曹德平

（湖南華電長沙發(fā)電有限公司，長沙 410203）

氨-聯(lián)氨鈍化烘干法停爐保養(yǎng)實(shí)施細(xì)節(jié)探討

曹德平

（湖南華電長沙發(fā)電有限公司，長沙 410203）

介紹了氨-聯(lián)氨鈍化烘干法的保護(hù)機(jī)制，針對(duì)停爐保養(yǎng)過程中聯(lián)氨質(zhì)量濃度難以達(dá)標(biāo)的問題，提出了調(diào)整設(shè)備功能及加藥方式等措施。以湖南華電長沙發(fā)電有限公司超臨界機(jī)組為例，給出了停爐保養(yǎng)的實(shí)施要點(diǎn)，大修時(shí)割管檢查數(shù)據(jù)顯示，保養(yǎng)效果良好。

超臨界機(jī)組；氨-聯(lián)氨鈍化烘干法；停爐保養(yǎng)；聯(lián)氨；鈍化

0 引言

伴隨電力體制改革的深化，我國電力行業(yè)發(fā)展迅速，機(jī)組容量不斷增大，運(yùn)行參數(shù)逐步增高，機(jī)組間的上網(wǎng)競爭也日趨白熱化。各省電力調(diào)度中心按各電廠計(jì)劃電量完成百分比來調(diào)運(yùn)機(jī)組的啟、停，完成百分比稍微領(lǐng)先的機(jī)組，就可能會(huì)被調(diào)停。機(jī)組完全市場化運(yùn)行產(chǎn)生了頻繁啟／停、深度調(diào)峰、備用機(jī)組增多、備用時(shí)間延長等問題，嚴(yán)重縮短了機(jī)組的使用壽命。

電力行業(yè)機(jī)組運(yùn)行中化學(xué)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)不斷更新，各大電廠相繼采取各種運(yùn)行保護(hù)措施，機(jī)組運(yùn)行中的腐蝕、結(jié)垢日漸減小，而機(jī)組停運(yùn)期間發(fā)生的腐蝕比例不斷擴(kuò)大，成為影響機(jī)組壽命的決定性因素。因此，根據(jù)機(jī)組的參數(shù)特性、地域特性、爐水處理方式、可操作性以及經(jīng)濟(jì)性等因素，選擇適合機(jī)組特點(diǎn)的防銹蝕方法，至關(guān)重要。

DL／T 956—2005《火力發(fā)電廠停（備）用熱力設(shè)備防銹蝕導(dǎo)則》中提供了11種鍋爐干法防銹蝕保護(hù)方法和9種濕法防銹蝕保護(hù)方法，在眾多防銹蝕方法中，氨-聯(lián)氨鈍化烘干法是適應(yīng)性較廣、可操作性強(qiáng)的方法。它不僅適用于汽包爐，也適應(yīng)于直流爐；不僅能用于加氧、加氨聯(lián)合處理（CWT）方式的機(jī)組，也能用于全揮發(fā)處理（AVT）方式的機(jī)組。因其不破壞運(yùn)行中形成的保護(hù)膜，因此特別適用于還原性全揮發(fā)處理（AVT（R））方式的機(jī)組。對(duì)于一些經(jīng)常深度調(diào)峰，加氧難以控制而采取AVT（R）方式控制的機(jī)組，推薦為停爐保養(yǎng)的首選方法。

1 氨-聯(lián)氨鈍化烘干法概述與保護(hù)機(jī)制

1.1 概述

以超臨界直流鍋爐無銅機(jī)組鍋爐保養(yǎng)為例，按DL／T 956—2005《火力發(fā)電廠停（備）用熱力設(shè)備防銹蝕導(dǎo)則》相關(guān)規(guī)定，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，氨-聯(lián)氨鈍化烘干法概述如下。

（1）停爐前2 h退出精處理系統(tǒng)運(yùn)行，加大給水量和凝結(jié)水氨、聯(lián)氨的加入量，將省煤器入口給水pH值控制在9.4～10.0，聯(lián)氨質(zhì)量濃度為0.5～10.0mg／L。

（2）在鍋爐停爐冷卻至壓力為4.0MPa時(shí)，再一次加大給水量和凝結(jié)水氨、聯(lián)氨加入量。將給水pH值調(diào)至9.4～10.0，除氧器入口給水聯(lián)氨質(zhì)量濃度控制在0.5～10.0mg／L，省煤器入口給水聯(lián)氨質(zhì)量濃度按表1的要求控制，然后繼續(xù)降壓。

表1 停爐時(shí)間與聯(lián)氨質(zhì)量濃度的關(guān)系

（3）在分離器壓力降至0.6～2.4MPa時(shí)，迅速放盡爐內(nèi)存水，靠余熱烘干鍋爐。

1.2 保護(hù)機(jī)制

停運(yùn)的鍋爐更容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，在潮濕的空氣里尤為明顯。鋼鐵電化學(xué)腐蝕主要有2種：一種為吸氧腐蝕［1］，一種為析氫腐蝕。

