锅内除氧及停炉防腐技术综述Microsoft Word 文档.doc

锅内除氧及停炉防腐技术综述热力发电厂为防止氧对热力设备的腐蚀，常在热力除氧后辅以化学除氧，以减轻给水系统的氧腐蚀。传统的化学除氧剂联氨，可以有效地去除水中的溶解氧，并可将铁、铜的氧化物还原成铁和铜，以减少热力系统铁垢和铜垢的生成。但联氨易挥发、易燃、剧毒，并为可疑性致癌物，现场使用时存在一定的危害性。因此，采用毒性小、用量少的新型除氧剂是很有必要的。1丙酮肟的除氧技术丙酮肟为白色棱晶或粉末状，有芳香性气味，在空气中易挥发、易溶于醇、醚等有机溶剂，也易溶于水。其分子量为73.11。它是一种金属钝化剂，氧化活性与联氨不相上下。它的毒性比50%水合联氨低20倍，属微毒物。 丙酮肟除氧的反应机理为：丙酮肟的加入使给水系统形成一种还原环境，金属表面处于钝化状态，因而防止了热力系统的氧腐蚀。反应产物是挥发性物质，不会给系统带来影响。过量的丙酮肟还能在一定程度上起到调整炉垢的作用，减轻了铁、铜在锅内产生铁垢和铜垢的危险性。 丙酮肟的除氧具有如下优越性： (1)用微毒性除氧剂丙酮肟代替剧毒物联氨进行化学除氧，不会造成人身伤害和环境污染。 (2)丙酮肟在使用中对碳钢、黄铜合金有良好的保护作用。 (3)丙酮肟具有良好的挥发性，易溶于水，在有效控制氧腐蚀的同时，还可减少系统加氨量；保持pH值大于9.0，从而减少了CO2对热力系统的腐蚀。 (4)给水加丙酮肟处理时，可使系统含铁量大大降低，减少金属腐蚀产物进入锅内，并且使靠凝结水更换的发电机内冷水铜含量大大降低，达到和MBT处理时相同的效果。2乙醛肟的除氧技术乙醛肟是一种32%的水溶液，无毒、不腐蚀、不结晶，配制安全，可在低温下除氧。 乙醛肟的除氧原理为：乙醛肟作为金属钝化剂与金属氧化物反应：N2OH2O乙醛肟的加入可利用二次加氨系统加入给水和凝结水系统；也可向补给水系统，和稀氨水一起加入除盐水中，通过向各机组的补充水量分配药量。 利用补给水加药方式向机组投加乙醛肟，可达到很好的除氧效果。尤其是以除盐水直接补充到凝汽器的补水方式，凝结水中的溶解氧下降极为明显。这样，含有乙醛肟的除盐水首先与凝结水混合，利用乙醛肟在低温下可除氧且速度快的特性，大部分氧在凝汽器中即可除去，减轻了低压加热器、高压加热器及其管道的腐蚀。同时，复合乙醛肟在pH值较高的稀氨水中的损失不明显，相反，由于使用了补给水加药方式来投加除氧剂，药品的使用更加合理，反而降低了加药量、减少了设备投资。3异抗坏血酸钠的除氧技术异抗坏血酸是L抗坏血酸的差向异构体，是食品添加剂，属无毒物质，是白色或稍带黄色的结晶颗粒或粉末，无臭、稍有咸味，易溶于水。 异抗坏血酸钠是一种强还原剂，在给水系统中与氧和金属氧化物会发生如下反应：异抗坏血酸钠在常温下与溶解氧也能发生良好的反应，因此在锅炉给水系统中的加药位置可灵活选用，可将其加入凝结水泵出口或入口，以保护低压给水系统免受氧的腐蚀，也可加在除氧器入口或直接加入除氧水箱。 当将异抗坏血酸钠加到除氧器出口管时，其剩余量为50100 g/L时除氧效果最佳，给水溶解氧可小于3 g/L，除铜率达41%，除铁率达39%。异抗坏血酸钠的热分解中间分解产物主要是乳酸或其盐。系统查定表明，投加异抗坏血酸钠后炉水中乳酸等含量有所增加，其它水汽样中却无明显变化，这说明乳酸等低分子有机酸只是异抗坏酸钠在炉水中的热分解中间产物，在系统中最终分解为CO2。因此，不会由此而产生汽轮机低压缸有机酸腐蚀问题。4羧酸胺与胺为主药剂的除氧技术羧酸胺(amine-carboxylate)和胺(amine)为主的化学药剂不含有害的或污染环境的化学物质。炉水中加入该药剂后，钢材表面能形成致密完整且具有较强抗腐蚀能力的保护层。在263264 下，钢材表面的铁离子首先被羧酸胺螯合，然后再被胺还原，最终形成磁性保护层，有较强的抗蚀能力，能延长锅炉的使用寿命。现场试验表明，采用此药剂除氧后运行一年的锅炉，其试片腐蚀速率小于1.0103 mm/a，而使用热力除氧和以联氨磷酸盐为主的传统炉水处理工艺中，腐蚀速率为0.1 mm/a。