CN111876784B - 一种应用于scal型间冷系统的缓蚀剂及其加药方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于火电厂设备防腐蚀技术领域，具体涉及一种应用于SCAL型间冷系统的缓蚀剂及其加药方法，本发明包括缓蚀剂的配置和间冷系统缓蚀剂加入两步，其特征在于：所述的缓蚀剂由硼酸钠、硅酸钠、硫酸锌、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、钼酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚(渗透剂)和除盐水在加药罐中配置而成，利用计量泵注入SCAL型间冷水系统。本发明的有益效果是：SCAL型间冷系统加入本发明缓蚀剂后，能够控制SCAL型间冷系统中碳钢腐蚀速率小于0.075mm/a，纯铝腐蚀速率小于0.0075mm/a；应用该缓蚀剂后，系统水质控制范围可以适当放宽，减少换水频率；缓蚀剂成膜后能减缓系统停用腐蚀速率；缓蚀剂各组分环保低毒。

Description

一种应用于SCAL型间冷系统的缓蚀剂及其加药方法
技术领域
本发明涉及材料腐蚀防护领域，具体涉及一种应用于SCAL型间冷系统的缓蚀剂及其加药方法。
背景技术
近年来，我国北方地区陆续有一大批表面式凝汽器铝制散热器型(简称SCAL型)间接空冷机组建成投产，该型间接空冷系统最大的特点在于大规模使用铝材料作为散热器，利用空气冷却的循环水吸收汽轮机做功后的乏汽。这种新型间冷系统对材料腐蚀防护工作提出了新的挑战：由于系统中共存着碳钢、铝两种化学性质差异较大的金属，常规适用于碳钢防腐的碱性水工况并不适用于两性金属铝材质；此外，在SCAL型间冷系统的常规设计中无水质净化处理设备，这些因素使得该系统中材料的防腐问题变的更加复杂。
目前，国外发电机组的空冷系统只采用直接空冷、哈蒙式间接空冷或海勒式间接空冷系统，SCAL型间接空冷系统为我国首创，且服役时间较短，因此国内外几乎没有针对SCAL型间接空冷循环水系统防腐及水质控制方面的研究及报道。由于缺乏运行水质控制方面相关的经验和标准，国内多家电厂的SCAL型间接空冷系统在投产初期以及运行期间循环水均出现了不同程度的材料腐蚀问题、甚至散热器发生腐蚀泄漏。
目前电厂对SCAL型间冷系统循环水水质控制主要有以下几种方式：换水处理、阳床旁路处理、加药处理(主要为联氨)。换水处理虽然能暂时缓解水质变差，但是由于SCAL型间冷系统一般含有近万吨除盐水，电厂除盐水的制水能力限制了换水速度，因此该方法对循环水水质的净化效果并不理想；换水处理还存在成本高、资源浪费等弊端。阳床旁路处理方法可以通过交换水中的金属阳离子避免循环水pH升高而导致铝腐蚀加剧，但无法从根本上解决碳钢设备的腐蚀问题，也无法去除水中腐蚀性的阴离子。加药处理相对于换水和旁路处理具有成本低和节水的优势，但是目前根据电厂反馈，间冷系统循环水加联氨处理后，系统中碳钢腐蚀问题依然严重，pH、电导异常升高问题无法解决，同时联氨的毒性也对电厂操作工人的身体健康产生了严重危害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种能同时减缓和抑制SCAL型间冷系统中碳钢、纯铝腐蚀的缓蚀剂及其加药方法。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种应用于SCAL型间冷系统的缓蚀剂，用于减缓并抑制SCAL型间冷系统中碳钢和纯铝的腐蚀，缓蚀剂配方由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002613373010000021
优选地，缓蚀剂配方由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002613373010000022
Figure BDA0002613373010000031
