Кондиционирование водного теплоносителя энергетических установок ТЭС пленкообразующим октадециламином тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.14, кандидат технических наук Аникеев, Александр Викторович

• Аникеев, Александр Викторович
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Аникеев, Александр Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

1. Литературный обзор. Коррозия энергетического оборудования и борьба с ней. Свойства и применение ОДА в энергетике. Задачи исследования.

1.1. Эксплуатационная коррозия теплоэнергетического оборудования.

1.2. Стояночная коррозия теплоэнергетического оборудования.

1.3. Защита теплоэнергетического оборудования от стояночной коррозии.

1.4. Физико-химические свойства пленкообразующих аминов.

1.5. Опыт применения октадециламина в теплоэнергетике.

1.6. Вопросы токсичности октадециламина и безопасного проведения работ с ним

1.7. Задачи исследования.

2. Методы исследования поведения ОДА в водной среде и на металлах.

2.1. Лабораторные экспериментальные стенды.

2.1.1. Установка для исследования адсорбции ОДА на металлах из водной эмульсии.

2.1.2 Установка для исследования влияния ОДА на потенциал металла.

2.1.3. Лабораторное оборудование для исследования термолиза адсорбированного на металлах ОДА при контакте с воздухом.

2.2. Экспериментальные полупромышленные стенды.

2.3 Методики определения концентрации ОДА, продуктов его термолиза в водной среде, адсорбции ОДА на металлах и некоторых примесей водного теплоносителя.

2.4. Обобщение по второй главе.

3. Экспериментальные исследования на лабораторных стендах.

3.1. Изучение зависимости адсорбции ОДА на металлах от рН среды.

3.2 Исследование стойкости адсорбированной на металлах пленки ОДА в воздухе с различной влажностью.

3.3. Изучение влияние ОДА на потенциал металлов при повышенных температурах

3.4. Исследование термолиза адсорбированного на металлах ОДА при контакте с воздухом.

3.5. Обобщение данных по третьей главе.

4. Кондиционирование октадециламином энергетического оборудования.

4.1. Консервация оборудования блоков СКД.

4.1.1. Защита от стояночной коррозии турЬоустановок К-300-240 водной эмульсией ОДА

4.1.2. Консервация блока СКД при его работе на докритических параметрах рабочей среды

4.1.3. Анализ результатов консервации октадециламином энергоблоков СКД.

4.2. Исследования поведения ОДА в котловой воде, насыщенном, перегретом паре и на конструкционных материалах на полупромышленных экспериментальных стендах.

4.2.1 Экспериментальное исследование поведения ОДА в перегретом паре и на металлах, контактирующих с ним.

4.2.2 Исследование поведения ОДА в тракте прямоточного котла докритического давления (стенд «виток»).

4.2.3. Обобщение данных по полупромышленным испытаниям на модели прямоточного котла.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Кондиционирование водного теплоносителя энергетических установок ТЭС пленкообразующим октадециламином»

Поиск новых эффективных методов защиты металлов от коррозионного разрушения остается по-прежнему актуальной задачей, несмотря на множество имеющихся методов консервации. В энергетике в последние десятилетия отмечается существенное увеличение ущерба из-за коррозии металла пароводяных трактов теплоэнергетического оборудования, обусловленное его частыми остановами и пусками, длительными простоями.

Коррозионные повреждения металла в теплоэнергетике помимо снижения экономичности оборудования могут являться причиной серьезных аварий. Известно, что металлы теплоэнергетического оборудования подвергаются как общей, так и более опасной локальной коррозии, что может выводить оборудование из строя даже за 1-2 года его эксплуатации /1,2, 3/.

Настоящая работа является составной частью комплекса научно-технических работ, направленных на всестороннее изучение поведение пленкообразующего амина октадеци-ламина в водной среде и на поверхности металлов и использование его для кондиционирования водного теплоносителя энергетических установок.

Актуальность темы. В настоящее время энергетические мощности России используются в режиме переменных нагрузок с частыми остановами энергоблоков. При значительном снижении ввода новых мощностей увеличивается число аварийных и плановых ремонтов основного оборудования. Большая часть электростанций переходит в разряд стареющих ТЭС.

В этих условиях становится актуальной защита энергетического оборудования от атмосферной или стояночной коррозии, возрастает потребность в более эффективных методах с доступными реагентами для консервации энергетических агрегатов. К числу таких реагентов можно отнести пленкообразующие амины, в частности, октадециламин (ОДА). Использование подобных веществ для пассивации поверхностей нагрева котлов и теплообменников, проточной части турбин происходит, как правило, при повышенных параметрах состояния теплоносителя - воды и водяного пара. При этом наряду с процессами адсорбции вещества на металлических поверхностях идут процессы термолиза, сопровождающиеся появлением продуктов деструкции с иными физико-химическими свойствами.

Методы исследования свойств ОДА и других высокомолекулярных органических веществ при повышенных параметрах состояния среды ограничиваются, в основном, экспериментальными исследованиями, в той или иной мере моделирующими реальные процессы в промышленных энергетических установках. В этих условиях очень важным является разработка собственно методики многоплановых исследований органических веществ, предлагаемых к использованию в энергетическом оборудовании: отработка методики на конкретном веществе, начиная от лабораторных опытов и заканчивая промышленными испытаниями.

