專利名稱：一種成膜緩蝕劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成膜緩蝕劑及其應(yīng)用，特別一種成膜緩蝕劑及其在防止熱力 發(fā)電廠停爐銹蝕中的應(yīng)用，屬于成膜緩蝕劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
熱力發(fā)電機組不論參數(shù)高低和容量大小，不可避免地要停運檢修或處于備用 狀態(tài)。如果不采取有效的保護措施，停爐機組的水汽系統(tǒng)暴露在大氣環(huán)境中，會 產(chǎn)生大量銹蝕。停爐腐蝕既會帶來直接和間接的巨大經(jīng)濟損失，又會極大地危及 熱力機組的安全運行，危害是極大的。十八胺停爐保護法基于十八胺能通過物理 化學吸附作用，在金屬表面形成一層能抵抗氧和碳酸的單分子層或多分子層的憎 水膜，起到屏障隔離作用，從而保護金屬，減少腐蝕。由于十八胺的性質(zhì)特殊， 不溶于水，如何把十八胺加入到即將停運的熱力系統(tǒng)里去，而不影響到機組再啟 動時的運行， 一直是十八胺應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵問題。此外， 一類改性十八胺類藥劑 咪唑啉衍生物(其中以間二氮雜環(huán)戊烯為主)，也是近些年在國內(nèi)外應(yīng)用的成膜 緩蝕劑，與十八胺相比，由于咪唑啉在分子中增加了親水基團，所以水溶性良好， 在電廠應(yīng)用方便，保存時也不用擔心分層。咪唑啉與金屬的成膜主要是化學吸附 反應(yīng)。但以咪唑啉衍生物為主的成膜緩蝕劑，其在高溫下使用時，會使溶液的 pH值下降，作為停爐保護緩蝕劑應(yīng)用時，首先得向爐水中加入NaOH，把爐水的 pH值調(diào)節(jié)到9. 8 10. 2之間，既調(diào)節(jié)困難又存在風險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成膜緩蝕劑，該成 膜緩蝕劑由十八胺、咪唑啉酰胺和還原劑碳酰肼組成，在金屬表面成膜，實現(xiàn)對 熱力發(fā)電廠停備用機組的保護。
實現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是 一種成膜緩蝕劑，由30% 50%的十八 胺，20% 30%的咪唑啉酰胺，其他為還原劑碳酰肼組成，以上比例為質(zhì)量百分比。
上述成膜緩蝕劑在防止金屬在大氣環(huán)境中遭受腐蝕的應(yīng)用，其應(yīng)用方法為 在溫度為150 500°C、成膜緩蝕劑的濃度為10 35ppm、 pH為7 11的溶液環(huán) 境中、時間為lh 10min的條件下，在金屬表面形成一種致密的保護膜，起到防
止金屬在大氣環(huán)境中遭受腐蝕的作用。
在熱力發(fā)電機組由運行進入停備用狀態(tài)的滑參數(shù)停運過程中，當主蒸汽溫度 為300 50(TC時，爐水pH為9.0 10.0，由給水系統(tǒng)加入成膜緩蝕劑，使水汽 系統(tǒng)中成膜緩蝕劑的濃度為10 35ppm，并保證滑參數(shù)的過程持續(xù)2 3小時， 機組滑停后按正常的機組停運規(guī)程實施熱爐放水。成膜緩蝕劑隨水汽循環(huán)布滿整 個熱力系統(tǒng)，在與設(shè)備和管道內(nèi)表面金屬接觸時，在金屬表面形成一層分子層保 護膜。熱爐放水后，這層保護膜就隔絕了空氣、水對金屬的侵蝕，從而保護了熱 力設(shè)備免造腐蝕；在機組再次啟動時，由于保護膜的熔點低，經(jīng)熱水作用保護膜 被洗掉，設(shè)備金屬表面恢復了原狀。
