十八胺應(yīng)用中的若干技術(shù)問題探討.doc

十八胺應(yīng)用中的若干技術(shù)問題探討陳進(jìn)生(廈門華夏國(guó)際電力發(fā)展有限公司)王杭州 鐘愛民2摘要：根據(jù)十八胺的特性與應(yīng)用現(xiàn)狀，總結(jié)應(yīng)用中的工藝經(jīng)驗(yàn)，提出十八胺防腐時(shí)應(yīng)注意的若干技術(shù)問題。1 引言十八胺（ODA，C18H39N，octadecylamine）是一種具有良好特性的成膜胺。十八胺的分子結(jié)構(gòu)中含有親水端和憎水端，在汽水系統(tǒng)中，其分子上的親水端吸附于金屬表面，開成單分子膜，而分子上的憎水端則排斥水分子，在介質(zhì)與金屬表面形成一層保護(hù)膜。目前國(guó)內(nèi)不少電廠，已應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行機(jī)組停用保護(hù)，并取得一定的效果。但由于十八胺應(yīng)用中影響保護(hù)效果的技術(shù)因素較多，如應(yīng)用工藝、藥品的熱分解特性、汽液相的分配系統(tǒng)、對(duì)凝結(jié)水精處理混床樹脂的影響等，如果這些影響因素未得到重視，并采取相應(yīng)的對(duì)策，那么，保護(hù)效果就難以得到有效控制，甚至?xí)霈F(xiàn)藥劑在熱力系統(tǒng)內(nèi)部表面析出、樹脂受到污染等問題。本文重點(diǎn)對(duì)如何優(yōu)化十八胺應(yīng)用工藝，如何完善十八胺現(xiàn)場(chǎng)使用技術(shù)及應(yīng)用中的注意事項(xiàng)進(jìn)行探討。2 十八胺的基本性能2.1 主要性狀十八胺是白色蠟狀或顆粒狀物質(zhì)，其分子式為C18H39N，比重0.780.83g/cm3，熔點(diǎn)3545，凝點(diǎn)是4250，沸點(diǎn)280320，閃點(diǎn)130150。工業(yè)品中通常含有仲胺和叔胺。十八胺不溶于水，在75的水中呈懸濁液，但可溶于乙醇，異丙醇、醋酸，醚等有機(jī)溶劑。十八胺對(duì)眼睛和粘膜有刺激性，生物毒性試驗(yàn)表明十八胺屬于無毒類藥劑，每日500mg/L的劑量服用2年，試驗(yàn)鼠無任何毒性反應(yīng)。2.2 十八胺的熱分解對(duì)十八胺的分解溫度存在一定的爭(zhēng)議，有的報(bào)導(dǎo)為450，有的報(bào)導(dǎo)為530以上。采用美國(guó)TA2000DCS型差示掃描量熱儀進(jìn)行成膜樣品的熱分解試驗(yàn)，結(jié)果是，在250時(shí)，十八胺的熱分解量為10%左右，320450時(shí)熱分解量為35%，分解產(chǎn)物為碳?xì)浠衔?、NH3、H2、CH4、CO等。這表明，在450下，十八具有較好的熱穩(wěn)定性1。另外，當(dāng)溫度超過80時(shí)，十八胺會(huì)發(fā)生析氨反應(yīng)，即由伯胺轉(zhuǎn)變成仲胺或叔胺，釋放出NH3，這一反應(yīng)隨著溫度的升高而加快。2.3 十八胺的分配系數(shù)利用相平衡理論可以近似求出十八胺在氣液相中的分配系數(shù)約為1，從理論上闡明了十八胺在汽相中不僅有保護(hù)效果，而且保護(hù)效果與液相接近。這也就是十八胺不僅可以用于鍋爐側(cè)的停運(yùn)保養(yǎng)，也可用于汽機(jī)側(cè)的停運(yùn)保養(yǎng)的原因。2.4 十八胺對(duì)精處理樹脂的影響用濃度為0.5mg/L的十八胺對(duì)強(qiáng)堿型苯乙烯系陰樹脂（委胺型，2017）進(jìn)行浸泡試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在第1天后，陰樹脂的工交大幅下降，只有未浸泡前的一半，并隨十八胺濃度的增加而進(jìn)一步下降。然后，采用4%的NaOH溶液對(duì)受污染的陰樹脂進(jìn)行復(fù)蘇，陰樹脂的工交未能得到恢復(fù)。