5催化树脂除氧技术采用除氧器等物理除氧法和化学药品的化学除氧法，一般投资大、能源消耗高、运行费用昂贵，而且有些化学药品还有一定的致癌毒性。 催化离子交换树脂是将水溶性的钯复盖到强碱阴树脂上，形成钯树脂。当含溶解氧的水加入氢气后通过钯树脂时，在低温下也能发生反应生成水：催化离子交换树脂去除水中溶解氧的优点： (1)氢气非常便宜且需要量很少； (2)氢气加入水中的方法简单易行； (3)氢气与水中溶解氧既使在低温下也可迅速和完全地反应； (4)氢气与氧气反应的产物是水，不会带入任何杂质； (5)反应后不产生任何盐类，因此可以在除盐水中去除溶解氧，例如可去除火电厂锅炉补给水、凝结水中的溶解氧； (6)在水中存在含盐类或其它杂质时，可仅去除水中溶解氧； (7)设备简单，操作方便； (8)投资及运行费用均低于其他除氧方法，处理后水中残留溶解氧在10 g/L以下。 催化树脂还可用来处理含联氨的废水，向废水中通入过氧化氢，生成无害的氮气和水：催化树脂也可用来去除海水中的氧，防止海上石油钻井装置的氧腐蚀。此方法可使海水中溶解氧由8 mg/L降至711 g/L。6月桂胺和正十八胺在停炉保护中的应用月桂胺即正十二胺，分子量185.35，为白色腊状固体，易溶于醇、醚，难溶于水，熔点28 ，沸点259.1 。 正十八胺，分子量269.51，白色结晶或颗粒状，溶于醇、醚，不溶于水，熔点53.1 ，沸点348 。月桂胺和正十八胺的醋酸盐在中性及酸性水溶液中属于阴极性缓蚀剂。它们在碱性沸水中的挥发速度较快，其分子能随沸水汽化而进入蒸汽。与含有月桂胺及正十八胺蒸汽接触的钢铁材料都能在其表面形成一层憎水膜，使金属不被水浸湿。 从试验研究结果表明： (1)采用机组滑参数停运过程中加药的方式，考虑到经济性和有良好的保护膜，药剂分两次加入。 (2)加月桂胺和十八胺保护药剂后，省煤器管、水冷壁管、过热器管等都形成有保护膜。机组启动时，水汽系统含铁量大为降低。 (3)用醋酸中和月桂胺后加入炉内，经检查没有对汽轮机叶片和汽缸部位发生腐蚀，而且对汽轮机叶片上的垢有清除的作用。 (4)月桂胺和十八胺有令人不愉快的胺味，但对人体毒害很小。 月桂胺和正十八胺作为火力发电机组检修停用保护措施，其防腐效果好、简单易行、费用较少。7丙酮肟在停炉保护中的应用丙酮肟对金属表面有良好的保护作用，其效果优于氨液和联氨，适用于锅炉长期停用保护。保护期间，溶液的pH值很重要，起始值应大于10.5，当降至8.0时，在一段时间内仍有良好的保护作用。丙酮肟保护液对铜有一定的腐蚀作用，因此要尽可能避免与铜合金设备接触。 现场使用证明： (1)保护开始的两周中，给水中Fe、Cu含量上升，以后逐渐下降，经2个月后趋于稳定。 (2)停用一年的锅炉，采用400 mg/L丙酮肟浓度的保护液可取得良好的保护效果。 (3)锅炉停用半年以上的湿法保护，采用丙酮肟优于联氨。8气相缓蚀剂在停炉保护中的应用气相缓蚀剂由于具有高效、长效、使用简便和不受设备几何结构限制等特点，已发展成为防止金属大气腐蚀的主要材料。利用气相缓蚀剂的气相对发电厂大型锅炉的停、备用保护，包括检修锅炉的保护，都可取得良好的保护效果，不仅缓蚀效率高，适应性强，而且简单可靠。其优越性为： (1)用气相缓蚀剂充气法作大型锅炉的停、备用保护，由于克服了缓蚀剂作用半径的局限，发挥了它的气相吸附特性，对于停、备用锅炉是一个防蚀效果较好的方法。 (2)方法简便经济。除一套专用设备和系统外，不需要配制药液及经常维护，锅炉也不需要严格的密封和保温，而且对锅炉的停用和启动操作没有干扰。耗药量少，一次只需工业纯药品4 kg左右。 (3)碳酸环已胺气相缓蚀剂没有毒性，不需作特殊处理。 (4)根据大型锅炉的应用实践，气相缓蚀剂充气法应注意： 应有稳定的压缩空气气源，其压力应达到588785 kPa，气流量6 m3/min，且能连续供气。 锅炉停炉时应认真采用热炉放水，利用余热尽可能干燥之，为充气保护创造有利条件