王軍昌

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空冷島停用保護(hù)措施研究與應(yīng)用

王軍昌

摘要本文簡(jiǎn)要介紹了通過(guò)試驗(yàn)，尋求了空冷發(fā)電機(jī)組空冷島最佳停用保護(hù)的方式，并在通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，進(jìn)行實(shí)際效果驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞空冷島；停用保護(hù)方法；保護(hù)劑法；熱風(fēng)干燥法

0　前言

燃煤空冷發(fā)電機(jī)組在國(guó)內(nèi)應(yīng)用越來(lái)越普遍，以一臺(tái)30萬(wàn)的直接空冷機(jī)組為例，空冷島設(shè)計(jì)一般由：5個(gè)屋頂、250片換熱管束和25臺(tái)風(fēng)機(jī)組成，每臺(tái)風(fēng)機(jī)向10片管束供風(fēng)。空冷島是一個(gè)龐大的金屬散熱器，30萬(wàn)直接空冷系統(tǒng)總換熱面積約為70萬(wàn)m2，由于直接空冷系統(tǒng)的凝汽設(shè)備主要材質(zhì)是碳鋼，它在潮濕環(huán)境下很容易發(fā)生吸氧腐蝕。有研究表明：如果內(nèi)部溫度0～10℃，濕度90～95%，腐蝕速率在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量為0.043 2 g/m2·h，停運(yùn)15天而不加以保護(hù)，每平方米會(huì)有至少15.552 g的銹蝕，整個(gè)空冷系統(tǒng)的腐蝕總量（以Fe2O3計(jì)）可達(dá)10.2 t。這部分銹蝕產(chǎn)物會(huì)使凝結(jié)水達(dá)不到回收條件，需要進(jìn)行連續(xù)的蒸汽沖洗，至少三天才能達(dá)到凝結(jié)水回收條件。這個(gè)過(guò)程需要大量除鹽水、燃煤和燃油，啟動(dòng)三天消耗的總成本最少都在150萬(wàn)元以上。所以機(jī)組停運(yùn)后，必須對(duì)空冷島進(jìn)行停用保護(hù)，以防止其發(fā)生停用腐蝕。

1　停用保護(hù)方法的選擇

根據(jù)《火力發(fā)電廠停（備）用熱力設(shè)備防銹蝕導(dǎo)則》，熱力設(shè)備停運(yùn)后，可采用的停機(jī)保護(hù)的方法有：充氮法、保持蒸汽壓力法、鍋爐滿(mǎn)水保護(hù)法、干燥劑法，真空法、聯(lián)胺、氨液和氣相緩蝕劑等【1】，這些方法對(duì)設(shè)備要求高，要求設(shè)備嚴(yán)密性好，更不適合檢修的設(shè)備。隨著科技的發(fā)展，近年來(lái)又發(fā)展了采用停用保護(hù)緩蝕劑法（以下稱(chēng)停爐保護(hù)劑）來(lái)對(duì)熱力設(shè)備進(jìn)行停用保護(hù)，這是因?yàn)橥t保護(hù)劑可以在熱力設(shè)備內(nèi)表面形成保護(hù)膜，是一種簡(jiǎn)單方便的停用保護(hù)方法，對(duì)設(shè)備嚴(yán)密性沒(méi)有要求，適宜在檢修等情況應(yīng)用。由于空冷島面積龐大，又在水汽系統(tǒng)的末端，停爐保護(hù)劑法是否對(duì)空冷島起到良好的保護(hù)作用，有沒(méi)有改進(jìn)的措施，以下對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)和驗(yàn)證。

2　停爐保護(hù)劑的應(yīng)用效果

2.1實(shí)驗(yàn)室效果

該試驗(yàn)采用現(xiàn)場(chǎng)使用的停爐保護(hù)劑，在試驗(yàn)室分別進(jìn)行了含量測(cè)試、成膜效果試驗(yàn)。

2.1.1含量的測(cè)試

稱(chēng)取1 g左右的樣品（精確至0.000 2 g），小心搖動(dòng)，使之在瓶底均勻攤開(kāi)。置于干燥烘箱中，逐漸升溫至120℃，于（120±2）℃下干燥6小時(shí)，取出放入干燥器中，冷卻至室溫，稱(chēng)量。測(cè)期含量為10.12%。