因此，可以認(rèn)為，十八胺對(duì)陰樹脂具有強(qiáng)烈的污染作用，又由于十八胺的溶解性差，附著力強(qiáng)，導(dǎo)致受污染的陰樹脂不可用常規(guī)方法復(fù)蘇2。所以，在設(shè)有凝結(jié)水精處理的高參數(shù)機(jī)組上，應(yīng)慎用十八胺法防腐，應(yīng)充分考慮十八胺對(duì)樹脂的不可復(fù)蘇的污染作用。3 應(yīng)用工藝技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中，確定合適的現(xiàn)場(chǎng)加藥工藝至關(guān)重要。加藥濃度、時(shí)間、pH值等因素都對(duì)保護(hù)效果產(chǎn)生直接影響。3.1 加藥的濃度采用交流阻抗、恒電位階躍及鄰菲羅啉分光光度法對(duì)成膜樣品進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)十八胺的質(zhì)量濃度為25mg/L時(shí)，成膜樣品的耐腐蝕性最好。隨著十八胺濃度的增加，膜的耐蝕性反而下降3?？紤]到藥品在實(shí)際系統(tǒng)中的熱分解以及各種損失，十八胺的添加濃度應(yīng)控制小于50mg/L，通常的參照使用量是：?jiǎn)螜C(jī)容量300MW以下每次加藥80kg（藥品濃度為10%），單機(jī)容量300MW左右每次加藥100kg，單機(jī)容量600MW左右每次加藥150kg，對(duì)于母管制機(jī)組加入量根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加4。應(yīng)該特別注意的是：十八胺如果用量不足，不但不能形成致密的保護(hù)膜，金屬有可能產(chǎn)生局部腐蝕。但是，十八胺濃度過高也會(huì)給水汽質(zhì)量帶來不良的影響，同時(shí)，在高溫下有可能熱分解產(chǎn)生低分子有機(jī)酸等有害物質(zhì)。3.2 藥品的pH值溶液pH值在8.510.0之間變化時(shí)對(duì)成膜效果影響不大。因?yàn)樵诖藀H值范圍內(nèi)，十八胺的分子結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生明顯的變化，堿性化學(xué)水工況運(yùn)行的鍋爐水汽中pH值正好落在此范圍內(nèi)，適合成膜要求1。3.3 加藥的溫度由于在450下，十八胺仍具有較好的熱穩(wěn)定性，分解量小，因此，一般在熱力系統(tǒng)溫度450下加藥?？紤]到實(shí)際停機(jī)速度等的要求，在熱力系統(tǒng)工作介質(zhì)溫度為500以上的工況下，十八胺的成膜效果仍較為良好的，只是所加的藥量要來得多。外高橋電廠、望亭電廠等電廠實(shí)際應(yīng)用時(shí)，加藥時(shí)主蒸汽溫度在500以上，但仍取得較好的保護(hù)效果。3.4 加藥的時(shí)間為了使整個(gè)熱力系統(tǒng)都能夠得到保護(hù)，應(yīng)該保證十八胺在水汽在系統(tǒng)中充分循環(huán)，并與金屬表面充分接觸。因此，利用正常停爐階段所持續(xù)的時(shí)間加藥，并維持23h以保證汽水在熱力系統(tǒng)中循環(huán)34次（以300MW發(fā)電機(jī)組為例），以確保成膜效果4。3.5 加藥點(diǎn)及加藥方式一般采用連續(xù)加藥方式，并以除氧器出口下降管作為主加藥點(diǎn)，以減少藥劑在除氧器中的損失。另外，可選擇主凝水管道作為輔助加藥點(diǎn)，以保護(hù)凝結(jié)水系統(tǒng)。有條件的話，可安裝專用的機(jī)組停用藥劑加藥系統(tǒng)。4 應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)4.1 十八胺的毒性試驗(yàn)十八胺屬于無毒類藥劑，但應(yīng)注意的是，國(guó)內(nèi)目前使用的成膜胺一般都不是純的十八胺，而是以十八胺為主要成份的混合物或十八胺的衍生物，它們的毒性與十八胺是不完全相同的，不能引用十八胺的毒性試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為產(chǎn)品的毒性試驗(yàn)結(jié)果，而必須對(duì)每種產(chǎn)品分別做毒性試驗(yàn)，用戶也應(yīng)要求廠家提供相應(yīng)的毒性試驗(yàn)報(bào)告。