В данной работе таким веществом является ОДА. Результаты исследования поведения ОДА в водной среде и при контакте с металлическим поверхностями при повышенных параметрах состояния представляют интерес с методической точки зрения и носят самостоятельный характер, ориентированный на применение этого соединения для консервации теплоэнергетического оборудования на время его останова.

Целью работы является повышение надежности теплоэнергетического оборудования ТЭС посредством кондиционирования водного теплоносителя энергоустановок октадеци-ламином и совершенствования методов и режимов консервации с применением октадеци-ламина.

В работе решены следующие научные и практические задачи:

1. Создан экспериментальный лабораторный стенд, разработана методика испытаний поведения ОДА, контактирующего с металлическим образцами и рабочей средой в статических условиях при температурах среды до 200 °С. Создана и испытана уникальная методика измерения электродного потенциала образцов непосредственно в зоне высоких температур. Предложена методика оценки влияния воздушно-паровой среды на образцы, прошедшие обработку октадециламином.

2. С участием автора сконструированы два полупромышленных испытательных стенда на базе ВНИИАМ для исследования поведения ОДА в динамических условиях, близких к условиям работы теплоносителя по тракту энергетического котла.

3. Получены количественные характеристики адсорбции ОДА на разных металлах из водных эмульсий. Установлено, что содержащийся в перегретом паре ОДА в нормативное транспортное время при температурах выше 350 °С практически не адсорбируется на поверхностях сталей, с ними контактирующих. Дана оценка термолиза ОДА как на поверхностях адсорбции, так и в потоке теплоносителя.

Научная новизна работы.

1. Создана и отработана методика многопланового исследования органических веществ пассивирующего действия на примере октадециламина.

2. Получены новые данные о поведении ОДА, контактирующего с металлическими поверхностями в жидкой, паровой и воздушной средах при различных (в т.ч. повышенных) параметрах состояния.

3. Исследовано поведение ОДА в тракте прямоточного котла.

4. Исследован высокотемпературный потенциометрический метод контроля коррозионной пассивности различных металлов.

Практическая ценность работы.

1. Созданы экспериментальные стенды для исследования новых веществ, предлагаемых для коррекционной обработки теплоносителя и пассивации поврежденных коррозии поверхностей энергоблоков ТЭС.

2. Исследовано поведение ОДА в тракте прямоточного котла.

3. Для конструкционных металлов энергетического оборудования: сталей 20, 12Х18Н10Т, 12Х1МФ и латуни получены количественные характеристики адсорбции и термолиза ОДА для условий применения этих металлов на действующих ТЭС.

Достоверность полученных результатов обеспечена учетом и использованием накопленного опыта экспериментальных исследований водных и паровых растворов веществ, применяемых в теплоэнергетике для коррекции водно-химического режима энергоблоков; использованием для химического анализа ОДА и других веществ из растворов и с поверхностей металлов апробированных и утвержденных методик; использованием статистических методов при обработке опытных данных, анализом погрешностей и воспроизводимостью результатов, а также самими результатами промышленных испытаний разработанного метода консервации энергоблока 300 МВт.

Автор защищает:

1. Методику экспериментального многопланового исследования водных эмульсий органических веществ пассивирующего действия на примере октадециламина.

2. Результаты лабораторных (статических), а также полупромышленных и промышленных (динамических) испытаний поведения ОДА в водных средах (вода, пар), контактирующих с конструкционными материалами при повышенных параметрах состояния теплоносителя.

3. Потенциометрический метод контроля коррозионной пассивности образцов металлов при температурах водно среды до 200 °С.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены: на конференции 3я школа молодых ученых и специалистов МЭИ (1988 г., г. Москва), на тех-советах Сырдарьинской ГРЭС (1987 - 1989 г.), на техсоветах АО Мосэнерго (1994 г.), всесоюзном научно-техническом совещании (1989 г., ВДНХ, г. Москва), на Международной конференции «Бернардосовские чтения» (1999 г., г. Иваново), на заседании кафедры КУ и ЭЭ МЭИ (1999 г., г. Москва).

Публикации. Основное содержание работы отражено в 6 публикациях и более 10-ти отчетах НИР. 7

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы и приложения. Работа содержит 157 страниц машинописного текста, включая 64 рисунка и 37 таблиц; библиография содержит 82 наименования.

Заключение диссертации по теме «Тепловые электрические станции, их энергетические системы и агрегаты», Аникеев, Александр Викторович

Выход 860

Концентрация ОДА, аммиака в перегретом паре в 6-м опыте

Время отбора Место отбора Концентрация в паре от начала опы- пробы ОДА, Аммиак, н2, СО, СН4, та, ч-мин мг/кг мкг/кг мкг/кг мкг/кг мкг/кг

