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浅议丙酮肟在电厂停炉保护中的应用

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浅谈二甲基酮肟在电厂停炉保护中的应用浅谈二甲基酮肟在电厂停炉保护中的应用(维修一部 魏世学)摘 要:本文从锅炉给水除氧剂的产生、发展,简单介绍了新型锅炉给 水除氧剂——二甲基酮肟的性质及在给水除氧和停炉保护方面的应用,重点是 在锅炉停炉保护当中的探索和应用关 键 词:二甲基胴肟 停炉保护 应用一、二甲基胴肟概述一、二甲基胴肟概述氧腐蚀是火力发电厂中热力设备常见的一种腐蚀,热力设备在安装、运行 和停运期间都有可能发生氧腐蚀,这种腐蚀影响设备的使用寿命,若腐蚀产物带 入热力系统,将在系统内积盐、结垢,导致热效率降低,水汽品质恶化,严重时还 可诱发诸如爆管等事故因此,锅炉给水除氧处理对保证锅炉甚至整个机组的安 全经济运行都有着十分重要的地位为了有效防止热力设备氧腐蚀,自十九世纪 30 年代中叶,人们采用了在给 水系统中安装热力除氧装置(如除氧器)并辅以化学除氧的方法,以除去锅炉给水中的微量溶解氧关于除氧剂,1935 年美国 K.A.Kobe 和 W.L.Gooding 首次提出了用 Na2SO3 除去锅炉水中溶解氧,指出 Na2SO3是低压锅炉的一种良好除氧剂60 年代开始, 联氨成了锅炉给水的一种新型除氧剂,且长期以来联氨(N2H4)作为高中压锅 炉给水的化学除氧剂具有明显的除氧效果,但与此同时,联氨的毒性也越来越 引起人们的关注,特别是根据电厂运行实践,证明联氨在蒸汽中不能完全分解, 均有一定的残留量。

1985 年美国的“职业防护与保健法案” ,把联氨正式列为 危险药品,并说明联氨是可疑的致癌物质,要求涉及公民正常生活(如发电厂 供热)的职业范围内禁止使用联氨作为辅助药品在 1996 年我国相关的行业标 准《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》 (DL5053-1996)第 7.2.2 条中 也有说明,规定加联氨的蒸汽不宜作生活用汽因此,研究开发某种高效、无毒 的除氧剂以取代联氨,是电厂水处理的一个重要的技术课题,二甲基酮肟(丙酮 肟)便由此应运而生二、二甲基酮肟的性质二、二甲基酮肟的性质 1.物理性质 二甲基酮肟(Di Methyl Ketoxime) ,英文缩写名 DMKO,化学名称为丙酮 肟(Acetone oxime) ,分子式(CH3)2C=N-OH,分子量 73.09,密度 0.901g/cm3, 沸点 136℃,熔点 61℃,闪点 47.2℃,PH(25%水溶液中): 6.6,LD50:5500 mg/kg,外观为白色棱晶状结晶或粉末,有很强的还原性,在空气中挥发很快,呈中性反应,在水中溶解度 320g/L(20℃) ,易溶于醇、酮、醚等有机溶剂, 在稀酸中易水解 2.还原性 由于 DMKO 有很强的还原性,因此,它很容易和给水中的氧反应,从而降低 给水的溶解氧含量,而且,反应速度快,除氧完全。

DMKO 与氧反应的化学方程 4 (CH3)2C = N-OH + O2 → 4 (CH3)2C = O + 2 N2 + 2H2O 2 (CH3)2C = N-OH + O2 → 2 (CH3)2C = O + N2O + H2O 3.高温下分解产物对水汽系统的影响 DMKO 的分解产物有甲酸、乙酸及氮的氧化物等,在确保除氧效果的前提下, 当控制 DMKO 在给水中残余量为 5~40μg/L 时,甲酸、乙酸、CL-、SO42-在所 有被测的水汽样品中均未检出,同时,对部分样品的 NO2-和 NO3-含量进行了检 测,也都均未检出,因此,采用 DMKO 除氧对水汽系统无任何不良影响 4.对金属的缓蚀和钝化作用 由于 DMKO 具有很强的还原性能,其水溶液能够在钢材表面形成良好的磁性 氧化物膜,从而能有效地延缓热力设备停(备)用时的腐蚀,生成磁性氧化物 膜的化学方程式为: 2 (CH3)2C = N-OH + 6 Fe2O3 → 2 (CH3)2C = O + 4 Fe3O4 + N2O + H2O 用含有 DMKO 的溶液对热力设备实施湿法保护,可明显地得到缓蚀效果,保 护剂质量浓度为 350~400 mg/L(除盐水配制) ,PH≥10.5(氨调节) 。