4.2 成膜效果的評(píng)價(jià)利用十八胺進(jìn)行熱力設(shè)備停用保護(hù)的效果評(píng)價(jià)中，目前多采用酸性硫酸銅點(diǎn)滴成膜試片，結(jié)合大氣暴露或腐蝕浸泡試驗(yàn)來作定性評(píng)價(jià)，通過觀察成膜金屬上的酸性硫酸銅滴液的變色時(shí)間來判斷成膜效果。藍(lán)色溶液變紅的時(shí)間越長(zhǎng)，膜的耐腐性越好，保護(hù)效果越顯著。4.3 成膜的有效期成膜的有效期一般在3個(gè)月以內(nèi)，尤其是在潮濕的氣氛下，要保持三個(gè)月以上的成膜是較為困難的。如果要保持半年以上的保養(yǎng)效果，必須在每季度對(duì)鍋爐點(diǎn)火進(jìn)行重新的成膜保養(yǎng)。4.4 成膜金屬的潔凈度實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，十八胺在潔凈的金屬表面的成膜較為成功，但在有垢的水冷壁管和有積水的汽機(jī)死角及過熱器的彎頭成膜效果較差?！俺赡ぁ笔窃跐崈舻慕饘俦砻嫔杀Ｗo(hù)膜，當(dāng)金屬表面已被垢或者積水所淹沒的情況下，生成膜的基本條件不存在，膜也就無從生成了。4.5 成膜時(shí)的化學(xué)監(jiān)督使用十八胺時(shí)，必須對(duì)水汽質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，除了常規(guī)項(xiàng)目檢測(cè)外，還必須增加對(duì)鐵、銅等項(xiàng)目的檢測(cè)頻率，同時(shí)，應(yīng)增加對(duì)H2、有機(jī)酸、十八胺濃度等項(xiàng)目的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，從現(xiàn)場(chǎng)使用情況來看，有些成膜胺產(chǎn)品熱分解產(chǎn)生甲酸、乙酸及丙烯酸等有害物質(zhì)，這些物質(zhì)的存在對(duì)整個(gè)熱力系統(tǒng)的腐蝕危害性極大。特別是成膜胺在氧存在下，熱分解會(huì)產(chǎn)生更多的低分子有機(jī)酸。機(jī)組啟動(dòng)初期，由于熱力除氧效果不佳，往往給水溶氧量較高，應(yīng)引起足夠的重視5。4.6 成膜保護(hù)的范圍十八胺停爐保護(hù)方式對(duì)凝汽器、凝結(jié)水系統(tǒng)防腐效果不佳，應(yīng)采用其它方法或工藝實(shí)施有效保護(hù)，如系統(tǒng)積水應(yīng)疏放干凈，或采用熱風(fēng)干燥法進(jìn)行保護(hù)，降低系統(tǒng)濕度，爭(zhēng)取系統(tǒng)中相對(duì)濕度小于50，以保證防腐效果。另外，十八胺在單一相中成膜優(yōu)于雙相中成膜，如在純水相中的省煤器管成膜比在水汽兩相的水冷壁管中成膜的效果好，這一點(diǎn)應(yīng)引起重視，以確保水冷壁管的保護(hù)效果。4.7 防止樹脂受污染實(shí)驗(yàn)表明，十八胺會(huì)對(duì)凝結(jié)水精處理的樹脂造成不可逆轉(zhuǎn)的污染。因此，熱力系統(tǒng)成膜保護(hù)前，應(yīng)徹底退出混床的運(yùn)行。下一次機(jī)組啟動(dòng)后，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行徹底的沖洗，并測(cè)試出水中確實(shí)不含有十八胺后，方可投入凝結(jié)水精處理混床。參考文獻(xiàn)1、田文華等新型熱力設(shè)備停用保護(hù)劑性能試驗(yàn)研究中國(guó)電力2001，34（4）：24272、朱志