CN109798509A - 一种停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置。本发明包括加热箱、风机和控制箱，在加热箱内布置空气过滤器、空气加热器和气相缓蚀剂加热模块，所述的加热箱出风口与风机入口管连接，风机运行时以抽送方式将加热箱内携带气相缓蚀剂的热空气送入到热力设备，加热箱内部保持负压状态，在风机进口管安装风量传感器，出口管安装压力表和送风温度传感器；气相缓蚀剂通过加热方式促使分解挥发，用过滤并加热后的热风携带气相缓蚀剂挥发组分，通过风机以抽送方式输送到需保护的热力设备。本发明使气相缓蚀剂在停（备）用热力设备的应用更加简便高效；气相缓蚀剂加热温度可调控，能适用不同类型的气相缓蚀剂，扩大了气相缓蚀剂选择范围。

Description

一种停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置

技术领域

本发明属于腐蚀防护技术领域，涉及热力系统设备腐蚀防护设备，具体地说是一种热力发电设备停用或备用期间使用气相缓蚀剂进行腐蚀防护的装置。

背景技术

热力设备在停（备）用期间需要采取合适的防腐蚀措施防止金属设备的腐蚀，常用的防腐蚀方法包括烘干法、成膜胺法、充氮法、保护液法和气相缓蚀剂法。其中气相缓蚀剂法具有防腐蚀效果好，效果持久的优点，特别适合长时间停运设备的防腐蚀保护。

热力设备使用气相缓蚀剂进行保护一般有两种方式：一是打开容器类热力设备，将气相缓蚀剂放置在设备内部，依靠气相缓蚀剂自身的挥发性缓慢释放缓蚀分子，缓蚀分子吸附在金属表面或溶解在水中起到防腐蚀作用；二是将气相缓蚀剂在外部挥发气化，然后将挥发后的缓蚀分子送到热力设备内部。第一种方式的保护范围比较有限，通常只能对放置缓蚀剂的设备起作用，第二种方式则可以将气相缓蚀剂送入到任何需要保护的设备而不受设备结构的限制，更加适合结构庞大复杂的热力系统设备保护，而且缓蚀剂可以迅速起效，但是第二种方式必须使用一种能将气相缓蚀剂挥发气化并输送到热力设备内部的装置才能实现。

目前针对第二种使用方式已经有一类气相缓蚀剂保护装置开发应用，主要原理是用加热的压缩空气通过气相缓蚀剂，气相缓蚀剂被热空气加热后加速分解或挥发，气态组分被热风携带输送到受保护热力设备内部。保护装置在使用过程中控制热风温度不低于50℃，目的是促使气相缓蚀剂挥发或分解，同时防止气态组分在输送管道中遇冷后淅出。因为气相缓蚀剂的挥发速度与加热温度近似成正比，采用这类热风与气相缓蚀剂接触加热的方式，缓蚀剂的挥发分解速度主要由热风温度决定，为保证热风携带气相缓蚀剂浓度满足防腐蚀技术要求，必须保证输送风足够的温度使气相缓蚀剂挥发速度与输送风量相匹配。不同类型的气相缓蚀剂挥发特性差异较大，无机铵盐类缓蚀剂分解温度相对较低，部分有机胺类缓蚀剂加热温度达到100℃以上其挥发速度才能满足应用要求，在使用这一类缓蚀剂时热风温度要达到100℃以上，不仅保护装置运行能耗很高，而且对保护装置和输送管道的耐温性能提出了很高要求，增加了安全风险。此外，对于同一种气相缓蚀剂，为维持输送风中气相缓蚀剂的浓度，输送风量越大需要的风温越高，装置运行能耗与风量的平方成正比，即随着气相缓蚀剂输送能力提高，装置运行能耗会加速度上升。因此，从运行经济性和安全性考虑，这类装置输送气相缓蚀剂的能力受到很大的限制。

综上所述，将气相缓蚀剂通过专用装置挥发后送入到热力设备内部，是气相缓蚀剂用于停（备）用热力设备防腐蚀保护最合适有效的方式。现有的气相缓蚀剂保护装置在提升气相缓蚀剂输送能力和选择气相缓蚀剂种类方面受到较大限制，一般只适用于容积空间不大的小型热力系统设备，气相缓蚀剂种类只适合选择分解温度相对较低的无机铵盐类。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种安全可靠、能耗低、能实现多种气相缓蚀剂高效率输送的停（备）用热力设备气相缓蚀剂保护装置，使气相缓蚀剂在热力设备防腐蚀保护中得到更好的应用。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置，其包括加热箱、风机和控制箱；