另外, DMKO 对金属也有较好的钝化作用,且具有用量少、无毒、排放无污染等优点 5.可防止铁、铜等氧化物的沉积 DMKO 可降低给水的含铁量,防止锅炉因形成氧化铁沉积物而引起金属管过 热和腐蚀损坏,同时,DMKO 对沉积在管道、省煤器等处的铜的腐蚀产物有清洗 作用,这就是在 DMKO 使用初期,炉水铜的含量会明显升高的原因 6.低毒性 DMKO 的毒性比联氨低得多,LD50 为 5500 mg/kg,其毒性只有联氨的 1/20,不会造成人体伤害和环境污染 正是由于二甲基酮肟(DMKO)具有的很强的还原性能、成膜性能和低毒性 能,二甲基酮肟现已在许多电厂中取代联胺(水合肼) ,成为一种新型的锅炉给 水除氧剂和锅炉停炉保护剂 三、二甲基酮肟在锅炉给水除氧方面的应用三、二甲基酮肟在锅炉给水除氧方面的应用 由于二甲基胴肟(DMKO)有较强还原性,对水汽系统设备无任何腐蚀,对 系统无次生有害离子,安全低毒,目前已广泛使用作为锅炉水炉内处理的除氧 剂,除此而外,相比于联氨,它还有操作简便、投加省时省力,不增加任何设 备投资,能较好改善除氧效果,减少除氧剂用量,节约费用等特点由于我厂 已已经使用 DMKO 作为炉水的除氧剂且使用效果较好,鉴于篇幅这里不再赘述。

四、二甲基酮肟在机组停炉保护中的应用四、二甲基酮肟在机组停炉保护中的应用 如前所述,由于二甲基胴肟特有的还原性,良好的成膜性,较好的低毒性, 所以,二甲基胴肟更可作为火力发电厂锅炉停用保护的药剂二甲基胴肟(DMKO)对金属表面有良好的保护作用,其效果优于氨液和联 氨,适用于锅炉中长期停用保护在二甲基胴肟锅炉湿法停炉保护中,DMKO 首 先去除水中的溶解氧,然后对金属实现表面钝化,从而生成磁膜,起到防腐蚀 作用 (一)停炉保护的工艺条件 1、PH 值的选取:研究和实践证明,溶液的 PH 起始值应大于 10.5,当 PH 值 小于 10.5 时,金属腐蚀会随时间的延长而加重,药液的 PH 值用氨水调整 2、浓度及密封状态:系统初始密封性很重要, DMKO 初期浓度 300~400 mg/L,保护期内不低于 200 mg/L,PH 值 10.5~10.8 时,在较严密的状况下, 不会出现腐蚀情况,而一旦形成保护膜后,在非密封条件下,金属腐蚀仍可控 制很小,即后期密封要求可放宽 3、使用方法:DMKO 药液的 PH 值用氨水调整,混合充分后,配制好的保护液 可通过计量泵或水力喷射器向锅炉加药,直至省煤器、过热器及锅炉本体充满 保护液,汽包上部保护液平衡箱溢流为止。

4、保护期内化学监测项目为 DMKO 浓度、PH 值、溶解氧、Fe、Cu 等 (二)现场使用情况 1、保护开始的两周内,给水中 Fe、Cu 含量上升是正常现象以后会逐渐 下降,大约 2 个月后趋于稳定 2、停用一年的锅炉,建议采用 DMKO 保护液浓度为 300~400 mg/L,可取得 良好的保护效果。

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