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1、1十八胺应用中的若干技术问题探讨十八胺应用中的若干技术问题探讨陈进生(厦门华夏国际电力发展有限公司)王杭州 钟爱民2摘要摘要：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。1 1引言引言 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
2、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 2十八胺的基本性能十八胺的基本性能 2.12.1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 3545，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
3、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。2.22.2十八胺的热分解 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 450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
4、或叔胺，释放出 NH3，这一反应随着温度的升高而加快。2.32.3十八胺的分配系数 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。2.42.4十八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%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。
5、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。3 3应用工艺技术应用工艺技术 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。23.13.1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
6、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。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，在高温下有可能热分解产生低分子有机酸等有害物质。3.23.2药品的 pH 值溶液 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
7、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1。3.33.3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。3.43.4加药的时间 为了使整个热力系统都能够得到保护，应该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
8、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4。3.53.5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。4 4应用时的注意事项应用时的注意事项 4.14.1十八胺的毒性试验 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
9、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。4.24.2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，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。4.34.3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。4.44.4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
10、，但在有垢的水冷壁管和有积水的汽机3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，生成膜的基本条件不存在，膜也就无从生成了。4.54.5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，除了常规项目检测外，还必须增加对铁、铜等项目的检测频率，同时，应增加对 H2、有机酸、十八胺浓度等项目的检测，发现问题及时处理，从现场使用情况来看，有些成膜胺产品热分解产生甲酸、乙酸及丙烯酸等有害物质，这些物质的存在对整个热力系统的腐蚀危害性极大。特别是成膜胺在氧存在下，热分解会产生更多的低分子有机酸。机组启动初期，由于热力除氧效果不佳
11、，往往给水溶氧量较高，应引起足够的重视5。4.64.6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，这一点应引起重视，以确保水冷壁管的保护效果。4.74.7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。参考文献参考文献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2002，5：33345、张玉福热力设备停（备）用期间成膜胺防腐应用技术中南八省区第九届电厂化学监督经验交流会论文集湖南省电力试验研究所，2001 年 6 月