01-30 Контроль 0 875

За смесителем 23.0 1100

Вход 15.5 1075

Выход 12.5 1000

02-00 Контроль 0 800

За смесителем 1.4 825

Вход 1.2 812

Выход 2.1 850

03-00 Контроль 0 850 16 73 0

За смесителем 2.8 950 26 137 0

Вход 2.0 980 - -

Выход 2.6 900 - -

21-30 Контроль 0 1100

За смесителем 11.6 1150

Вход 11.2 1175

Выход 13.5 1125

21-45 Контроль - 1100

За смесителем - мутная

Вход - мутная

Выход - мутная

22-00 Контроль 0 1075

За смесителем 13.8 1250

Вход 10.5 мутная

Выход 11.6 мутная

22-15 Контроль - 1025

За смесителем - 1150

Вход - 1125

Выход - 1150

22-30 Контроль 0 1025 16 91 0

За смесителем 110.0 мутная 31 114 0

Вход 36.0 мутная - -

Выход 39.5 мутная - -

На схеме экспериментальной установки (рис. 2.5) видно, что паропровод острого пара от ТЭЦ-9 подведен к входному коллектору экспериментального стенда. Часть пара из этого коллектора (0,5 т/ч) во время эксперимента направляется на ЭУ, а остальное количество пара (2,5-3,5 т/ч) после конденсации и охлаждения сбрасывается помимо установки. Пробы, отбираемые из конденсата слива, в таблицах обозначены как "контроль". Анализ этих проб позволял выявить концентрации таких примесей, как аммиак и водород, присутствующих в остром паре ТЭЦ-9. Аммиак в остром паре присутствует вследствие того, что на ТЭЦ-9 гидразинно-аммиачный водный режим. Наличие в паре водорода является следствием коррозионных процессов, проходящих в водопаровом тракте станции.

Кроме упомянутой контрольной пробы, отбирали пробы конденсата пара за смесителем, на входе в ЭУ (в таблицах обозначена "вход") и после ЭУ (в таблицах обозначена "выход").

Из приведенных в таблицах данных видно, что концентрация аммиака в паре, поступающем с ТЭЦ-9, колеблется, меняясь от 500 до 1100 мкг/кг; концентрация молекулярного водорода в остром паре ТЭЦ-9 относительно стабильна (16 мкг/кг). Как правило, концентрации аммиака и водорода в перегретом паре после поступления в него ОДА (за смесителем) больше, чем в остром паре ТЭЦ-9.

В табл. 4.5 расчет разложившегося ОДА приведен по реакции прямого дезаминиро-вания, при этом при разложении 15,8 мкг ОДА образуется 1 мкг аммиака. Из таблицы видно, что термолиз ОДА в перегретом паре не является мгновенным. За время прохождения через ЭУ (в данном эксперименте около 0,1 с) ОДА не подвергается полному термолизу.

Учитывая наличие в перегретом паре, поступающем с ТЭЦ-9 на экспериментальный стенд, аммиака, являющегося также и продуктом термолиза ОДА, было решено провести длительный контрольный опыт без дозирования ОДА в перегретый пар, проходящий через стенд. Цель этого опыта - выяснить идентичность концентраций аммиака в пробах пара, отбираемых из разных точек стенда: на входе в стенд, после смесителя, до и после ЭУ. Из всех точек пробы конденсата пара отбирались синхронно. Полученные в этом опыте данные по концентрациям аммиака в перегретом паре в разных точках стенда при отсутствии дозирования в него ОДА приведены в табл. 4.6. Следовательно, можно считать, что при дозировании в стенд ОДА концентрацию аммиака в пробе, отбираемой из входного коллектора стенда, можно считать нулевой по отношению к концентрациям в пробах, отбираемых из всех точек стенда за местом ввода ОДА, то есть за смесителем.

Оценка интенсивности термолиза ОДА производилась по концентрации аммиака в паре после введения в него ОДА и в остром паре ТЭЦ-9 до смесителя, то есть по приращению концентраций аммиака в паре после введения в него ОДА. Расчет количества разложившегося ОДА проводился в соответствии с реакцией дезаминирования ОДА с образованием алкена.

По ходу пара за смесителем во всех случаях, кроме одного, когда концентрация ОДА сразу за смесителем составляла 110 мг/кг, концентрации ОДА и аммиака изменялись несильно. Поэтому для определения доли разложившегося ОДА использовались средние значения концентраций ОДА и аммиака в одномоментно отбираемых пробах пара за смесителем, до и после ЭУ. Доля разложившегося ОДА является отношением концентрации разложившегося ОДА к концентрации ОДА, поступившего в стенд, то есть к сумме концентраций ОДА в паре и ОДА, подвергшегося термолизу. Результаты определения доли ОДА, подвергшегося термолизу в перегретом паре, без учета адсорбции ОДА на металле, приведены а табл. 4.8.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с поставленными задачами была разработана и апробирована на содержащей ОДА водной среде (вода, пар) методика многопланового экспериментального исследования поведения органического вещества - пассиватора поверхности конструкционных материалов энергоустановки. Концепция метода состоит в последовательном выполнении этапов исследования, на каждом из которых выделяется один (или несколько) главных факторов процесса при возможной стабилизации других. Завершающим этапом служит испытание исследуемого вещества в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным, с учетом ранее выявленных закономерностей.

В данной работе поведение ОДА в водной среде и на металлах исследовалось по следующим этапам.

Формирование банка данных о пассивирующих свойствах ОДА и определение граничных условий его применения для консервации поверхностей энергоустановок, контактирующих с теплоносителем. Разработка этого этапа реализована, в основном, в рамках первой главы диссертации.

Оценка влияния температуры на физические свойства ОДА: адсорбция и гидрофоб-ность пленки, и химические свойства: деструкция молекул в водной, паровой и воздушной средах, контактирующих с конструкционными материалами при равновесных термодинамических и химических условиях. Для решения этой задачи был смонтирован лабораторный автоклавный стенд (см. главу 2) и предложена методика исследований в статических условиях, реализованная в третьей главе.

