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1、十八胺应用中的若干技术问题探讨Approach to several technic issues about the application of octadecylamine film陈进生、王杭州、钟爱民厦门嵩屿电厂 （厦门 361026）摘要：根据十八胺的特性与应用现状，总结应用中的工艺经验，提出十八胺防腐时应注意的若干技术问题。关键词：十八胺；热力设备；停用保护剂Abstract：According the properties and application status of octadecylamine，the experiences of utilization are su
2、mmarized，several technic issues which should be paid attention are presented。Key words：octadecylamine film；thermal power equipment；shutdown anticorrosion preservative1 引言十八胺（ODA，C18H39N，octadecylamine）是一种具有良好特性的成膜胺。十八胺的分子结构中含有亲水端和憎水端，在汽水系统中，其分子上的亲水端吸附于金属表面，开成单分子膜，而分子上的憎水端则排斥水分子，在介质与金属表面形成一层保护膜。目前国内不
3、少电厂，已应用此项技术进行机组停用保护，并取得一定的效果。但由于十八胺应用中影响保护效果的技术因素较多，如应用工艺、药品的热分解特性、汽液相的分配系统、对凝结水精处理混床树脂的影响等，如果这些影响因素未得到重视，并采取相应的对策，那么，保护效果就难以得到有效控制，甚至会出现药剂在热力系统内部表面析出、树脂受到污染等问题。本文以十八胺在厦门嵩屿电厂的试验性应用情况，结合国内目前的现状，重点对如何优化十八胺应用工艺，如何完善十八胺现场使用技术及应用中的注意事项进行探讨。2 十八胺的基本性能2.1 主要性状十八胺是白色蜡状或颗粒状物质，其分子式为C18H39N，比重0.780.83g/cm3，熔点3
4、545，凝点是4250，沸点280320，闪点130150。工业品中通常含有仲胺和叔胺。十八胺不溶于水，在75的水中呈悬浊液，但可溶于乙醇，异丙醇、醋酸，醚等有机溶剂。十八胺对眼睛和粘膜有刺激性，生物毒性试验表明十八胺属于无毒类药剂，每日500mg/L的剂量服用2年，试验鼠无任何毒性反应。2.2 十八胺的热分解对十八胺的分解温度存在一定的争议，有的报导为450，有的报导为530以上。采用美国TA2000DCS型差示扫描量热仪进行成膜样品的热分解试验，结果是，在250时，十八胺的热分解量为10%左右，320450时热分解量为35%，分解产物为碳氢化合物、NH3、H2、CH4、CO等。这表明，在4
5、50下，十八具有较好的热稳定性1。另外，当温度超过80时，十八胺会发生析氨反应，即由伯胺转变成仲胺或叔胺，释放出NH3，这一反应随着温度的升高而加快。2.3 十八胺的分配系数利用相平衡理论可以近似求出十八胺在气液相中的分配系数约为1，从理论上阐明了十八胺在汽相中不仅有保护效果，而且保护效果与液相接近。这也就是十八胺不仅可以用于锅炉侧的停运保养，也可用于汽机侧的停运保养的原因。2.4 十八胺对精处理树脂的影响用浓度为0.5mg/L的十八胺对强碱型苯乙烯系阴树脂（委胺型，2017）进行浸泡试验，发现在第1天后，阴树脂的工交大幅下降，只有未浸泡前的一半，并随十八胺浓度的增加而进一步下降。然后，采用4
6、%的NaOH溶液对受污染的阴树脂进行复苏，阴树脂的工交未能得到恢复。因此，可以认为，十八胺对阴树脂具有强烈的污染作用，又由于十八胺的溶解性差，附着力强，导致受污染的阴树脂不可用常规方法复苏2。所以，在设有凝结水精处理的高参数机组上，应慎用十八胺法防腐，应充分考虑十八胺对树脂的不可复苏的污染作用。据了解，在秦皇岛热电厂、嘉兴电厂等设有凝结水精处理的机组上，应用十八胺时，均隔绝凝结水精处理系统。3 应用工艺技术实际应用中，确定合适的现场加药工艺至关重要。加药浓度、时间、pH值等因素都对保护效果产生直接影响。3.1 加药的浓度采用交流阻抗、恒电位阶跃及邻菲罗啉分光光度法对成膜样品进行试验，发现当十八
7、胺的质量浓度为25mg/L时，成膜样品的耐腐蚀性最好。随着十八胺浓度的增加，膜的耐蚀性反而下降3。考虑到药品在实际系统中的热分解以及各种损失，十八胺的添加浓度应控制小于50mg/L，通常的参照使用量是：单机容量300MW以下每次加药80kg（药品浓度为10%），单机容量300MW左右每次加药100kg，单机容量600MW左右每次加药150kg，对于母管制机组加入量根据实际情况适当增加4。嵩屿电厂在启动锅炉进行试验性应用时，控制的总加药量为10kg。应该特别注意的是：十八胺如果用量不足，不但不能形成致密的保护膜，金属有可能产生局部腐蚀。但是，十八胺浓度过高也会给水汽质量带来不良的影响，同时造成药