所述的加热箱内布置空气过滤器、空气加热器和气相缓蚀剂加热模块，所述的加热箱出风口与风机入口管连接，风机运行时以抽送方式将加热箱内携带气相缓蚀剂的热空气送入到热力设备，加热箱内部保持负压状态避免热空气和气相缓蚀剂泄漏，在风机进口管安装风量传感器，出口管安装压力表和送风温度传感器，用于检测送风流量、压力和温度；

所述的控制箱对保护装置内各设备集中控制，包括送风温度控制器、托盘加热控制器、风量显示表、风机变频控制器、空气加热器启动/停止按钮、托盘加热器启动/停止按钮和风机启动/停止按钮，通过线缆分别与对应的传感器、空气加热器、加热模块和风机连接；送风温度控制器用于控制送风温度；托盘加热控制器用于控制气相缓蚀剂加热模块中托盘加热温度；风量显示表显示风量传感器数据；风机变频控制器用于控制风机转速；空气加热器启动/停止按钮用于控制空气加热器加热功能启停；托盘加热器启动/停止按钮用于控制气相缓蚀剂加热模块中托盘加热功能启停；风机启动/停止按钮用于控制风机启停。

本发明利用可控温的气相缓蚀剂加热模块对气相缓蚀剂进行加热促使其分解挥发，用过滤并预热后的热风携带分解挥发组分，通过可变频风机以抽送方式输送到热力设备，控制输送风温度稳定在50℃左右避免气相缓蚀剂在管道中遇冷淅出。

在风机进口管设风量传感器检测输送风量，出口管上设压力表和送风温度传感器检测送风压力和温度，在加热箱内设送风温度传感器检测气相缓蚀剂加热温度，使用送风温度控制器、托盘加热控制器分别控制送风温度和气相缓蚀剂加热模块中托盘加热温度，使用风机变频控制器控制风机的转速，调节输送风量和风压，这些检测仪表和控制设备共同构成保护装置的检测控制系统。

进一步地，所述的加热箱为保温箱体式结构，采用不锈钢制作框架和内部设备支架，箱体板使用彩钢板夹高密度聚氨酯材料的双层保温板，使箱体兼具高强度、耐腐蚀和保温效果；箱体上设检修门，用于内部设备检查和维护；箱体上设药剂仓门，用于气相缓蚀剂装卸；检修门和药剂仓门的门框都使用密封条和门锁扣，保证关门后的严密性；加热箱和风机固定在一个可移动的平台底座上，方便现场使用。

进一步地，所述空气过滤器布置在加热箱进风口，用于拦截和过滤空气中的杂物和灰尘，防止颗粒杂物进入到热力设备内部造成堵塞和污染；使用过滤等级为G4级以上的过滤器滤芯，对粒径5μm以上的尘粒去除效率达90%以上。

进一步地，所述空气加热器使用空气电热管加热，启动后受送风温度控制器控制，维持风机出口送风温度稳定在45-55℃。空气加热器与风机出口的送风温度传感器、送风温度控制器共同构成送风温度控制系统，在保证气相缓蚀剂正常输送的前提下将保护装置运行能耗控制在最低。送风温度传感器信号引入到送风温度控制器，控制空气加热器运行。输送风升温的热源除了来自前端空气加热器，还利用了气相缓蚀剂加热模块的散热和风机运行中的空气压缩热，最大程度的降低装置运行能耗。

进一步地，所述气相缓蚀剂加热模块布置在空气加热器之后，利用热空气的部分热量对气相缓蚀剂加热，减少气相缓蚀剂加热模块的加热能耗。

进一步地，所述气相缓蚀剂加热模块由单层或多层托盘加热单元构成，每层托盘加热单元包括药剂托盘、加热板、隔热垫和支撑板；药剂托盘置于加热板上方，加热板固定在金属支撑板上，在加热板与支撑板之间设隔热垫，减少气相缓蚀剂加热模块的加热能耗。

进一步地，所述药剂托盘采用抽屉式结构，托盘底部平整，托盘的深度5-8cm，托盘外部两侧设托盘侧护板，防止托盘在推拉过程中走偏；每层托盘两侧及上部留出通风通道使热风通过，挥发的药剂被热风带出。