所述的一种应用于SCAL型间冷系统的缓蚀剂的加药方法，将硼酸钠、硅酸钠、硫酸锌、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、钼酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚(渗透剂)和除盐水按重量百分比在加药罐内进行配置，混匀后由计量泵注入SCAL型间冷系统循环水中，缓蚀剂加入剂量为50-100mg/L。
优选地，利用剂量泵进行加药，计量泵流量为200L/h。
本发明的有益效果是：
1)本发明的缓蚀剂可以兼顾碳钢和纯铝的腐蚀防护问题，缓蚀剂组分中硼酸钠、硅酸钠、硫酸锌、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、钼酸钠对于碳钢具有缓蚀作用，组分中硅酸钠、钼酸钠对于纯铝具有缓蚀作用，组分中脂肪醇聚氧乙烯醚作为渗透剂，助于缓蚀剂在金属基体表面形成保护膜。加入本发明缓蚀剂后，可以保障系统中碳钢腐蚀速率小于0.075mm/a、纯铝的腐蚀速率小于0.0075mm/a；
2)系统中添加本发明的缓蚀剂后，在较宽泛的水质条件范围内碳钢和纯铝都能得到有效地保护，因此SCAL型间冷系统的水质控制指标可以适当放宽：在循环水水质满足[Cl-]≤500μg/L、[SO4 2-]≤500μg/L、7＜pH≤10的条件下碳钢和纯铝都能维持较低的腐蚀速率。因此加入该发明缓蚀剂可以降低系统换水频率，减少水资源浪费，具有一定的环保意义。
3)SCAL型间冷系统中添加本发明的缓蚀剂后，能够在碳钢和纯铝表面形成保护膜，该保护膜在系统停用期间也能对材料起到保护作用，能减缓系统中材料的停用腐蚀。
4)该发明缓蚀剂中各组分都环保低毒，能够减轻对生态环境的破坏和操作人员的健康损害。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明一种应用于SCAL型间冷系统的缓蚀剂及其加药方法，包括配置缓蚀剂和SCAL型间冷系统中加入缓蚀剂两个步骤，所述的缓蚀剂由硼酸钠、硅酸钠、硫酸锌、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、钼酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚(渗透剂)和除盐水在加药罐中混合配置而成。缓蚀剂由计量泵注入设备冷却水系统，控制系统循环水中药剂浓度为50-100mg/L。
缓蚀剂的配置步骤分为：
步骤1、向加药罐中注入除盐水1000L。向加药罐中加入缓蚀剂各组分，开启加药罐搅拌1小时。
步骤2、利用计量泵进行加药，剂量泵流量为200L/h。设备冷却水中加药计量到达目标值后停止。
下面将结合实施例对本发明做进一步的详述，而非限制本发明的范围。
实施例1：
(1)未添加缓蚀剂前，SCAL型间冷系统循环水中碳钢和纯铝腐蚀速率：
在未添加缓蚀剂的SCAL型间冷系统循环水(除盐水)中进行腐蚀挂片试验，试验时长72小时，根据GB/T16545-2015所述方法分别计算碳钢和纯铝失重，通过失重法计算碳钢和纯铝的腐蚀速率分别为：碳钢腐蚀速率0.0393mm/a、纯铝的腐蚀速率0.1662mm/a。
(2)添加本发明缓蚀剂后，SCAL型间冷系统循环水中碳钢和纯铝腐蚀速率：
针对于SCAL型间冷系统循环水系统，在循环水(除盐水)中加入一种适用于该系统的缓蚀剂，该缓蚀剂由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002613373010000051
配置缓蚀剂后，充分搅拌后，用剂量泵加入设备冷却水系统，缓蚀剂加入浓度为60mg/L。实验72小时后，根据GB/T16545-2015所述方法分别计算碳钢和纯铝失重，通过失重法计算碳钢和纯铝的腐蚀速率分别为：碳钢腐蚀速率0.0013mm/a、纯铝的腐蚀速率0.0039mm/a。
实施例2
(1)未添加缓蚀剂前，SCAL型间冷系统循环水中碳钢和纯铝腐蚀速率：
