十八烷胺首次在600MW直接空冷机组停炉保护中的应用

1、十八烷胺首次在600MW直接空冷机组停炉保护中的应用韩志远张英贤张志国郭包生（内蒙古大唐国际托克托发电公司）摘要：介绍了600MW直接空冷机组停炉保护的工艺、过程、效果，机组启动汽水情况，证明直接空冷机组采用十八胺进行停炉保护过程简单，效果良好。能缩短机组启动时间，有较好的经济效益。关键词：600MW直接空冷机组；十八烷胺；停炉保护机组在停运期间热力系统汽水侧将会发生腐蚀，所以必须按照火力发电厂停（备）用热力设备防锈蚀导则（DL/T 956-2005）的要求对停运期间的机组进行防锈蚀保护。大唐托克托发电公司的7、8号机均为600MW直接空冷机组，两台机组在2006年下半年投产发电。7、8号机组

2、均为600MW亚临界参数、燃煤、直接空冷汽轮发电机组。锅炉为东方锅炉（集团）股份有限公司与三井巴布科克公司合作生产的亚临界参数、自然循环、前后墙对冲燃烧方式、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、紧身封闭、全钢构架的型汽包炉，型号为DG-2070/17.5- II4。汽轮机为东方汽轮机厂生产的600MW亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。发电机为东方电机股份有限公司设计制造的QFSN-600-2-22型水-氢-氢冷却、三相交流两极同步汽轮发电机；采用瑞士ABB公司生产的自并励静态励磁系统。空冷凝汽器参数如下：凝汽器型式顺流逆流冷却三角数（空冷风机数）4016翅片管外

3、形尺寸（mm）219×19219×19翅片外形尺寸（mm）190×19190×19翅片厚度（mm）0.250.25翅片间距（mm）2.32.3翅片管翅片材质碳钢铝碳钢铝翅片管加工方法波形板钎焊波形板钎焊翅片管排数11扁平基管横截面尺寸（mm）216×16216×16扁平基管壁厚（mm）1.51.5管束数480192管束尺寸（m）10×2.22×0.410×2.22×0.4每一管束迎风面积（m2）22.222.2每一管束芯管总数3939每一管束翅片面积（m2）27352735每一管束重量（t）3.

4、73.7进风口高度（m）4343设计条件下初始温差（ITD）（K）37.137.1设计压力（bar.g）0.450.45试验压力（bar）0.020.02设计温度（）120120制造厂GEAGEA空冷系统占地面积（长×宽）（m）93.24×91.2空冷风机参数如下：型 号G-TF91D6-C190叶轮直径9.15m叶片数6叶片安装角17.5°叶轮转速61.8rpm空气密度0.991kg/ m3风 量428m3/s静 压66.1Pa轴功率45.7kW转 速可调静压效率62.2%叶轮质量1880kg叶轮总轴向力24160N叶轮惯性力矩11170Kg.m2允许最大振动6

5、.3mm/s制造商保定惠阳航空螺旋桨制造厂1 十八胺保护原理纯十八胺也称十八烷基胺，属于脂肪胺类，其分子式为CH3(CH2)16CH2NH2，白色蜡状固体结晶，具有碱性，易溶于氯仿，溶于乙醇、乙醚和苯，微溶于丙酮，难溶于水，密度为860kg/m3, 凝固点52.9，沸点348.8。纯十八胺在水中可以发生水解，与水中的部分氢离子结合，溶液中的氢氧根离子浓度相对增加，溶液呈现弱碱性。纯十八胺(ODA)是一种具有良好特性的成膜胺，其分子结构中含有亲水端和憎水端，它可以随水汽循环进入整个热力系统，亲水端吸附于金属表面形成一层能抵抗氧和碳酸浸蚀的单分子或多分子膜，而憎水端则排斥水分子，隔绝水和空气对金属