进一步地，所述加热板使用发热均匀的平板结构电热板，外层用金属板作保护支撑，形状尺寸与药剂托盘底面保持一致；加热板的板面平整，与药剂托盘底面紧密贴合，使托盘均匀快速受热。

进一步地，在加热板的板面上设用于检测加热温度的加热板温度传感器，通过托盘加热控制器控制加热板的加热温度，根据不同气相缓蚀剂挥发速度要求设定加热温度。加热板温度传感器的温度信号送到托盘加热控制器，加热板温度传感器、加热板和托盘加热控制器共同构成气相缓蚀剂加热控制系统，通过该系统调节和控制气相缓蚀剂的加热温度，满足不同气相缓蚀剂挥发速度要求。加热板加热温度上限不低于200℃，满足大多数气相缓蚀剂挥发要求。

进一步地，所述的风机选用耐45-55℃进风温度的高压风机，在风机出口管上设取样阀，用于气相缓蚀剂浓度取样检测，通过调整气相缓蚀剂挥发速度或风机输送风量，使气相缓蚀剂浓度满足防腐蚀保护技术要求。

本发明具有的有益效果如下：

（1）本发明能实现气相缓蚀剂在热力系统设备中方便高效的应用，充分发挥气相缓蚀剂高效、持久的防腐蚀性能，为热力设备停（备）用腐蚀防护提供更有效的方法和手段。

（2）本发明气相缓蚀剂加热模块温度可调控，适用于多种类型的气相缓蚀剂，扩大了气相缓蚀剂的选择范围，有利于挑选满足热力设备不同保护需求的气相缓蚀剂产品。

（3）本发明气相缓蚀剂输送能力强且可调控，能满足大、中、小型各类热力设备的保护需要。

（4）本发明设计安全可靠，运行温度在安全范围内，关键部位负压运行，有效避免了高温和气相缓蚀剂外泄带来的安全和环境风险。

（5）本发明运行能耗控制良好，送风温度稳定，并充分利用了设备散热和空气压缩热，最大程度地降低保护装置能耗。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图中：1-加热箱，2-空气过滤器保护罩，3-检修门，4-门锁扣，5-药剂仓门，6-连接法兰，7-风量传感器，8-风机，9-压力表，10-送风温度传感器，11-取样阀。

图2是本发明加热箱内部的结构示意图，气相缓蚀剂加热模块采用了两层托盘加热单元。图中：12-空气过滤器，13-空气加热器接线柱，14-空气加热器，15-气相缓蚀剂加热模块，16-药剂托盘，17-托盘拉手。

图3是图2沿A-A的剖示图，展示托盘加热单元的结构，上、下两层结构完全相同。图中：5-药剂仓门，16-药剂托盘，17-托盘拉手，18-气相缓蚀剂，19-加热板，20-隔热垫，21-支撑板。

图4是图2沿B-B的剖示图，展示气相缓蚀剂加热模块侧面设计。图中：16-药剂托盘，22-加热板接线柱，23-加热板温度传感器，24-托盘侧护板。

图5是本发明电气控制箱箱体的示意图。图中：25-控制箱，26-送风温度控制器，27-上层托盘加热控制器，28-下层托盘加热控制器，29-风量显示表，30-风机变频控制器，31-空气加热器启动/停止按钮，32-上层托盘加热器启动/停止按钮，33-下层托盘加热器启动/停止按钮，34-风机启动/停止按钮，35-控制箱门开关把手。电气控制箱通过线缆与对应的各仪表和用电设备连接。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图来对本发明进行进一步说明，但本发明的保护范围不限于下述实施例。在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和变更，都落入本发明的保护范围。

如图1和图5所示，保护装置包括加热箱1、风机8和控制箱25。加热箱1为长方体结构，用不锈钢制作内框架和内部设备支架，用铝合金制作外框架，箱体板使用彩钢板夹高密度聚氨酯材料的双层保温板，使箱体强度、防腐、保温效果达到最佳。加热箱1尺寸根据最大通风流量确定，按照最大风速不超过0.3m/s设计。