2.1.2掛片成膜試驗(yàn)

將停爐保護(hù)劑配成30 mg/L的試液，在310℃、10.07 MPa條件下，進(jìn)行成膜效果試驗(yàn)，掛片效果見(jiàn)圖1、圖2、圖3。

圖1原始試片

圖2成膜后的試片（氣側(cè)）

圖3成膜后的試片（水側(cè)）

從掛片試驗(yàn)來(lái)看成膜效果都較好。其中，氣側(cè)試片膜的顏色呈蘭灰色，水側(cè)試片膜的顏色呈黑灰色。

2.1.3硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)

取成膜后的試片，用硫酸銅試液進(jìn)行點(diǎn)滴試驗(yàn)。停爐保護(hù)劑所成的膜都很好，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了10秒。雖然外觀看起來(lái)氣側(cè)的膜呈蘭色，較好看，似乎感覺(jué)是氣側(cè)的膜質(zhì)好，而通過(guò)硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)表明，實(shí)際上水側(cè)的膜質(zhì)優(yōu)于氣側(cè)。

2.1.4小結(jié)

通過(guò)小型試驗(yàn)可知，本研究藥品含量在10%左右，使用30 mg/L濃度時(shí)效果好，在氣側(cè)鋼試片表面形成蘭灰色保護(hù)膜，水側(cè)鋼試片表面形成黑灰色保護(hù)膜，硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)遠(yuǎn)超過(guò)了10秒。

2.2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果

2008年10月15日1時(shí)20分機(jī)組開(kāi)始滑停，2時(shí)45分參數(shù)達(dá)到要求開(kāi)始加藥，至3時(shí)30分加藥結(jié)束，加藥共用45分鐘，加藥量400 kg，加藥后鍋爐于6時(shí)40分熄火，加藥后共循環(huán)了3小時(shí)。在本次加藥保護(hù)中，同時(shí)檢測(cè)凝結(jié)水、主蒸汽中咪唑啉濃度分別為8.0 mg/L、10.4 mg/L。通過(guò)停機(jī)臨修對(duì)熱力系統(tǒng)檢查，已形成了憎水性保護(hù)膜，保護(hù)膜憎水試驗(yàn)見(jiàn)圖4。

圖4保護(hù)膜憎水試驗(yàn)

由此可見(jiàn)，加入停爐保護(hù)劑后，金屬表面形成了保護(hù)膜。

2.3啟機(jī)效果檢驗(yàn)

機(jī)組啟動(dòng)時(shí)水質(zhì)狀況分析，機(jī)組并網(wǎng)時(shí)凝結(jié)水中鐵含量323 μg/L，而未加停爐保護(hù)劑時(shí)為1600 μg/L，可見(jiàn)水質(zhì)狀況明顯好轉(zhuǎn)，起到了良好的保護(hù)效果。本次啟機(jī)空冷島自開(kāi)始沖洗至合格，總共用時(shí)33小時(shí)，期間凝水鐵含量最大341.76 μg/L，多數(shù)在30 μg/L以上，可見(jiàn)水質(zhì)狀況還沒(méi)有達(dá)到最佳狀況，還不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

3　方法的改進(jìn)及應(yīng)用效果

3.1分析及改進(jìn)思路

查相關(guān)文獻(xiàn)【2】可知，空冷島停用后易發(fā)生潮濕環(huán)境下的氧腐蝕，從腐蝕原理分析：在溫度和其他條件相同的情況下濕度較高的環(huán)境中，金屬的腐蝕速度也較高的。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室掛片試驗(yàn)表明：金屬在濕度90±5% RH條件下的平均腐蝕量是在濕度50±5%RH條件下的4.6倍左右。所以要減少金屬在環(huán)境中的腐蝕，還應(yīng)該盡可能的降低金屬所在環(huán)境的濕度。所以空冷島停用后，除加保護(hù)劑外，配合熱風(fēng)吹干法降低內(nèi)部的濕度，應(yīng)該是最好的保護(hù)方法。