在負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為

吸氧腐蝕：在酸性或中性溶液中，水中溶解氧多的情況下，氧氣作為氧化劑，正極會(huì)發(fā)生如下電極反應(yīng)

析氫腐蝕：在酸性溶液中，水中H+質(zhì)量濃度較大，水膜的酸性較強(qiáng)，H+作為氧化劑，正極電極反應(yīng)式如下

氨-聯(lián)氨鈍化烘干法中，余熱烘干鍋爐的目的就是保持金屬壁干燥，消除“潮濕的空氣”；加氨的目的是提高pH值，減少正極還原反應(yīng)；加聯(lián)氨一方面是除氧［2］，另一方面是將鋼鐵最外層的Fe2O3轉(zhuǎn)換為相對(duì)致密的Fe3O4保護(hù)膜［3］，實(shí)現(xiàn)鈍化效果，反應(yīng)式如下

2 實(shí)施難點(diǎn)與對(duì)策

2.1 實(shí)施難點(diǎn)

氨-聯(lián)氨鈍化烘干法實(shí)施時(shí)最大的難點(diǎn)是聯(lián)氨的質(zhì)量濃度提不上去。如果不進(jìn)行設(shè)備改造，以機(jī)組正常加藥系統(tǒng)進(jìn)行加藥，的確難以提到合格的質(zhì)量濃度。以湖南華電長沙發(fā)電有限公司相關(guān)設(shè)備為例，簡單分析如下。

相關(guān)設(shè)備參數(shù)：凝結(jié)水加聯(lián)氨泵1臺(tái)，80 L／h；給水加聯(lián)氨泵1臺(tái)，60 L／h；水合肼質(zhì)量分?jǐn)?shù)，40%（折合成聯(lián)氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.6%）；除氧器水容積，約300m3；凝汽器水容積，約600m3；鍋爐水容積，約200m3。

若停爐時(shí)間大于10周，需將給水聯(lián)氨質(zhì)量濃度提高到500 mg／L，如果不走循環(huán)，泵的出力僅60 L／h，需要將給水上水流量控制在30.72 t／h以內(nèi)才能達(dá)到要求，最理想情況下，也需6.5 h才能完成鍋爐水的置換，實(shí)際運(yùn)行中泵的最小出力和主蒸汽壓力根本無法控制。如果考慮走水汽大循環(huán)，泵的出力為140 L／h，整個(gè)水汽系統(tǒng)按1 100 t水量計(jì)算，不考慮聯(lián)氨受熱分解，理論上最少需要15 h方能加藥合格，且藥量浪費(fèi)巨大。

2.2 對(duì)策

（1）將2個(gè)聯(lián)氨藥箱分出1個(gè)，只裝濃聯(lián)氨，專用于停爐保養(yǎng)；同時(shí)，將2個(gè)給水加氨藥箱也隔離出1個(gè)，只裝濃聯(lián)氨，停爐時(shí)切換使用，2臺(tái)給水加氨泵臨時(shí)變成“給水加聯(lián)氨泵”，相當(dāng)于增加了2臺(tái)加藥設(shè)備，速度可提高1倍。

（2）如何加藥是重點(diǎn)。如圖1所示，實(shí)際加藥過程中，在主蒸汽壓力降至5MPa左右時(shí)，將除氧器上滿水（水位至1.8m），保留2臺(tái)前置泵運(yùn)行，再循環(huán)門、取樣門、加藥門打開，電動(dòng)給水泵前置泵停運(yùn)，加藥門、取樣門均關(guān)閉，啟動(dòng)3臺(tái)“給水加聯(lián)氨泵”運(yùn)行，即給水加藥后又打回除氧器，始終在除氧器中循環(huán)。待除氧器中給水聯(lián)氨的質(zhì)量濃度達(dá)到或高于停爐相關(guān)要求且主汽主蒸汽壓力降到4MPa時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)給水泵一路往鍋爐上水，監(jiān)測(cè)省煤器入口和啟動(dòng)分離器水樣，完成停爐保養(yǎng)過程。

圖1 給水系統(tǒng)加藥運(yùn)行圖

同樣按停爐時(shí)間大于10周、給水聯(lián)氨質(zhì)量濃度提高到500mg／L的目標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。3臺(tái)給水加聯(lián)氨泵出力為180 L／h，除氧器水量為300 t，將除氧器給水聯(lián)氨質(zhì)量濃度提高到500mg／L僅需要3.1 h，提高到600mg／L也僅需要3.9 h，而且還非常節(jié)約藥品。如果停爐1～4周，聯(lián)氨質(zhì)量濃度僅需加到200 mg／L，加藥1.2 h即能合格，留給機(jī)組相當(dāng)長的鈍化時(shí)間，效果比正常加藥好。