本發(fā)明利用十八胺水解后的弱堿性和咪唑啉酰胺的水溶性，克服了單純使用 咪唑啉類成膜緩蝕劑造成爐水pH值下降和單純使用十八胺成膜緩蝕劑水溶性差 的缺陷，實施停爐保護過程中不需要用NaOH調(diào)節(jié)爐水的pH值，不存在爐水pH 下降的風險，也不需要加有機溶劑助溶，不存在產(chǎn)生有機酸的風險，而且在還原 劑碳酰肼存在下，成膜效果更好。成膜緩蝕劑的組成中含有極性基團和非極性基 團兩部分，利用極性基團中氮原子上的孤對電子與鐵基合金表面的Fe原子上的 空d軌道配位成鍵，產(chǎn)生化學吸附；或形成質(zhì)子化的有機胺時與金屬表面的負電 荷區(qū)靜電吸引，發(fā)生物理吸附而在金屬表面成膜。非極性碳鏈基團使這層薄膜具 有憎水性，這層憎水性膜對腐蝕介質(zhì)產(chǎn)生物理屏蔽效應(yīng)，減緩了金屬表面的腐蝕， 成膜緩蝕劑中的還原劑碳酰肼增強了成膜效果。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點
(1) 成膜效果好，本發(fā)明的成膜緩蝕劑是一種混合型緩蝕劑，在金屬表面形成 的保護膜憎水性強，水滴在成膜后的金屬表面，猶如滴在荷葉上一樣，可以自由 滾動，不留痕跡；成膜緩蝕劑還有一定的能力滲透到水垢下的金屬表面成膜；保 護膜的耐侵蝕性強，對成膜金屬表面進行酸性硫酸銅點滴試驗，時間超過1小時 不變色；實施成膜保護后，停備用熱力設(shè)備暴露在大氣環(huán)境下不受腐蝕可達8 個月以上。
(2) 成膜保護范圍廣，不僅能保護鍋爐系統(tǒng)(包括汽包、水冷壁、省煤器、過 熱器、再熱器等)，而且能保護汽輪機系統(tǒng)(包括低壓加熱器、除氧器、高壓加 熱器和汽機高、中、低壓缸等)。
(3) 本發(fā)明的成膜緩蝕劑物理化學性能穩(wěn)定，無毒、無害，在室溫、密閉條件 下，可放置l年以上不變性；實施停爐保護后的廢水排入電廠工業(yè)廢水處理系統(tǒng) 處理，不需要特殊的廢水處理措施。
(4) 高壓釜試驗表明，本發(fā)明的成膜緩蝕劑在濃度為10 35mg/L、 pH為7. 0 11.0、溫度為150 500°C、成膜時間為lh左右時，即可在打磨光滑的金屬表面 和未打磨的銹蝕金屬表面的形成良好的保護膜，而且在汽相和液相均能在金屬表 面形成致密、均勻和光滑的保護膜。
(5) 本發(fā)明的成膜緩蝕劑在高溫下分解后溶液的pH值不發(fā)生變化。
(6) 本發(fā)明的成膜緩蝕劑對銅合金的耐蝕性沒有影響。
(7) 本發(fā)明的成膜緩蝕劑對熱力系統(tǒng)金屬表面的水垢和腐蝕產(chǎn)物有一定的清洗、 剝離和去除作用，還減少了熱力設(shè)備腐蝕和"四管爆破"的幾率，有利于延長鍋 爐的酸洗周期，延緩設(shè)備的使用壽命，具有主要的安全和經(jīng)濟效益。
(8) 將成膜緩蝕劑及在防止熱力發(fā)電廠停爐銹蝕中的應(yīng)用，將大大縮短熱力發(fā) 電機組啟動時的水汽品質(zhì)合格時間，從而縮短機組并網(wǎng)時間，節(jié)約大量的水和熱 量，具有顯著的節(jié)能效益。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
將質(zhì)量百分比為30 50%的十八胺、質(zhì)量百分比為20 30%咪唑啉酰胺和 50 20%碳酰肼混合，制成質(zhì)量百分比為10 20%的成膜緩蝕劑水溶液。 本發(fā)明成膜緩蝕劑在停爐保護中應(yīng)用的步驟為
(1) 將發(fā)電機組由運行狀態(tài)進入停備用狀態(tài)的滑參數(shù)停運過程。
(2) 成膜緩蝕劑溶液用大于2倍于藥劑體積的除鹽水或凝結(jié)水溶解稀釋1小時， 以便加快加藥過程。
(3) 向給水系統(tǒng)加入成膜緩蝕劑之前，將凝結(jié)水精處理系統(tǒng)退出，以避免成膜 緩蝕劑直接與凝結(jié)水精處理樹脂接觸造成樹脂污染；停止向給水和凝結(jié)水加氨、 聯(lián)氨和向爐水加磷酸鹽；將本機輔汽切換為本機帶，保持停運機組單元制運行方 式；關(guān)閉鍋爐排污系統(tǒng)的定排和連排；內(nèi)冷水補水為凝結(jié)水的將補水切換為除鹽 水。
(4) 當機組滑停過程進行到參數(shù)為主蒸汽溫度為300 50(TC時，由給水加藥