6、的侵蚀，从而起到保护作用。十八胺可以渗透到一些水垢的内部，与金属结合后改变了金属的表面性质，可以将部分金属表面粘附的水垢剥离下来，随着检修清理或排污排出系统。膜与金属表面的结合属于物理化学吸附作用。该膜还具有如下性能:(1)机组启动时，它可重新溶入水中，该过程会产生物理作用而使垢部分脱落，炉管结垢量会下降;(2)可减缓金属腐蚀裂纹的发生或发展。2 保护范围由于托电7、8号机组为直接空冷机组，空冷凝汽器的冷却面积庞大，约 13万平方米，是同容量湿冷机组冷却面积的15倍以上，所以此次停运保护具有保护面积大、保护难度高的特点。保护范围为停机前参加予膜期间所有运行的热力系统汽水侧：包括：低压给水管道给

7、水泵高压加热器省煤器水冷壁汽包过热器汽轮机空冷凝汽器凝结水泵低压加热器除氧器除氧水箱。 各级抽汽系统及再热器系统在进行停炉保护时加药图如下：M除盐水十八胺、联氨磷酸盐泵压缩空气加药装置二MP汽包压缩空气M除盐水十八胺、联氨加药装置一氨泵MP除氧器给水给水泵3 保护过程3.1凝结水精处理系统及其在线化学仪表退出运行，关闭#7、8号机组精处理阴、阳床出、入口手动门，确保精处理系统完全隔绝。关闭汽水化验站各在线化学仪表取样入口门。3.2提前停运机组磷酸盐加药泵、氨泵与联氨泵。保持炉水pH值控制在标准下限。3.3锅炉维持一定负荷（80100MW），控制过热蒸汽温度在350左右，不要超过400，可以开始

8、予膜。3.4十八烷胺加药点：给水泵入口和汽包，利用现场给水加氨和炉水加磷酸盐管道，关闭氨泵和磷酸盐泵出入口门，并在加药泵出口法兰处加堵板，摘掉加药泵泵出口压力表，利用压力表管联接加十八烷胺的高压胶管。启动十八烷胺加药设备，采用两点加药即向给水泵入口低压给水管道和汽包注入药液（利用该机组加氨和加磷酸盐管道），按时间控制溶药量，维持给水十八烷胺含量210mg/L。3.5加药30分钟后应进行汽水样品采集与测定，根据测试数据及时调整加药量。机组预膜期间与启动初期汽水检测项目：检测点 ：凝结水、给水、炉水、过热蒸汽分析项目：pH值、十八烷胺含量、铁分析间隔：30 60 分钟3.6加药时间3小时左右，加药

9、量约800公斤，浓度为10%（V/V），加药完毕后，利用十八烷胺加药设备对加氨、加磷酸盐管道进行除盐水冲洗半小时。机组继续运行1小时后可以打闸停机。加药过程监督化验结果如下：样品名称ODA时间样品名称ODADA含量时间表1 #7机组汽水样品十八烷胺预膜测试数据样品名称胺八十时 间给水炉水过热蒸汽凝结水mg/L11月2日17：300.80.24无水样0.6311月2日18：009.80.66无水样0.6311月2日18：3016.40.7817.53.511月2日19：0013.60.7721.214.311月2日19：3018.00.7826.214.911月2日20：056.30.686.0

10、12.511月2日20：308.80.7313.04.1表2 #8机组汽水样品十八烷胺预膜测试数据样品名称胺八十时 间给水炉水过热蒸汽凝结水mg/L11月4日1：104.91.712.52.311月4日1：408.82.218.62.411月4日2：108.21.417.46.711月4日2：4012.03.919.89.911月4日3：1012.51.722.316.211月4日3：403.73.024.717.43.7 予膜工作完毕后，锅炉进行了带压放水，除氧器水箱放水排空，机组其他系统积水与疏水排净。4 停运保护效果检查与评价4.1 检查部位：汽包、除氧器水箱、空冷岛进汽管及设备可见部位

