的滲透、剝離并不明顯。

表2 #3機組成膜胺保養(yǎng)pH、電導(dǎo)率、Fe化驗記錄表

3 保護效果評價

3.1 除氧器檢查

大修期間打開除氧器進行檢查，除氧器給水箱內(nèi)壁呈青灰色與暗紅色相間的斑狀，無大氣腐蝕浮銹。對除氧器內(nèi)壁淋水檢查，水滴呈珠狀，說明除氧器內(nèi)壁憎水性明顯，手摸內(nèi)壁無浮銹粘到手上。

3.2 割管檢查

大修期間分別割取省煤器、水冷壁、過熱器管樣進行保護效果檢查，管樣表面均有一層灰褐色保護膜 (省煤器管為紅褐色)，憎水性良好，滴水成球，手摸有明顯滑膩感。對水冷壁管樣進行了酸性硫酸銅點滴加速腐蝕實驗，滴在管內(nèi)表面的藍色酸性硫酸銅液超過5 min未變紅，而滴在切割露出基體部位的藍色酸性硫酸銅液滴，瞬間即變紅，表明管樣保護膜效果良好。由于超臨界機組給水經(jīng)省煤器后直接進入水冷壁，水冷壁中十八胺濃度得到了保證，對水冷壁的保護達到了預(yù)期的效果。

3.3 汽輪機檢查

高壓缸1－7級動葉片、中壓缸1－6級動葉片迎汽側(cè)基本呈淺藍色，表面光滑，有完整保護膜。部分葉片的根部有少量積鹽，呈紅棕色，積鹽下可見淺藍色的完整保護膜。在葉片的背汽側(cè)，表面基本呈淺棕色或棕紅色，拭去表面后均露出淺藍色的保護膜。

低壓缸A，B側(cè)1－3級動葉片迎汽側(cè)呈灰藍色，憎水性良好。檢查中發(fā)現(xiàn)低壓A，B側(cè)1－4級葉片上均有少許白色沉積物，且背汽側(cè)沉積量高于迎汽側(cè)，用手容易拭去，取樣分析為十八胺，未對金屬表面產(chǎn)生任何不良影響。

3.4 大修后機組啟動汽水品質(zhì)監(jiān)測

#3機組從2010年4月7日停機大修到6月22日整套啟動，停機時間為76 d。6月22日重新開機后，對系統(tǒng)進行了細致的冷熱態(tài)沖洗，取樣測定凝結(jié)水泵出口水十八胺含量為0且鐵含量小于500 μg/L時，方才投運凝結(jié)水精處理設(shè)備。

鍋爐點火啟動5 h后主汽鐵含量為9.0 μg/kg，掛閘沖轉(zhuǎn)，并網(wǎng)僅3 h后，主蒸汽鐵降為4.5 μg/kg，在本次停機時間長達2個半月的情況下，啟動時間較以往未使用成膜胺停運保護大大縮短，說明成膜胺的保護效果十分顯著。本次啟動過程系統(tǒng)鐵含量并未出現(xiàn)異常升高現(xiàn)象，一方面說明成膜胺保養(yǎng)效果較佳，減少了機組停運期間的腐蝕;另一方面可能是因為機組運行時間較短，結(jié)垢量較少(水冷壁結(jié)垢量大多在20～30 g/m2)，十八胺的溶垢洗垢作用并不明顯。

4 存在的問題

1)由于#3機組配置的停爐保護加藥裝置為首次使用，雖然之前對系統(tǒng)進行了仔細沖洗，但在使用過程中還是發(fā)生了加藥泵入口Y型過濾器堵塞、跳泵等問題，導(dǎo)致加藥時間比預(yù)計延長。

2)本次加藥過程中，給水流量控制在1 100～900 t/h，主汽溫度480～470℃，較以往在亞臨界機組實施成膜胺保護加藥時的運行參數(shù)稍高 (給水流量600 t/h左右，主蒸汽溫度450℃以下)，但從保護效果檢查情況來看，未見明顯負面影響。如果要按亞臨界汽包爐加藥參數(shù)控制，則機組負荷需降低到200 MW以下才能開始加藥，在現(xiàn)今煤質(zhì)普遍較差的情況下，需大量燒油，對電廠經(jīng)濟效益影響較大。

3)另外，汽輪機低壓缸檢查中發(fā)現(xiàn)部分葉片有十八胺沉積現(xiàn)象，可能與局部加藥濃度偏高有關(guān)，下一步考慮對超臨界機組實施成膜胺保養(yǎng)的加藥時機、加藥量和加藥點做進一步研究和優(yōu)化。

5 結(jié)論

某電廠#3機組是湖南省首次采用成膜胺進行停運保護的600 MW超臨界機組，保護過程水汽品質(zhì)無異常。從機組大修中對除氧器內(nèi)部、爐管管樣和汽輪機葉片檢查情況來看，本次停運保護取得了良好的效果。大修后機組整套啟動蒸汽品質(zhì)合格較快，縮短了機組啟動時間，具有較好的經(jīng)濟效益。

〔1〕張玉福.熱力設(shè)備停 (備)用期間成膜胺防腐的應(yīng)用技術(shù)〔J〕.中國電力，2001，4(6):8－30，80.

〔2〕林政霖，余遠紅，伍紹君.正十八胺法在發(fā)電廠停爐保護中的應(yīng)用〔J〕.廣東電力，2010，23(8):91－94.

〔3〕焦會良，陳瑞英，張昭熔.十八胺在熱力設(shè)備停用保護中的應(yīng)用〔J〕.河北電力技術(shù)，2003，22(6):10－11，18.

〔4〕石濤，王良，吉艷輝.火力發(fā)電機組十八胺停運保養(yǎng)的應(yīng)用技巧〔C〕.電廠化學(xué)2010學(xué)術(shù)年會論文集，2010:128－130.

〔5〕馬永紅，佟海林，謝學(xué)軍.襄樊電廠600MW機組停用保護研究〔J〕.華中電力，2010，23(4):76－78.