Методы консервации теплоэнергетического оборудования с использованием пленкообразующих аминов. Консервация пароводокислородным методом, страница 2

Октадециламин плохо растворяется в воде, но хорошо эмульгируется в ней при температурах выше 60 °С. Применительно к энергетике важное значение имеют его другие весьма положительные свойства

-снижение модального размера капель влаги в проточной части паровой турбины в среднем в 2,5—3,0 раза;

-уменьшение интенсивности и скорости каплеударной эрозии элементов проточной части турбин;

-повышение внутреннего относительного КПД турбоустановки и энергоблока в целом;

интенеификация тепломассообмена при фазовых переходах (конденсация и кипение);

снижение интенсивности и скорости щелевой эрозии, а также кавитационного разрушения лопаточного аппарата;

ламинаризация потоков.

На сегодняшний день способ консервации оборудования с применением ОДА внедрен на многих электростанциях России, стран СНГ и за рубежом. Проведенный анализ результатов опыта применения на отечественных и зарубежных электрических станциях и предприятиях этого способа консервации оборудования выявил причины столь широкого его внедрения.

Способ базируется на одном из основных свойств пленкообразующих аминов, в частности ОДА, а именно: способности адсорбироваться на разнородных металлических поверхностях из воды или пара [5]. Результаты комплексных исследований, проведенных организациями-разработчиками, позволили создать весьма эффективные технологии консервации пароводяных трактов различного тепломеханического оборудования (котлов, турбин, теплообменников, насосов, арматуры, трубопроводов энергоблоков в совокупности).

В МЭИ были весьма основательно изучены удельная сорбция консерванта на поверхности разнородных металлов, скорость термолиза при повышенных температурах, влияние на структуру и механические свойства конструкционных материалов, взаимодействие с рабочим телом и различными реагентами, используемыми для реализации того или иного водно-химического режима электрических станций.

Эффективность консервации оборудования существенным образом зависит от удельной сорбции консерванта на защищаемые поверхности. На рис. I в качестве примера представлены зависимости, характеризующие процесс удельной адсорбции октадециламина на поверхность перлитной стали. Можно видеть, что сорбция ОДА возрастает при увеличении ее начальной концентрации и уменьшается с ростом температуры. Характер изменения адсорбции ОДА на конструкционные материалы тепломеханического оборудования электрических станций качественно одинаков. Однако при прочих равных условиях максимальная удельная адсорбция ОДА в зависимости от вида металла возрастает в следующей последовательности: аустенитная сталь — перлитная сталь — медь — латунь. Качественной оценкой эффективности сорбции ОДА, что адекватно успешному проведению консервации, является приобретение защищаемыми поверхностями пароводяных трактов оборудования гидрофобных свойств. На рис. 2 в качестве примера представлена трубная поверхность после консервации с ярко выраженной гидрофобностью, что подтверждает наличие слоя консерванта, являющегося преградой для доступа к металлу кислорода и углекислоты.

О           25         50        75      t, ч

Рис. i. Удельная адсорбция ОДА на перлитной стали.

Температура, "С: 1,4 — 85; 2, J — 120; 3, б — 160. Изменение С„, мг/кг: 1 — 36; 2 — 38; J — 40; 4 — 19; 5 — 26; 6 — 27

Рис. 2. Трубная поверхность после консервации с использованием ОДА

Октадециламин как и всякое органическое соединение подвержен термолизу. Результаты отечественных и зарубежных исследований позволяют сделать следующие выводы:

термолиз ОДА, находящегося в водной эмульсии, происходит уже при температуре 85 °С с выделением незначительного количества аммиака и молекулярного водорода;

скорость термолиза ОДА увеличивается с ростом температуры до полного его разложения. В процессе его разложения образуются вторичные и-третичные амины (C_]8H₃₇)₂NH и (C₁₈H₃₇)₃N, а также NH₃, Н₂, СО.

СН₄ с концентрацией по массе менее I % первоначальной концентрации ОДА;

интенсивность процесса разложения ОДА, происходящего в статических условиях, отличается от интенсивности аналогичного процесса в динамических условиях. По-видимому, этим объясняется различие в предельных температурах его полного разложения, полученных в России и за рубежом. По данным натурных условий, при температуре 813,5 К разлагается от 30 до 50 % ОДА, находящегося в рабочем теле энергоблока;