3.2干燥法的實(shí)施

2009年5月份機(jī)組停運(yùn)檢修，按要求加入400Kg停爐保護(hù)劑，之后空冷島再采用熱風(fēng)吹干法進(jìn)行干燥保護(hù)，保護(hù)使用的主要設(shè)備為：ZCD-20000轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)，保護(hù)工作主要系統(tǒng)流程見(jiàn)圖5。

圖5保護(hù)工作主要系統(tǒng)流程

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施時(shí)間：2009年5月28日---2009年6月30日，實(shí)施保護(hù)期間，每隔3-4小時(shí)，對(duì)出風(fēng)口的濕、溫度進(jìn)行測(cè)量，濕度一直保持在50%以下，溫度保持在30℃，濕度趨勢(shì)見(jiàn)圖5。

圖6保護(hù)期間濕度趨勢(shì)圖

由圖可見(jiàn)，此次總保養(yǎng)時(shí)間為796小時(shí)，出風(fēng)口的濕基本上保持在50%以下，符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。其中不合格濕度所占的總時(shí)間為65小時(shí)，防銹蝕的合格率達(dá)到92%，符合導(dǎo)則規(guī)定。

3.3改進(jìn)后的效果

本項(xiàng)研究結(jié)果表明【3】，檢修后機(jī)組于2009年7月2 日11：00點(diǎn)火啟動(dòng)，2009年7月2日19：28并網(wǎng)，空冷島開(kāi)始真正的沖洗，此時(shí)凝結(jié)水的鐵含量148.4 μg/L，經(jīng)6.5小時(shí)的沖洗，凝結(jié)水的鐵下降至102.2 μg/L，期間比較平穩(wěn)，未見(jiàn)大幅上升。7月3日18：00凝結(jié)水的鐵下降到19.6 μg/L，并從此后一直小于20 μg/L的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。本次空冷島自開(kāi)始沖洗至合格，總共用時(shí)18.5小時(shí)，時(shí)間相對(duì)較短，沖洗過(guò)程中凝結(jié)水中鐵含量最大值200 μg/L，多數(shù)在30 μg/L以下，比較平穩(wěn)，未見(jiàn)大幅上升，證明空冷系統(tǒng)鐵銹非常少。

4　結(jié)論

以上實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)組停運(yùn)后，空冷島的停用保護(hù)采用：加停爐保護(hù)劑，然后再用熱風(fēng)干燥吹干設(shè)備，保護(hù)效果較好，也能切實(shí)保證空冷島不發(fā)生停用腐蝕。根據(jù)原理分析，此方法可以推廣應(yīng)用到對(duì)火力發(fā)電機(jī)組的省煤器、高低加等不易干燥設(shè)備的停用防腐保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

［1］西安熱工研究院.火力發(fā)電廠停（備）用熱力設(shè)備防銹蝕導(dǎo)則[M]. 2005：18-27.

［2］周柏青、陳志和.熱力發(fā)電廠水處理[M]. 2012（4）：580- 709.

［3］河津發(fā)電分公司.直接空冷系統(tǒng)停用保護(hù)研究與應(yīng)用報(bào)告[M]. 2009：1-4.

王軍昌，男，1973年出生，現(xiàn)在河津發(fā)電分公司生產(chǎn)技術(shù)部工作，工程師。

Research and Application of the Shutdown Protection Method of the Cold Air Island
Wang Junchang

Abstract：This paper simply introduces the best shutdown protection method of the cold air island of air cooling gen?erating unit is obtained by the tests，the actual effect is verified by the field implementation.

Keywords：cold air island；shutdown protection method；protective agent method；hot-air drying method

收稿日期：2016-01-12

作者簡(jiǎn)介

中圖分類(lèi)號(hào)TM621.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B

文章編號(hào)1000-4866（2016）02-0011-02