加热箱1左侧设方形进风口，进风口面积按照风速不超过3m/s设计，在进风口的箱体外侧设空气过滤器保护罩2，内装板框式空气过滤器12，方便过滤器维护更换，过滤器等级不低于G4级别。加热箱1正面设检修门3和药剂仓门5，检修门3用于内部空气加热器、加热板等设备的检查和维护，药剂仓门5用于取出药剂托盘16装卸气相缓蚀剂，在检修门3和药剂仓门5的门框位置都安装密封胶条，关门后用门锁扣4压紧门板，保证关门后的严密性。加热箱1右侧制作带连接法兰6的圆形出风口，用管道与风机8的进风口连接。

风机8选用能耐50℃进风温度的高压风机，使用变频控制器30控制风机运行转速，通过调节风机频率来控制输送风量和压力，风机的额定风量、压力、功率等参数根据对装置输送能力要求选型确定。风机8出口与热力设备连接，风机运行时以抽送方式将加热箱1内含气相缓蚀剂的热风送入到热力设备，加热箱1内保持负压状态避免热空气和气相缓蚀剂泄漏。在风机8进口管上安装风量传感器7，风机出口管上安装压力表9、温度传感器10和取样阀11，风量传感器7和温度传感器10的信号分别送到控制箱25中的风量显示表29和送风温度控制器26，取样阀11使用内径6mm的球阀用于取样检测输送风中气相缓蚀剂浓度。加热箱1和风机8固定安装在一个可移动的平台底座上，现场使用时根据热力设备位置不同挪动使用。

图2所示为加热箱1内部结构，内部设备横向布置，在靠近进风口位置布置空气加热器14对进入箱体的空气加热，加热器选用不锈钢翅片式电热管组，电热管组固定在支架上，通过接线柱13与控制箱25连接，接受空气加热器启动/停止按钮31和送风温度控制器26的控制。加热器的功率根据装置最大风量和当地平均最低环境温度计算确定，满足在最低环境温度时将输送风加热到50℃要求。

气相缓蚀剂加热模块15布置在空气加热器14右侧，该模块为双层托盘加热单元设计，上、下两个单元结构和加热控制方式完全相同。药剂托盘16为抽屉式结构，抽屉门上设有托盘拉手17，在药剂仓门5打开后，可以方便的将药剂托盘抽出进行气相缓蚀剂的装卸。图3、图4所示为气相缓蚀剂加热模块15内部结构，药剂托盘16设计为长方形，深度8cm,气相缓蚀剂18平铺其中，在托盘外部两侧设托盘侧护板24，防止托盘在推拉过程中跑偏。托盘两侧及上部留有不少于20cm高度的通风空间使热风通过，挥发的药剂被热风带走。药剂托盘置于加热板19上接受加热，加热板19使用发热均匀、热效率高的平板结构云母片电加热器，外层用不锈钢板作保护支撑层，形状尺寸与药剂托盘16底面保持一致，板面保证平整，使其与药剂托盘16底面紧密贴合。加热板19固定在金属支撑板21上，在加热板19与支撑板21之间用石棉隔热垫20，减少气相缓蚀剂加热模块的加热能耗。加热板接线柱22和加热板温度传感器23布置在加热板19左侧靠近检修门位置，方便接线安装和检修。加热板19加热功能的启动和停止由布置在控制箱25上的托盘加热器启动/停止按钮控制，加热温度由托盘加热控制器控制。加热板的功率根据托盘面积和加热温度上限要求计算确定，保证加热温度上限不低于200℃，满足大部分气相缓蚀剂挥发要求。下层托盘加热单元中，采用底座来替代支撑板，不再单独设支撑板。

图5所示为控制箱25外部，装置所有仪器仪表和加热器与风机的电气控制系统集中布置在控制箱25内，通过线缆与对应的仪表和用电设备连接，实现相应的控制功能。加热器和风机的电气控制回路布置在控制箱内部，各类仪表和操作按钮布置在控制箱面板上，其中：风量显示表29显示风量传感器7的数据；风机启动/停止按钮34控制风机8的启动与停止，风机变频控制器30对风机运行频率进行调节；空气加热器启动/停止按钮31控制空气加热器14的启动和停止操作，送风温度恒温控制器26根据送风温度传感器10控制空气加热器14的加热温度；上层托盘加热启动/停止按钮32和下层托盘加热启动/停止按钮33分别控制上、下两层托盘加热单元加热功能的启动与停止；上层托盘加热控制器27和下层托盘加热控制器28分别控制上、下两层托盘加热单元的温度。