Оценка влияния кинетических факторов: времени контакта водной среды, содержащий ОДА, с металлами и концентрации ОДА, на пассивирующие свойства пленок ОДА на поверхности металлов при разных фиксированных температурах - до 200 °С для однофазных водных эмульсий.

С этой целью была предложена, разработана и реализована методика непрерывного измерения потенциала металлических образцов, обработанных водной эмульсией ОДА на автоклавном стенде (см. главы 2, 3).

Оценка влияния динамических факторов: массовая скорость, содержащей ОДА, рабочей среды и длительность воздействия потока на поверхность конструкционного материала - на образование защитных пленок при разных, мало изменяющихся температурах вплоть до 450 °С.

Апробация поведения ОДА при контакте рабочей среды с конструкционными материалами в условиях эксплуатации энергетического оборудования на СД ГРЭС (см. глава

4).

Оценка влияния динамических факторов на процессы адсорбции и термолиза ОДА и защитные свойства пленок на металлах (сталях) в условиях переменного температурного поля, отвечающего режиму работы теплоносителя прямоточных котлов докритического давления. С этой целью был создан и использован в условиях промышленной ТЭЦ - 9 Мосэнерго стенд «виток» (см. главы 2 и 4).

1. В результате экспериментальных исследований, выполненных на лабораторных стендах, были получены данные по влиянию рН на адсорбцию ОДА на различных металлах и стойкости пленок ОДА в сухом и влажном воздухе в зависимости от рН, в котором формировались пленки ОДА; выяснен ход термолиза ОДА до 500 °С при и отсутствии контакта его с воздухом; изучено влияние ОДА на потенциал металлов, контактирующих с водными эмульсиями ОДА при повышенных температурах, характерных для некоторых элементов паротурбинных энергетических установок.

1) Установлено, что для водных эмульсий ОДА, используемых для защиты металла от коррозии, оптимальные значения рН находятся в интервале 6,5-9,0.

2) Показано, что обработанные октадециламином металлы сохраняют гидрофоб-ность как в сухом, так и влажном воздухе в течение длительного времени. Большие значения остаточной адсорбции отмечены на образцах металлов, гидрофобизация которых проводилась при значениях рН водной эмульсии, близких к нейтральному.

3) Установлено, что в исследованном диапазоне температур (до 200 °С) наличие ОДА в водной среде приводит к смещению потенциала металлов в более пассивную область и уменьшению разности между потенциалами платины и исследованными металлами.

4) Установлено, что пассивирующее воздействие находящегося в водной среде ОДА на металл связано не только с образованием на поверхности металлов гидрофобных пленок (диффузионный барьер), но и «облагораживанием» металлов (смещение потенциалов в более пассивную область).

5) Выявлена возможность использования разработанного при участии автора метода потенциометрических измерений в водной среде при параметрах энергетической установки для контроля пассивирующего действия ОДА на поверхности металлов.

6) Установлено, что значительный термолиз ОДА при контакте с воздухом начинается при 150 °С: на первой стадии образуется плотный смолистый остаток, который с ростом температуры до 300 °С уменьшается в объеме и становится твердым и хрупким, при 500 °С остаток возгоняется без доступа воздуха или сгорает при его присутствии.

2. Апробация поведения ОДА в водной среде и контактирующих с ней металлами оборудование блоков СКД с котлами ТГМП-114 и турбинами К-300-240 на СД ГРЭС была проведена в два этапа. Во время первого этапа была осуществлена мокрая консервация октадециламином двух турбоустановок (ст. №№ 10 и 4). Второй этап включал консервацию «на ходу» при работе блока в однокорпусном режиме на сниженной нагрузке и пониженных докритических параметрах.

1) Установлено, что в процессе мокрой консервации октадециламином турбин К-300-240 металл их проточных частей был надежно защищен гидрофобной пленкой ОДА от стояночной коррозии на время проведения капитальных ремонтов. Кроме того, зафиксировано практически полное удаление обычно прочно сцепленных с металлом отложений и переход их в консервант, с последующим их удалением из тракта.

2) Показано, что при консервации октадециламином на ходу работающего на сниженной нагрузке при пониженных докритических параметрах блока СКД ОДА проходит весь водопаровой тракт и сорбируется на фильтрах БОУ. Сорбция ОДА в пределах блока максимальна на разнородных металлах, имеющих температуры до 300 °С, и снижается практически до нуля там, где температура среды достигала 500 °С. Следовательно, за время прохода через водопаровой тракт блока термолиз ОДА протекает не очень интенсивно. В результате консервации октадециламином на ходу значительная часть блока СКД оказалась защищена от стояночной коррозии.

3. В ходе изучения поведения октадециламина и продуктов его термолиза в условиях стенда и тракте прямоточного котла докритического давления, адсорбированных пленок на различных металлах при контакте их с перегретым паром выполнен комплекс исследований и получены новые научные результаты и рекомендации для практического использования октадециламина в теплоэнергетике. В ходе проведения исследования:

1) Создан полупромышленный стенд «виток», имитирующий работу прямоточного котла докритического давления.

2) Спроектированы, изготовлены и перед каждым опытом монтировались в стенд «виток» контейнеры с образцами исследованных сталей. Установка этих контейнеров за фиксированными поверхностями нагрева модели прямоточного котла позволила в одном опыте получать данные по адсорбции ОДА в местах установки контейнеров на поверхностях трех металлов при четырех скоростях содержащей ОДА рабочей среды.