8、品的浪费。3.2 药品的pH值一般认为，溶液pH值在8.510.0之间变化时对成膜效果影响不大。因为在此pH值范围内，十八胺的分子结构不会发生明显的变化，碱性化学水工况运行的锅炉水汽中pH值正好落在此范围内，适合成膜要求。由于十八胺分子中胺基（-NH2）呈弱碱性，使用时，pH值略有上升。嵩屿电厂在试验性应用时，启动锅炉炉水pH值由加药前的9.17上升至加药后9.41。3.3 加药的温度由于在450下，十八胺仍具有较好的热稳定性，分解量小，因此，一般在热力系统温度450下加药。考虑到实际停机速度等的要求，在热力系统工作介质温度为500以上的工况下，十八胺的成膜效果仍较为良好的，只是所加的药量要来
9、得多。外高桥电厂、望亭电厂等电厂实际应用时，加药时主蒸汽温度在500以上，但仍取得较好的保护效果。嵩屿电厂试验性应用的加药温度为350，维持主汽压为1.0MPa左右。3个月后打开启动锅炉汽包门检查保养效果，汽包壁上有黑灰色的保护膜。3.4 加药的时间为了使整个热力系统都能够得到保护，应保证十八胺在水汽在系统中充分循环，并与金属表面充分接触。因此，利用正常停炉阶段所持续的时间加药，并维持23h以保证汽水在热力系统中循环34次（以300MW发电机组为例），以确保成膜效果。3.5 加药点及加药方式一般采用连续加药方式，并以除氧器出口下降管作为主加药点，以减少药剂在除氧器中的损失。另外，可选择主凝水管
10、道作为辅助加药点，以保护凝结水系统。有条件的话，可安装专用的机组停用药剂加药系统。加药前，应根据加药泵的出力及溶药箱的体积，计算好加药总体所需的时间。通常是保养刚开始时加大药泵的开度，尔后逐渐减少药泵的开度。4 应用时的注意事项4.1 十八胺的毒性试验十八胺属于无毒类药剂，但应注意的是，国内目前使用的成膜胺一般都不是纯的十八胺，而是以十八胺为主要成份的混合物或十八胺的衍生物，它们的毒性与十八胺是不完全相同的，不能引用十八胺的毒性试验数据作为产品的毒性试验结果，而必须对每种产品分别做毒性试验，用户也应要求厂家提供相应的毒性试验报告。4.2 成膜效果的评价利用十八胺进行热力设备停用保护的效果评价中
11、，目前多采用酸性硫酸铜点滴成膜试片，结合大气暴露或腐蚀浸泡试验来作定性评价，通过观察成膜金属上的酸性硫酸铜滴液的变色时间来判断成膜效果。蓝色溶液变红的时间越长，膜的耐腐性越好，保护效果越显著。4.3 成膜的有效期成膜的有效期一般在3个月以内，尤其是在潮湿的气氛下，要保持三个月以上的成膜是较为困难的。如果要保持半年以上的保养效果，必须在每季度对锅炉点火进行重新的成膜保养。4.4 成膜金属的洁净度实际应用发现，十八胺在洁净的金属表面的成膜较为成功，但在有垢的水冷壁管和有积水的汽机死角及过热器的弯头成膜效果较差。“成膜”是在洁净的金属表面生成保护膜，当金属表面已被垢或者积水所淹没的情况下，生成膜的基
12、本条件不存在，膜也就无从生成了。4.5 成膜时的化学监督使用十八胺时，必须对水汽质量进行严格监督，除了常规项目外，还必须增加对铁、铜、十八胺浓度等项目的检测。成膜胺在氧存在下，热分解产生低分子有机酸。机组启动初期，由于热力除氧效果不佳，往往给水溶氧量较高，应引起足够的重视。4.6 成膜保护的范围十八胺停炉保护方式对凝汽器、凝结水系统防腐效果不佳，应采用其它方法或工艺实施有效保护，如系统积水应疏放干净，或采用热风干燥法进行保护，降低系统湿度，争取系统中相对湿度小于50，以保证防腐效果。另外，十八胺在单一相中成膜优于双相中成膜，如在纯水相中的省煤器管成膜比在水汽两相的水冷壁管中成膜的效果好，这一点
13、应引起重视，以确保水冷壁管的保护效果。4.7 防止树脂受污染实验表明，十八胺会对凝结水精处理的树脂造成不可逆转的污染。因此，热力系统成膜保护前，应彻底退出混床的运行。下一次机组启动后，应对系统进行彻底的冲洗，并测试出水中确实不含有十八胺后，方可投入凝结水精处理混床。特别需要说明的是，如果凝结水精处理混床能够实现氨化运行，那么在应用十八胺之前，应进行充分的研究与试验，以免对混床氨化运行造成破坏性的影响。参考文献1、田文华等新型热力设备停用保护剂性能试验研究中国电力2001，34（4）：24272、朱志平等十八胺对阴树脂的污染及对策热力发电2001，2：57583、廖强强等十八完基胺膜的耐腐蚀性评定中国电力2001，34（7）：19214、彭 伟等成膜胺应用中的若干问题探讨华东电力2002，5：3334第一作者简介陈进生（1970），男，福建南安人，1992年毕业于武汉水利电力大学。现为厦门嵩屿电厂化学主管，工程师，武汉大学在读工程硕士。3做事做实