在未添加缓蚀剂的SCAL型间冷系统循环水(除盐水)中添加500μg/LSO4 2-后进行腐蚀挂片试验，实验72小时后，根据GB/T16545-2015所述方法分别计算碳钢和纯铝失重，通过失重法计算碳钢和纯铝的腐蚀速率分别为：碳钢腐蚀速率1.0730mm/a、纯铝腐蚀速率为0.0790mm/a。
(2)添加本发明缓蚀剂后，SCAL型间冷系统循环水中碳钢和纯铝腐蚀速率：
针对于SCAL型间冷系统循环水系统，在循环水(除盐水中加入质量浓度为500μg/LSO4 2-)中加入一种适用于该系统的缓蚀剂，该缓蚀剂由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002613373010000052
Figure BDA0002613373010000061
配置缓蚀剂后，充分搅拌后，用剂量泵加入设备冷却水系统，缓蚀剂加入浓度为65mg/L。实验72小时后，根据GB/T16545-2015所述方法分别计算碳钢和纯铝失重，通过失重法计算碳钢和纯铝的腐蚀速率分别为：碳钢腐蚀速率0.0113mm/a、纯铝腐蚀速率为0.0066mm/a。
实施例3
(1)未添加缓蚀剂前，SCAL型间冷系统循环水中碳钢和纯铝腐蚀速率：
在未添加缓蚀剂的SCAL型间冷系统循环水(除盐水)中添加500μg/LCl-后进行腐蚀挂片试验，实验72小时后，根据GB/T16545-2015所述方法分别计算碳钢和纯铝失重，通过失重法计算碳钢和纯铝的腐蚀速率分别为：碳钢腐蚀速率0.2270mm/a、纯铝腐蚀速率0.1400mm/a。
(2)添加本发明缓蚀剂后，SCAL型间冷系统循环水中碳钢和纯铝腐蚀速率：
针对于SCAL型间冷系统循环水系统，在循环水(除盐水中加入质量浓度为500μg/LCl-)中加入一种适用于该系统的缓蚀剂，该缓蚀剂由以下重量百分比的组分组成：
Figure BDA0002613373010000062
Figure BDA0002613373010000071
配置缓蚀剂后，充分搅拌后，用剂量泵加入设备冷却水系统，缓蚀剂加入浓度为65mg/L。实验72小时后，根据GB/T16545-2015所述方法分别计算碳钢和纯铝失重，通过失重法计算碳钢和纯铝的腐蚀速率分别为：碳钢腐蚀速率0.0006mm/a、纯铝腐蚀速率0.0042mm/a。
通过以上实施例可以看出，在添加本发明缓蚀剂后，SCAL型间冷系统循环水中碳钢和纯铝腐蚀速率明显降低，说明本发明缓蚀剂能够减缓并抑制SCAL型间冷系统中碳钢和纯铝的腐蚀，且效果很好。
以上为本发明较佳的实施例，但本发明的保护内容不局限于上述实施例，在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中。

Claims (4)

1.一种应用于SCAL型间冷系统的缓蚀剂，其特征在于：所述的缓蚀剂用于减缓并抑制SCAL型间冷系统中碳钢和纯铝的腐蚀，缓蚀剂配方由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0002613371000000011
2.根据权利要求1所述的一种应用于SCAL型间冷系统的缓蚀剂，其特征在于：缓蚀剂配方由以下重量百分比的组分组成：
Figure FDA0002613371000000012
3.权利要求1至2任一项所述的一种应用于SCAL型间冷系统的缓蚀剂的加药方法，其特征在于：将硼酸钠、硅酸钠、硫酸锌、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、钼酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚渗透剂和除盐水按重量百分比在加药罐内进行配置，混匀后由计量泵注入SCAL型间冷系统循环水中，缓蚀剂加入剂量为50-100mg/L。
4.根据权利要求3所述的加药方法，其特征在于：利用剂量泵进行加药，计量泵流量为200L/h。
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