3) На стенде «виток» выполнено исследование адсорбции ОДА на трех металлах (стали 20, 12Х1МФ и 08Х18Н10Т) из содержащих ОДА потоков недогретой до кипения воды с температурой °С (за водяным экономайзером), влажного пара при х=0,4

0,6 (за НРЧ), сухого насыщенного пара, состояние которого менялось от х«0,95 до 1=(^+5) °С (за ПЗ-П) и слегка перегретого пара с температурой Ъ^+бО) °С (за ПП-1) при номинальных нагрузке и тепловых потоках на поверхностях нагрева и четырех скоростях движения среды (Ч^, 3,06*^/; 6,1и 8,5*\№), средние значения концентрация октадецила-мина в разных точках тракта стенда «виток» в проведенных опытах находились в пределах (30-60) мг/кг, параметры пара на выходе из стенда р» 7,85 МПа, I« (290-295) °С.

4) Установлено, что в однофазном, недогретом до температуря насыщения (1 = ^ -40 °С) водном теплоносителе адсорбция октадециламина на ст. 20 выше, чем на стали 12Х1МФ, а на последней больше, чем на стали 08Х18Н10Т. Это хорошо согласуется с результатами, полученными в ранее проведенных исследованиях.

5) Показано, что адсорбция октадециламина из двухфазного водного теплоносителя на всех исследованных сталях существенно (на 1,5 - 2,0 и более порядков) ниже, чем в однофазном водном теплоносителе с температурой ниже температур насыщения, увеличение сухости пара приводит к уменьшению адсорбции, при контакте содержащего октадециламин перегретого пара с исследованными металлами адсорбция октадециламина на них практически не обнаружена.

6) Выявлено изменение адсорбции ОДА от времени на исследованных сталях, расположенных в разных точках тракта котла, при постоянных скоростях среды. С течением времени адсорбция ОДА на исследованных сталях из недогретой до 15 воды при больших скоростях существенно не меняется и находится на достаточно высоком уровне.

Зависимости адсорбции на всех исследованных сталях от времени до НРЧ имеют минимум, а за НРЧ при контактах их с двухфазной средой, скорость которой меняется от W до 8,5*\¥, имеют ярко выраженные максимумы. Для разных скоростей потока максимумы расположены при неодинаковых экспозициях. Возрастание скорости способствует увеличению адсорбции. Ранее уже отмечалось, что при прочих равных условиях наименьшие значения адсорбции имеют место на аустенитной стали, а наибольшие на ст. 20.

7) Показано, что в прямоточном котле по мере изменения параметров среды существенно меняются условия адсорбции ОДА на используемых в котлостроении сталях. Большое влияние на процесс адсорбции оказывает также скорость потока.

8) На стенде «петля» выполнено исследование условий образования вязких отложений ОДА и продуктов его деструкции на исследованных сталях при введении водной эмульсии ОДА в перегретый пар и поведения этих отложений при контакте их с перегретым паром после прекращения дозирования ОДА.

9) Показано, что впрыск водной эмульсии ОДА в перегретый пар перед развитой металлической поверхностью приводит к образованию на составляющих эту поверхность металлах (стали 12Х18Н10Т, 12Х1МФ, 20) вязких темно-коричневых отложений, состоящих из аминов (октадециламина, продуктов его термолиза) и продуктов их деструкции. При дозировании ОДА в течение 24 ч толщина этих отложений достигает 0,5 мм. Изложенное дает основание считать, что при необходимости коррекции качества водного теплоносителя паротурбинной установки октадециламином продолжительный впрыск его водной эмульсии в перегретый пар перед турбиной или какой-либо ее ступенью является нежелательным.

10) Установлено, что образовавшиеся вследствие кратковременного (24 ч) дозирования водной эмульсии ОДА в перегретый пар вязкие отложения ОДА и продуктов его деструкции на металлических поверхностях через некоторое время после прекращения ввода ОДА в перегретый пар ликвидируются при условии длительного контакта этих отложений с перегретым паром после окончания дозирования. Это позволяет сделать вывод о допустимости периодических дозировок водной эмульсии ОДА в перегретый пар. При периодическом введении ОДА в перегретый пар интервалы между дозировками продолжительностью 24 ч должны составлять не менее трех суток.

11) В результате металлографических исследований получена информация о толщине, микроструктуре, химическом и фазовом составе, топографии и морфологических особенностях оксидных пленок на котельных сталях. В частности, на основании сравнительного исследования образцов из ст. 20, 12Х1МФ и 12Х18Н10Т, окисленных в паровой среде высоких параметров с добавкой и без добавки ОДА установлено, что: поверхностная пленка, образовавшаяся на образцах с ОДА более плотная и однородная по своему строению и имеет меньшую толщину, чем в образцах без ОДА, поверхностные пленки во всех исследованных образцах состоят из оксидов железа БеО, Ре304 и БегОз, присутствующих в различных соотношениях с преобладанием Рез04.

4. Полученные в исследовании данные вносят значительный вклад в решение проблемы использования ОДА для коррекции качества водного теплоносителя энергетической установки с целью защиты металла от коррозионных процессов в эксплуатационных и стояночных условиях.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Аникеев, Александр Викторович, 1999 год

1. Мартынова О.И. Повышение надежности и экономичности электростанций на органическом топливе в США и ФРГ// Энергохозяйство за рубежом. 1988. №1. С. 7-13.