系統(tǒng)在l 2h內(nèi)將上述制得的成膜緩蝕劑溶液加入水汽系統(tǒng)中，或在給水加藥母 管上外接加藥泵，加入成膜緩蝕劑溶液，或在電動給水泵前置泵入口濾網(wǎng)的排污 管的閥門之前接一個旁路，由外接加藥泵從旁路泵加入成膜緩蝕劑溶液，成膜緩 蝕劑的加藥量視機組的大小，根據(jù)熱力系統(tǒng)水容積進行估算，使成膜緩蝕劑的濃 度在10 35ppm之間即可，濃度更大除增加藥劑的消耗，對成膜無不良影響。自 加藥開始到機組打閘，保證成膜緩蝕劑在水汽系統(tǒng)中循環(huán)2 3小時，最長不要 超過8小時，機組停運后，按正常的運行規(guī)程進行熱爐放水。實施成膜緩蝕劑加 藥過程中，除氧器、凝汽器盡量維持較高水位，汽包維持較低水位；并將給水流 量盡可能調(diào)低，除氧器排汽閥盡量關(guān)小，避免藥品的損失。
技術(shù)實施效果檢查檢查項目包括對除氧器、凝汽器、加熱器、汽包內(nèi)表面 (汽、水側(cè))、汽輪機葉片表面進行憎水性檢查，水滴在成膜后的熱力設(shè)備內(nèi)壁 金屬表面，猶如滴在荷葉上一樣，可以自由滾動，不留痕跡；機組解體時肉眼檢
査汽包內(nèi)部、汽輪機、省煤器、水冷壁、再熱器、過熱器管等處的成膜情況，成
膜的金屬表面顯示鋼灰色；在解體的熱力設(shè)備金屬表面進行酸性CuS04點滴試驗， 液滴由蘭灰色變成紅色的時間大于1小時；機組啟動時，取樣分析水汽質(zhì)量， 并與未進行此項保護時的情況進行比較，水汽中鐵的含量明顯小于未進行此項保 護時的值。
實施本發(fā)明對機組的保護后，機組重新啟動時水質(zhì)合格快，保護效果好，安 全環(huán)保，投資少，費用低，實施容易，有很高的推廣應(yīng)用價值。
權(quán)利要求
1.一種成膜緩蝕劑，至少包括30％～50％的十八胺，20％～30％的咪唑啉酰胺，其它為還原劑碳酰肼，以上比例為質(zhì)量百分比。
2. 權(quán)利要求1所述成膜緩蝕劑的用途，其特征在于成膜緩蝕劑在防止金屬在大 氣環(huán)境中受腐蝕的應(yīng)用。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述成膜緩蝕劑的用途，其特征在于在溫度為150 500°C、 成膜緩蝕劑的濃度為10 35卯m、 pH為7 11、時間為lh 10min的條件下，在 金屬表面形成一種致密的保護膜，起到防止金屬在大氣環(huán)境中受腐蝕的作用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的成膜緩蝕劑的用途，其特征在于在熱力發(fā)電機組 由運行進入停備用狀態(tài)的滑參數(shù)停運過程中，當主蒸汽溫度為300 50CTC，爐 水pH為9.0 10.0，由給水系統(tǒng)加入成膜緩蝕劑，使水汽系統(tǒng)中成膜緩蝕劑的 濃度為10 35卯m，并保證滑參數(shù)的過程持續(xù)2 3小時，使成膜緩蝕劑在水汽 系統(tǒng)中充分循環(huán)、成膜，機組滑停后按正常的機組停運規(guī)程實施熱爐放水。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種成膜緩蝕劑至少包括30％～50％的十八胺，20％～30％的咪唑啉酰胺，其它為還原劑碳酰肼，以上比例為質(zhì)量百分比。成膜緩蝕劑在溫度為150～500℃、成膜緩蝕劑的濃度為10～35ppm、pH為7～11、時間為1h～10min的條件下，在金屬表面形成一種致密的保護膜，起到防止金屬在大氣環(huán)境中遭受腐蝕的作用，特別是在熱力發(fā)電廠停爐保護中的應(yīng)用，可使熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)內(nèi)金屬表面形成憎水性強和耐侵蝕性好的保護膜，使停備用熱力設(shè)備暴露在大氣環(huán)境下不受腐蝕達8個月以上，同時還對熱力系統(tǒng)金屬表面的水垢和腐蝕產(chǎn)物有一定的清洗、剝離和去除作用，減少了熱力設(shè)備腐蝕和“四管爆破”的幾率，有利于延長鍋爐的酸洗周期，延緩設(shè)備的使用壽命，增強了安全，提高了經(jīng)濟效益。
文檔編號C23F11/14GK101195919SQ20071016904
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者曹順安 申請人:武漢大學