3 實(shí)施要點(diǎn)

（1）采用給水循環(huán)模式加藥時(shí)，除氧器出口的加藥門務(wù)必跟隨切換，且除氧器出口聯(lián)氨質(zhì)量濃度需適當(dāng)提高。

（2）停爐后，要迅速關(guān)閉鍋爐各風(fēng)門、擋板，密封爐膛，防止熱量過快散失，盡量控制主蒸汽壓力的降低速度，以盡量延長機(jī)組鈍化的時(shí)間。

（3）分離器壓力降至0.6～2.4MPa后進(jìn)行放水操作時(shí)，在保證金屬壁溫差不超過制造廠允許值且管道振動(dòng)等能滿足放水要求的前提下，要盡量提高放水壓力和溫度。經(jīng)多次實(shí)踐，放水壓力一般在1.2～1.4MPa能滿足多方條件。

（4）碳鋼在濕度60%～100%的環(huán)境中腐蝕速率是濕度為30%～55%環(huán)境中的100～1 000倍。如果濕度不合格，還需采取進(jìn)一步補(bǔ)救措施。

（5）當(dāng)鍋爐停用時(shí)間較長時(shí)，可增加凝汽器抽真空處理步驟，對(duì)鍋爐抽真空，以保證鍋爐干燥［4］。

（6）長期停運(yùn)機(jī)組或大小修機(jī)組時(shí)，為了將煤斗燒空，多采用滑參數(shù)停運(yùn)?；瑓?shù)停運(yùn)情況下，主蒸汽壓力等參數(shù)不能滑太低，否則只能以水汽大循環(huán)方式加藥，聯(lián)氨質(zhì)量濃度很難達(dá)到相關(guān)要求。

（7）停爐期間每小時(shí)測(cè)定給水pH值和聯(lián)氨質(zhì)量濃度，采用微克級(jí)聯(lián)氨測(cè)定儀測(cè)定毫克級(jí)聯(lián)氨質(zhì)量濃度，要注意稀釋的方法，例如，取1mL水樣稀釋至50mL，充分搖勻后再取其中1mL水樣再稀釋至50mL，此時(shí)即稀釋了2500倍，比直接取0.1mL水樣稀釋至250mL要精準(zhǔn)，重復(fù)線性較好。

4 氨-聯(lián)氨鈍化烘干法實(shí)施效果

化膜、放水不干凈，管壁照樣高速結(jié)垢、腐蝕［5］。采用該方法保養(yǎng)，規(guī)定壓力下藥液質(zhì)量濃度的保障是重點(diǎn)，放水干凈、余熱烘干是關(guān)鍵，缺一不可。集控專業(yè)、化學(xué)專業(yè)人員要密切配合，保證主蒸汽壓力的下降速度并盡最大可能提高加藥速度。

湖南華電長沙發(fā)電有限公司＃1，＃2機(jī)組投產(chǎn)以來一直用氨-聯(lián)氨鈍化烘干法進(jìn)行保養(yǎng)，以給水循環(huán)模式加藥，2013，2014年分別對(duì)＃1，＃2機(jī)組進(jìn)行割管檢查（見表2），四管結(jié)垢均為一類，未見腐蝕坑，保養(yǎng)效果良好。

表2＃1，＃2機(jī)組結(jié)垢量割管檢查結(jié)果 g／m2

［1］戚連義，崔紅軍.鍋爐的氧腐蝕與解決方法研究［J］.化學(xué)工程與裝備，2011（5）：115-116.

［2］劉建平，于建華，陳衛(wèi)民，等.基于氧腐蝕的熱水鍋爐停爐保養(yǎng)分析［J］.河南科技，2011（5）：62-64.

［3］吳鋒，章崳耑，趙熙，等.800MW級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組余熱鍋爐的停爐保養(yǎng)［J］.華北電力技術(shù)，2013（7）：21-25.

［4］王永成，王登香.超臨界機(jī)組“氨水、聯(lián)氨鈍化烘干+真空干燥”停爐保護(hù)［J］.熱力發(fā)電，2012（4）：75-77.

［5］馬天明.鍋爐停爐保養(yǎng)應(yīng)慎重對(duì)待［J］.中國鍋爐壓力容器安全，2001（2）：62.

5 結(jié)束語

（本文責(zé)編：劉芳）

氨-聯(lián)氨鈍化烘干法經(jīng)實(shí)踐證明確實(shí)是一種較好的停爐保養(yǎng)方法，但該方法也是一把雙刃劍，處理得好，機(jī)組保養(yǎng)效果會(huì)非常好，處理不好，形不成鈍

TM 621.8

：A

：1674-1951（2015）01-0045-02

曹德平（1983—），男，湖南益陽人，工程師，從事電廠化學(xué)方面的工作（E-mail：caodeping2004＠126.com）。

2014-06-09；

2014-09-16