2. Доброхотов В.И., Жгулев Г.В. Эксплуатация энергетических блоков. М.: Энерго-атомиздат, 1987.

3. Троянский Е.А., Чоловский В.Н. Повышение долговечности элементов котельного оборудования. М.: Энергоатомиздат, 1986.

4. Стырикович М.А., Мартынова О.И. , Миропольский 3.JI. Процессы генерации пара на электростанциях. М.: Энергия, 1969.

5. Поваров O.A., Семенов В.Н., Богомолов Б.В. Влияние агрессивных сред на надежность паровых турбин// Теплоэнергетика. 1986. №10. С. 33-38.б.Чернецкий Н.С. Коррозионные повреждения лопаток паровых турбин// Теплоэнергетика. 1984. №4. С. 68-71.

6. Влияние растворимых в воде примесей на образование коррозионно-агрессивной жидкой фазы в проточных частях турбины/ О.И. Мартынова, O.A. Поваров, B.C. Рабеко и др.//Теплоэнергетика. 1984. №4. С. 19-22.

7. Зависимость надежности работы турбин от качества первоначального конденсата/ Г.В. Василенко, Г.П. Сутоцкий, J1.X. Конторович и др.// Теплоэнергетика. 1984. №4. С.54-56.

8. Филиппов Г.А., Поваров O.A. Эрозия и коррозия в паровых турбинах. М.: Моск. энерг. ин-т, 1986.

9. Поваров O.A., Томаров Г.В. Эрозионно-коррозионный износ металла паровых турбин// Теплоэнергетика. 1985. №9. С. 39-43.

10. Эрозионно-коррозионное изнашивание энергетического оборудования/ О.А.Поваров, И.А. Шалобасов, Г.В. Томаров// Обзорная информация. Вып.6. М.: НИИЭ-информэнергомаш, 1986.

11. Эрозионно-коррозионное разрушение металлов в турбине и способы его предотвращения/ О.И. Мартынова, O.A. Поваров, А.Ф. Бондаренко, Г.В. Томаров// Сб. научн. трудов. М., Моск. энерг. ин-т. 1988. Вып.166. С.5-10.

12. Мартынова О.И. Влияние водно-режимных факторов на надежность работы некоторых элементов оборудования электростанций// Энергохозяйство за рубежом. 1982. №1. С.7-12.

13. Маргулова Т.Х., Мартынова О.И. Водные режимы тепловых и атомных электростанций. М.: Высш. шк., 1987.

14. Проблемы водно-химического режима турбоустановок ТЭС с энергоблоками СКД/ Г.П. Сутоцкий, И.А. Кокошкин, Г.В. Василенко, В.И. Никитин// Теплоэнергетика. 1986. №8. С. 41-44.

15. Глазырин А.И., Кострикина Е.Ю. Консервация энергетического оборудования. М.: Энергоиздат, 1987.

16. Акользин П.А., Королев H.A. Применение пленкообразующих аминов для защиты от коррозии теплосилового оборудования. М.: БТИ ОРГРЭС, 1961.

17. Einsatz grenzflächenaktiver Stoffe in Sattdampfturbinen/ E.Chempik, K.Schindler, G.Filippow, G.Saltanow//Energietechnik. 1978. № 11. S.443-446.

18. Алифатические амины и алифатические диамины. Проспект фирмы Armour Hess Chemical Limited, jl.: ВНИИнефтехим, 1963.

19. Charles I.P., Campbell I.R. The Aldrich Library of Infrared Spectra. Aldrich Chemical Co, 1975, 1577 p.

20. Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1962.

21. Шманько И. И. Влияние водородной связи на колебания группы NH2 первичных аминов: Автореф. дис., канд.физ.- мат. наук. Киев, 1971.

22. Hilderson H.I. Basiciteit van fosfinen en aminen in watering milieu // Mededelingen van de Viaamse Chemische Vereniging. 1968. Vol. 30, N. 6. P. 173-187.

23. Кот A.A., Деева З.В. Водно-химический режим мощных энергоблоков ТЭС.М.: Энергия, 1978.

24. Коршук Э.И. Исследование коллоидно-химических свойств растворов высших алифатических аминов: Автореф.дис.канд.техн. наук. Минск. 1969.

25. Салимова С.Н. Исследование гидрофобизирующих свойств поверхностноактивных веществ и их влияние на коррозию стали: Автореф. дис.канд.хим.наук. М.,1970.

26. Devanathan M.A.V., Tilak B.V.K. Строение двойного электрического слоя на границе металл-раствор// Экспресс-информация. Коррозия и защита металлов. 1966. № 10. С. 34-39.

27. Калер Г.Л., Браун Д.К. Создание полярной пленки для предотвращения коррозии обратных конденсатопроводов// Коррозия и защита теплосилового оборудования на электростанциях США : Сб. "Энергетика за рубежом". М., JI. :Госэнергоиздат, 1956. С.30-33.

28. Bass D., Sindery G.G. Filming Amines Prevent Condensate Line Corrosions // Corrosion Technology. 1957. Vol. 4. N. 7. P. 230-234.

