氨水堿化烘干加真空干燥停爐保護的應用

于響生

摘 要：鍋爐、凝汽器、加熱器等熱力設備停運期間，如果不采取有效的保護措施，水汽測的金屬表面會發生強烈腐蝕。本文在簡要介紹目前常用的停爐保護方法的基礎上，結合某電廠1、2號機A修化學檢查情況，對該廠前后使用的兩種停爐保護方案取得的效果進行比較、總結，認為采用“氨水堿化烘干加真空干燥”停爐保護方法取得的效果更明顯，適合長時間停運的機組使用。

關鍵詞：停爐保護;氨水堿化烘干;真空干燥;設備腐蝕

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）10-0130-02

1 概況

1.1 機組簡介

某廠一期工程建設兩臺600MW機組，鍋爐為東方鍋爐廠生產的超臨界變壓直流爐，螺旋水冷壁，汽輪機為上海汽輪機有限公司生產的N600-24.2/566/566汽輪機。給水采用AVT（R）處理方式：加氨調節給水pH值，加聯氨輔助除氧。機組停運時，采用氨-聯氨鈍化加熱爐放水的防銹蝕停爐保護方案，通過加大加氨量將pH提高至9.8以上，并根據停運時間長短來確定合適的聯氨加入量。

1.2 停爐保護的重要性

鍋爐停用時，如果不采取有效的保護措施，鍋爐水汽側的金屬表面會發生嚴重的溶解氧腐蝕，這種腐蝕稱為停用腐蝕。

停用腐蝕的危害性有兩個方面：一方面，在短期內使停用設備金屬表面遭到大面積腐蝕;另一方面，加劇熱力設備運行時的腐蝕。因此，在鍋爐停用期間，必須對其水汽系統采取保護措施。

2 常用停爐保護方法介紹

2.1 氨、聯氨鈍化烘干法

鍋爐停爐前2h，利用給水、凝水加藥系統，向給水、凝水加氨和聯氨，提高pH值和聯氨濃度，在高溫下形成保護膜，然后熱爐放水，余熱烘干。某電廠投產后即采用此種停爐保護方法，取得了一定的效果，但仍然存在著一定的停用腐蝕，系統鐵含量長期居高不下。

2.2 氨水堿化烘干法

給水采用加氨處理（AVT（O））和加氧處理（OT）機組，在機組停機前4h，停止給水加氧，加大給水氨的加入量，提高系統的pH值，然后熱爐放水，余熱烘干。

2.3 充氮法

充氮保護的原理是隔絕空氣，鍋爐充氮保護有兩種方式：

（1）氮氣覆蓋法。鍋爐停運后不放水，用氮氣來覆蓋汽空間。（2）氮密封法。鍋爐停運后必須放水，用氮氣來密封水汽空間。

3 氨水堿化烘干加真空干燥停爐保護方法的應用

3.1 方法原理

“氨水堿化烘干+真空干燥”停爐保護方法的主要原理是在機組停機前，通過增大給水系統的加氨量，在高溫下形成保護膜，然后熱爐放水、余熱烘干，并利用凝汽器抽真空系統，對鍋爐抽真空，以保證鍋爐干燥，并將鍋內空氣相對濕度降至50%以下，或達到環境相對濕度，以此來降低機組停運期間的腐蝕速率，并縮短機組重新開機時的啟動時間。

3.2 實施過程

某電廠在2號機C修、2號機A修停機時均采用了“氨水堿化烘干+真空干燥”停爐保護方法，本文以2號機A修停機來闡述整個停爐保護過程。

3.2.1 氨水堿化階段

氨水堿化是在機組停運前（通常2小時前），通過提高給水的PH值，促使金屬表面在高溫下形成保護膜。

為了快速提高給水的pH值，在進行停爐保護時，增大了氨箱氨液濃度，同時退出精處理混床，使pH值較快的提高至9.8以上。

3.2.2 熱爐放水階段

（1）鍋爐停運后，迅速關閉鍋爐各風門、擋板，封閉爐膛，防止熱量過快散失。（2）當分離器出口壓力降至1.0MPa，開啟省煤器疏水，分離器出口壓力降至0.8MPa，開啟水冷壁、過熱器、再熱器疏水。（3）分離器出口壓力降至0.2MPa，開啟各受熱面排氣閥。（4）鍋爐熱爐放水結束、鍋爐無壓后，將屏過入口A側就地壓力表、低再入口A側就地壓力表更換為真空表，并將給水控制站后至高壓主汽門前及再熱器系統中所有不允許在真空條件下工作的壓力表和壓力變送器的二次閥關閉。

3.2.3 真空干燥階段

碳鋼腐蝕速率與空氣相對濕度的關系見圖1，從圖中可以看出在空氣相對濕度達到60%以上時，腐蝕加劇，空氣相對濕度在40%以下時，腐蝕速率較小。因此，在熱爐放水后可以對系統進行抽真空，將對應濕度降到40%以下，從而達到了抑制腐蝕的目的。

（1）真空干燥系統流程，見圖2。（2）2號機抽真空數據記錄，表1。（3）真空干燥過程中鍋爐真空的變化曲線，圖3。

在開始建立真空時，由于水汽系統中存在大量的蒸汽和凝結水，被抽走的蒸汽不斷被過飽和水閃蒸出的蒸汽補充，隨著閃蒸的進行，金屬壁溫因水的汽化而逐漸下降，水蒸氣的飽和壓力也隨之相應下降，所以在抽真空的起始階段，鍋爐內的真空有所上升，但較緩慢。

隨著抽真空的不斷進行，系統中的水不斷汽化并被抽出，金屬面趨于干燥。當水被蒸干后，系統中真空上升的速度會明顯加快，這是因為被抽走的氣體再也得不到蒸汽的補充。

所以當系統中真空達到一定值時，空氣中相對濕度也會逐漸降低到安全范圍。該電廠2號機停爐時凝汽器、屏過入口、低再入口真空達到97、88、83KPa，且保持相對穩定，說明抽真空達到了較好的效果。

4 停爐保護效果評價

4.1 割管檢查效果評價

從1、2號機A修割管檢查情況對比來看，2號機組A修前停運采用“氨水堿化烘干加真空干燥”停爐保護方法取得了較為明顯的效果，機組停運20天后割管，水冷壁、省煤器均未產生明顯的腐銹，見圖4和圖5。

4.2 機組開機沖洗至合格耗水、耗時情況檢查

由開機情況可知采用“氨水堿化烘干+真空干燥”的停爐保護方法后，機組啟動時所消耗的除鹽水也由4000噸（停運20天以上）左右大幅降至2700噸以下。機組開機時間由原來的40小時左右降至24小時，為機組提前并網創造了條件，并節約了開機費用。

5 結語

（1）1、2號機A修割管檢查情況表明在某電廠采用“氨水堿化烘干+真空干燥”停爐保護方案是可行、有效的，能夠切實降低停運設備的腐蝕。建議在機組停用10天及以上停機期間采用。（2）采用“氨水堿化烘干+真空干燥”停爐保護方法可以減少機組啟動用水，減少開機時間，其經濟效益非常可觀。（3）停爐保護效果提高后，必將減少機組腐蝕、結垢量，有利于熱力設備能量交換，降低煤耗，且可以降低“四管”泄漏，延長熱力設備壽命，其無形的經濟效益更高。