Claims (10)

1.一种停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置，其特征在于：包括加热箱（1）、风机（8）和控制箱（25）；

所述的加热箱（1）内布置空气过滤器（12）、空气加热器（14）和气相缓蚀剂加热模块（15），所述的加热箱（1）出风口与风机（8）入口管连接，风机运行时以抽送方式将加热箱（1）内携带气相缓蚀剂的热空气送入到热力设备，加热箱（1）内部保持负压状态避免热空气和气相缓蚀剂泄漏，在风机（8）进口管安装风量传感器（7），出口管安装压力表（9）和送风温度传感器（10），用于检测送风流量、压力和温度；

所述的控制箱（25）对保护装置内各设备集中控制，包括送风温度控制器（26）、托盘加热控制器、风量显示表（29）、风机变频控制器（30）、空气加热器启动/停止按钮（31）、托盘加热器启动/停止按钮和风机启动/停止按钮（34），通过线缆分别与对应的传感器、加热器和风机连接；送风温度控制器（26）用于控制送风温度；托盘加热控制器用于控制气相缓蚀剂加热模块（15）中托盘加热温度；风量显示表（29）显示风量传感器（7）数据；风机变频控制器（30）用于控制风机（8）转速；空气加热器启动/停止按钮（31）用于控制空气加热器（14）加热功能启停；托盘加热器启动/停止按钮用于控制气相缓蚀剂加热模块（15）中托盘加热功能启停；风机启动/停止按钮（34）用于控制风机（8）启停。

2.根据权利要求1所述的停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置，其特征在于：所述的加热箱（1）为保温箱体式结构，采用不锈钢制作框架和内部设备支架，箱体板使用彩钢板夹高密度聚氨酯材料的双层保温板；箱体上设检修门（3），用于内部设备检查和维护；箱体上设药剂仓门（5），用于气相缓蚀剂装卸；检修门（3）和药剂仓门（5）的门框都使用密封条和门锁扣（4），保证关门后的严密性；加热箱和风机固定在一个可移动的平台底座上。

3.根据权利要求1所述的停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置，其特征在于：所述空气过滤器（12）布置在加热箱（1）进风口，使用过滤等级为G4级以上的过滤器滤芯。

4.根据权利要求1所述的停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置，其特征在于：所述空气加热器（14）使用空气电热管加热，启动后受送风温度控制器（26）控制，维持风机（8）出口送风温度稳定在45-55℃。

5.根据权利要求1所述的停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置，其特征在于：所述气相缓蚀剂加热模块（15）布置在空气加热器（14）之后，利用热空气的部分热量对气相缓蚀剂加热。

6.根据权利要求5所述的停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置，其特征在于：所述气相缓蚀剂加热模块（15）由单层或多层托盘加热单元构成，每层托盘加热单元包括药剂托盘（16）、加热板（19）、隔热垫（20）和支撑板（21）；药剂托盘（16）置于加热板（19）上方，加热板（19）固定在金属支撑板（21）上，在加热板与支撑板之间设隔热垫（20），减少气相缓蚀剂加热模块的加热能耗。

7.根据权利要求6所述的停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置，其特征在于：所述药剂托盘（16）采用抽屉式结构，托盘底部平整，托盘的深度5-8cm，托盘外部两侧设托盘侧护板（24），防止托盘在推拉过程中走偏；每层托盘两侧及上部留出通风通道使热风通过，挥发的药剂被热风带出。

8.根据权利要求6所述的停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置，其特征在于：所述加热板（19）使用发热均匀的平板结构电热板，外层用金属板作保护支撑，形状尺寸与药剂托盘（16）底面保持一致；加热板（19）的板面平整，与药剂托盘（16）底面贴合。

9.根据权利要求6所述的停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置，其特征在于：在加热板（19）的板面上设用于检测加热温度的加热板温度传感器（23），通过托盘加热控制器控制加热板（19）的加热温度，根据不同气相缓蚀剂挥发速度要求设定加热温度。

10.根据权利要求1所述的停备用热力设备气相缓蚀剂保护装置，其特征在于：所述的风机（8）选用耐45-55℃进风温度的高压风机，在风机出口管上设取样阀，用于气相缓蚀剂浓度取样检测，通过调整气相缓蚀剂挥发速度或风机输送风量，使气相缓蚀剂浓度满足防腐蚀保护技术要求。