11、。4.2 检查方法：憎水性、硫酸铜浸蚀方法机组停机冷却后对机组的汽包、低压加热器、除氧器水箱、高压加热器、空冷岛进行了检查。 4.2.1 憎水性检验用滴管滴出直径5mm左右的小水滴于被检验设备水平表面上，观察小水滴的成球状况。4.2.2 酸性硫酸铜穿透试验用滴管滴出直径6mm左右的酸性硫酸铜溶液滴于被检验设备的水平表面上，开始记时并观察液滴的颜色变化，当变为红棕色时停止记时，记录从在被保护设备表面滴上液滴到液滴变色所消耗的时间。CuSO4检测标准（参照DL/T794-2001火力发电厂锅炉化学清洗导则）检测标准优良合格不合格CuSO4点滴变色时间（秒）105105十八胺停炉保护效果检查记录表检

12、查部位憎水性描述硫酸铜穿透时间（分）低压加热器水滴分散，憎水性差0.1高压加热器水滴呈圆球状10除氧器水箱水滴呈圆球状10汽包水滴呈圆球状10空冷岛进汽管道水滴呈圆球状10 图1汽包硫酸铜浸蚀实验 图2空冷岛进汽管道硫酸铜浸蚀实验5 予膜及机组启动注意事项5.1预膜期间控制锅炉过热器出口蒸汽温维持350左右，不得大于400。否则十八烷胺易分解成H2、N2、CH4等。5.2预膜期间应将本机组磷酸盐与氨加药设备停止运行，炉水pH值应尽量维持在控制标准下限，这有利于提高十八烷胺在炉水中的含量。考虑机组为新机组及冷态启动预膜，系统为氧化态环境，联氨加药系统应投入运行，标准控制上限，当操作不便时，联氨由

13、十八烷胺临时加药系统加入。5.3停机后锅炉应按正常带压放水方法及时进行放水排空，不应使炉水在锅内停留时间过长。除氧器水箱、疏水箱存水，低压加热器、高压加热器汽侧疏水，凝汽器汽侧积水应及时排净，不可回收使用。否则十八烷胺会析出并附着在金属表面。5.4为防止凝结水精处理设备的离子交换树脂受到污染，不仅在预膜前应将凝结水精处理设备退出运行，而且在机组启动时，凝结水精处理设备也不能马上投入运行，需待凝结水十八烷胺含量为零时方可投入运行。预膜时汽水化验站在线化学仪表必须退出运行，并做好隔绝措施，防止在线化学仪表被污染。5.5取样器冲洗工作，要求样品水温度调高50，大流量冲洗，以消除十八烷胺在冷却器中积存

14、。5.6启动初期，高压除氧器排汽门应适当调大，以利于十八烷胺排除。5.7当系统汽水样品两次化验十八烷胺为零时，此后方可投入凝结水精处理设备。6#8机组启动应网调要求，#8机组于2007年1月9日点火，1月10日8：10并网。到11：20负荷升到140MW，在14：30时，凝结水、给水、炉水、过热蒸汽基本检测不到十八胺。为安全起见，在一小时以后才投入精处理阳床、阴床，以及汽水化验站的各在线化学仪表。具体检测结果见下表：8号机组启动过程中十八胺化验结果负荷（MW）化验结果（mg/L)取样部位给水炉水凝结水过热2007.01.08 9：300.820.620.122007.01.09 15：102.120.671.981.852007.01.10 8：30601.022.172007.01.10 13：50850.322007.01.10 14：201550.122007.01.11 0：503400.292007.01.11 1：303940.142007.01.11 2：003320.047结论大唐托电#7、8机组是国内较早投产的600MW直接空冷机组之一，国内同类型的第一、二台机组是在2005年4月、7月投产，托电#7、8机组于2006年6月、8月投产，托电#7、8机组是国内首次利