王軍昌

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空冷島停用保護措施研究與應用

王軍昌

摘要本文簡要介紹了通過試驗，尋求了空冷發(fā)電機組空冷島最佳停用保護的方式，并在通過現(xiàn)場實施，進行實際效果驗證。

關(guān)鍵詞空冷島；停用保護方法；保護劑法；熱風干燥法

0　前言

燃煤空冷發(fā)電機組在國內(nèi)應用越來越普遍，以一臺30萬的直接空冷機組為例，空冷島設計一般由：5個屋頂、250片換熱管束和25臺風機組成，每臺風機向10片管束供風?？绽鋶u是一個龐大的金屬散熱器，30萬直接空冷系統(tǒng)總換熱面積約為70萬m2，由于直接空冷系統(tǒng)的凝汽設備主要材質(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%，腐蝕速率在實驗室測量為0.043 2 g/m2·h，停運15天而不加以保護，每平方米會有至少15.552 g的銹蝕，整個空冷系統(tǒng)的腐蝕總量（以Fe2O3計）可達10.2 t。這部分銹蝕產(chǎn)物會使凝結(jié)水達不到回收條件，需要進行連續(xù)的蒸汽沖洗，至少三天才能達到凝結(jié)水回收條件。這個過程需要大量除鹽水、燃煤和燃油，啟動三天消耗的總成本最少都在150萬元以上。所以機組停運后，必須對空冷島進行停用保護，以防止其發(fā)生停用腐蝕。

1　停用保護方法的選擇

根據(jù)《火力發(fā)電廠停（備）用熱力設備防銹蝕導則》，熱力設備停運后，可采用的停機保護的方法有：充氮法、保持蒸汽壓力法、鍋爐滿水保護法、干燥劑法，真空法、聯(lián)胺、氨液和氣相緩蝕劑等【1】，這些方法對設備要求高，要求設備嚴密性好，更不適合檢修的設備。隨著科技的發(fā)展，近年來又發(fā)展了采用停用保護緩蝕劑法（以下稱停爐保護劑）來對熱力設備進行停用保護，這是因為停爐保護劑可以在熱力設備內(nèi)表面形成保護膜，是一種簡單方便的停用保護方法，對設備嚴密性沒有要求，適宜在檢修等情況應用。由于空冷島面積龐大，又在水汽系統(tǒng)的末端，停爐保護劑法是否對空冷島起到良好的保護作用，有沒有改進的措施，以下對這個問題進行試驗和驗證。

2　停爐保護劑的應用效果

2.1實驗室效果

該試驗采用現(xiàn)場使用的停爐保護劑，在試驗室分別進行了含量測試、成膜效果試驗。

2.1.1含量的測試

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

2.1.2掛片成膜試驗

將停爐保護劑配成30 mg/L的試液，在310℃、10.07 MPa條件下，進行成膜效果試驗，掛片效果見圖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)）

從掛片試驗來看成膜效果都較好。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硫酸銅點滴試驗

取成膜后的試片，用硫酸銅試液進行點滴試驗。停爐保護劑所成的膜都很好，遠遠超過了10秒。雖然外觀看起來氣側(cè)的膜呈蘭色，較好看，似乎感覺是氣側(cè)的膜質(zhì)好，而通過硫酸銅點滴試驗表明，實際上水側(cè)的膜質(zhì)優(yōu)于氣側(cè)。

2.1.4小結(jié)

通過小型試驗可知，本研究藥品含量在10%左右，使用30 mg/L濃度時效果好，在氣側(cè)鋼試片表面形成蘭灰色保護膜，水側(cè)鋼試片表面形成黑灰色保護膜，硫酸銅點滴試驗遠超過了10秒。

2.2現(xiàn)場實施效果

2008年10月15日1時20分機組開始滑停，2時45分參數(shù)達到要求開始加藥，至3時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40分熄火，加藥后共循環(huán)了3小時。在本次加藥保護中，同時檢測凝結(jié)水、主蒸汽中咪唑啉濃度分別為8.0 mg/L、10.4 mg/L。通過停機臨修對熱力系統(tǒng)檢查，已形成了憎水性保護膜，保護膜憎水試驗見圖4。

圖4保護膜憎水試驗

由此可見，加入停爐保護劑后，金屬表面形成了保護膜。

2.3啟機效果檢驗

機組啟動時水質(zhì)狀況分析，機組并網(wǎng)時凝結(jié)水中鐵含量323 μg/L，而未加停爐保護劑時為1600 μg/L，可見水質(zhì)狀況明顯好轉(zhuǎn)，起到了良好的保護效果。本次啟機空冷島自開始沖洗至合格，總共用時33小時，期間凝水鐵含量最大341.76 μg/L，多數(shù)在30 μg/L以上，可見水質(zhì)狀況還沒有達到最佳狀況，還不符合標準要求，需要進一步改進。

3　方法的改進及應用效果

3.1分析及改進思路

查相關(guān)文獻【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。通過實驗室掛片試驗表明：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，除加保護劑外，配合熱風吹干法降低內(nèi)部的濕度，應該是最好的保護方法。

3.2干燥法的實施

2009年5月份機組停運檢修，按要求加入400Kg停爐保護劑，之后空冷島再采用熱風吹干法進行干燥保護，保護使用的主要設備為：ZCD-20000轉(zhuǎn)輪除濕機，保護工作主要系統(tǒng)流程見圖5。

圖5保護工作主要系統(tǒng)流程

現(xiàn)場實施時間：2009年5月28日---2009年6月30日，實施保護期間，每隔3-4小時，對出風口的濕、溫度進行測量，濕度一直保持在50%以下，溫度保持在30℃，濕度趨勢見圖5。

圖6保護期間濕度趨勢圖

由圖可見，此次總保養(yǎng)時間為796小時，出風口的濕基本上保持在50%以下，符合標準的要求。其中不合格濕度所占的總時間為65小時，防銹蝕的合格率達到92%，符合導則規(guī)定。

3.3改進后的效果

本項研究結(jié)果表明【3】，檢修后機組于2009年7月2 日11：00點火啟動，2009年7月2日19：28并網(wǎng)，空冷島開始真正的沖洗，此時凝結(jié)水的鐵含量148.4 μg/L，經(jīng)6.5小時的沖洗，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的運行標準。本次空冷島自開始沖洗至合格，總共用時18.5小時，時間相對較短，沖洗過程中凝結(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)，未見大幅上升，證明空冷系統(tǒng)鐵銹非常少。

4　結(jié)論

以上實驗驗證了機組停運后，空冷島的停用保護采用：加停爐保護劑，然后再用熱風干燥吹干設備，保護效果較好，也能切實保證空冷島不發(fā)生停用腐蝕。根據(jù)原理分析，此方法可以推廣應用到對火力發(fā)電機組的省煤器、高低加等不易干燥設備的停用防腐保護。

參考文獻

［1］西安熱工研究院.火力發(fā)電廠停（備）用熱力設備防銹蝕導則[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)停用保護研究與應用報告[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

作者簡介

中圖分類號TM621.8

文獻標識碼B

文章編號1000-4866（2016）02-0011-02