29. Hoerr C.W., Ralston A.W. The Solubilities of the Normal Saturated Fatty Acieds. II. // J. org. Chem. 1944. Vol. 9. N 4. P. 329-337.

30. Исследования по вопросам оптимизации применения ПАВ, в частности ОДА в пароводяных контурах. Институт энергетики, 7024, Лейпциг, Торгауэрштрассе, 114. Реферат отчета № 16. 5790. 84.

31. Rohland В. Untersuchungen zur Ermittlung des Krafft-Punktes durch Streulichtmessungen im System ODA-H2O in Abhängigkeit von der Temperatury// Ergebnisbericht. Greifswald. E-M. Arndt-Universität, 1984.

32. Мессов У., Фесдорф Р. Результаты исследований по теплофизическим свойствам октадециламина, опубликованные в ИФЭ/ЦРЭ. Отчет № 16. 5337. 78.

33. Boiling Points of n-Alkyl Primariy Amines / A.W. Ralston, W.M. Selby, W.O. Pool // Industrial and Engineering Chemistry. 1940. Vol. 32. N 8. P. 1093-1094.

34. Solubilities of high molecular normal aliphatic primary amines / A.W. Ralston, C.W. Hoerr, W.O. Pool // J. Org. Chem. 1944. Vol. 9, P. 102-112.

35. Peters R.A., Wakelin R.W. Interfacial Tension pH and Ghemical Constitution // Transactions of the Faraday Society. 1938. Vol. 34. P. 1537-1539.

36. Чемпик Э. Комплексное исследование влияния ПАВ (пленкообразующего) ОДА на энергетические и структурные характеристики влажнопаровых турбин и поведение основного оборудования пароводяных контуров: Дис.канд. техн. наук, М., 1980.

37. Мартынова О.И., Андросов В.И., Гришина С.Х. Исследование поверхностного натяжения октадециламина в интервале температур 25 100 °С// Тр. Моск. энерг. ин-та. 1980. Вып. 466. С. 31-36.

38. Иванов E.H. Применение пленкообразующих ингибиторов для предотвращения коррозии металла паровых теплосетей: Автореферат дис. канд. техн. наук. М., 1968.

39. Свойства водных эмульсий поверхностно-активного вещества (октадециламина) при параметрах энергетической установки/ О.И. Мартынова, И.Я. Дубровский, Ю.М. Третьяков и др.// Известия вузов СССР. Энергетика. 1984. № 9. С. 96-99.

40. Panowsky W. Untersuchungen zur Optimierung des Einsates grenzfläckenakiven Stoffe, insbesondere von Octadecyliamin in Wasser-Dampf-Kreislaufen // Institute für Energetik / ZRE. Bericht. N 16. 5790.84F. Leipzig 1984.

41. Некоторые аспекты термолиза ОДА в энергетической установке/ И.Я. Дубровский, Л.Н. Баталина, В.В. Игнатов и др.// Изв. вузов СССР. Энергетика. 1989. №2. С.65-69.

42. Переход аммиака из водных растворов в насыщенный пар/ О .И. Мартынова, К.Я. Катковская, А.А.Вайнейкис и др.// Теплоэнергетика. 1965. № 10. С. 75-79.

43. Адсорбция октадециламина на металлических поверхностях/ И.Я.Дубровский, Л.Н.Баталина, В.А. Лошкарев и др.// Сб.науч. трудов. М. ,Моск. энерг. ин-т. 1989. Вып. 208. С. 34-41.

44. Коррозионная стойкость перлитой стали и латуни, предварительно гидрофобизи-рованных октадециламином/ И.Я. Дубровский, Л.Н. Баталина, В.В. Игнатов и др.// Сб. науч. трудов. М., Моск. энерг. ин-т., 1988, Вып. 166. С. 11-16.

45. Maidenhauer D. Erfahrungen mit der Dosierung von Octadecylamin zum Schutz von Heißwassernetzen und Kondensationsstelien in Erzeugerstätten // Energieanwendung. 1980. Bd. 29. Jg. 2. S. 61-63.

46. Солодов А.П., Якушева E.B., Крюков С.Л. Особенности конденсации водяного пара с присадками октадециламина на трубах, изготовленных из различных метал-лов//Теплоэнергетика. 1988. №2. С. 25-28.

47. Повышение надежности и экономичности пароводяного энергетического оборудования путем дозирования поверхностно-активных веществ/ Г.А.Филиппов, Г.А.Салтанов, А. Н. Кукушкин и др.// Теплоэнергетика. 1982. №9. С. 20-24.

48. Эрозионно-коррозионное разрушение металлов в турбине и способы его предотвращения/ О.И. Мартынова, 0. А. Поваров, А.Ф. Гонтаренко, Г.В. Томаров// Сб. науч. трудов. М., Моск. энерг. ин-т. 1988. Вып. 166. С. 5-10.

49. Филиппов Г.А., Салтанов Г.А., Кукушкин А.Н. Гидродинамика и тепломассообмен в присутствии ПАВ. М.: Энергоатомиздат, 1988.

50. Агеев В.А., Селезнев Л.И. Конденсация пара в потоке с ПАВ// Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1982. № 6. С. 136-139.

51. Исследование влияния гидрофобных присадок на работу турбинных ступеней влажного пара/Г.А. Филиппов, O.A. Поваров, Е.Г. Васильченко и др.// Теплоэнергетика. 1979. №6. С. 33-35.

52. Влияние присадок октадециламина (ОДА) на структурные и энергетические характеристики двухфазных потоков/ М.Е. Дейч, А. В. Куршаков, А.А.Тищенко, В.М.Леонов// Теплоэнергетика. 1986. № 9. С.14-18.

53. Kuba Y., Prochaska Z. 25 Jahre Erfahrungen mit der Dosierung von Octadecylamin zum Schutz von Kondensatnetzen in der CSSR// Energieanwendyng. 1979. Bd. 28 Jg. N 2.S. 6065.

54. Богданов В.Ф., Гофман И.Н., Федоренко М.И. Применение октадециламина для защиты конденсатных трактов// Энергетика. 1977. № 11. С. 25-26.

55. Хидразиноамонячен воден режим с дозиране на октадециламин на правотокови дубльблокове 150 MW работещи в променливи режими/ Н.Тилов, М.Вълкова, Л.Михова// Год. Енергопроект. 1979. Т. 17, С. 117-129.

56. Эффективность применения октадециламина для защиты турбоустановок от коррозии/ O.A. Поваров, И.Я. Дубровский, Г.В. Томаров, Е.В. Величко// Тяжелое машиностроение. 1990 №6.

57. Опыт ввода в эксплуатацию после консервации оборудования и трубопроводов второго контура второго блока Армянской АЭС/Г. А. Филиппов, А.Н. Кукушкин, Г. А. Салтанов и др.// Тяжелое машиностроение. 1997 №8, с. 18-20.

58. Применение октадециламина для консервации энергоблоков СКД// З.В. Деева, Б.Э. Школьникова, В.Д. Зеленова// Электрические станции. 1998. №3.

59. Особенности влияния октадециламина на повреждаемость рабочих лопаток турбин/ А.Ф. Богачев, Б.С. Федосеев, В.Ф. Резинских// Теплоэнергетика. 1993. №7. С. 14-18.

60. Письмо в редакцию. По поводу статьи А.Ф. Богачев, Б.С. Федосеев, В.Ф. Резинских., опубликованной в журнале Теплоэнергетика. 1993. №7. С. 14-18./ Г.А. Филлипов, А.Н. Кукушкин, Г.А. Салтанов и др.// Теплоэнергетика. 1994. №4.

61. Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей. М.: Энергоатомиздат, 1985.

62. ССБТ ГОСТ 12.1.005-76. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно- гигиенические требования. М.: Изд-во стандартов, 1981.

63. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий СН 245-71.М.: Стройиздат, 1972.

64. Silverstein R.M. Spectrophotometric determination of primari, secondary and tertiary fatty amines in aqueous solutions// Analitical Chem. 1963. V.35. №2. P. 154-157.

65. Ашев П.С. Методика определения концентраций ОДА и аммиака в водном теплоносителе энергетической установки// Тр. Моск. энерг. ин-та. 1980. Вып.466. С.75-78.

66. Бабко А.К., Пилипенко А.Т. Фотометрический анализ. М.: Химия, 1968.

67. Кострикин Ю.М. Инструкция по анализу воды, пара и отложений в теплосиловом хозяйстве. М.: Энергия, 1967.

68. Berk A.A., Hopps G.L. Return-line corrosion in federal heating systems//Report of Infestigations, 5929.VSDI. 1960.

69. Исследование газообразных продуктов разложения комплексонатов на блоке 300 МВт Костромской ГРЭС: Отчет/ ОРГРЭС, ЭНИН; Руководители работы А.Я. Ялова, А.А. Авдеева. М., 1978.

70. Косяк Ю.Ф., Галацан В.Н., Палей В.А. Эксплуатация турбин АЭС. М.: Энерго-атомиздат, 1983.

71. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей. М.: Энергия,1977.

72. Исследование влияния гидрофобных присадок на характеристики энергетического оборудования 4.1: Отчет о НИР (промеж.)/ Моск. энерг.ин-т; Руководитель НИР Филиппов Г. А. № ГР У51386; Инв. № Г94310. М., 1980.

73. Доброхотов В.И., Кгулев Г.В. Эксплуатация энергетических блоков. М.:, 1987.

74. Определение основных закономерностей поведения октадециламина (ОДА) в элементах оборудования ТЭС: Отчет о НИР/ Моск. энерг. ин-т; рук. НИР О.А. Поваров. № ГР 01890067253.М. 1989.

75. Влияние октадециламина на стационарный потенциал конструкционных материалов при повышенных температурах теплоносителя/ И.Я. Дубровский, В.А. Лошкарев, А.В. Аникеев, В.Д. Сергеев// Теплоэнергетика. 1999. №7. С. 39-43.

76. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. М.: Высш. шк.,1965.

77. Применение теории электрохимической кинетикии для разработки математической модели процессов коррозии в кислородсодержащей воде/ В.А. Лошкарев, И.Я. Дубровский, А.В. Аникеев и др.// Тр. Моск. энерг. ин-та. 1987. Вып. 130. С. 27 34.

78. Копылов А.С., Свечина Н.Н. Очистка теплоносителя и радиохимические превращения в присутствии октадециламина// Атомные электрические станции; Сб. статей. М. :Энергоатомиздат 1987. Вып. 9.С. 174-175.

79. Кемельман Д.Н., Эскин Н.Б. Наладка котельных установок. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1989.