论HELAMIN药剂在热、电联产锅炉中的应用

施耀华（中国平煤神马集团尼龙科技有限公司，河南 平顶山 467212）

海兰明（HELAMIN）药剂是一种多胺混合物，无色透明，在20°C下，PH值在12±0.5之间，比重/密度为1.05±0.05，冰点为0°C。在590°C 的水或蒸汽中性能稳定，具有良好的热稳定性。其主要成分构成是聚胺、多羧酸酯和不稳定胺，能在高温环境下的水和蒸汽管道中与含铁和非亚铁金属表面形成分子厚的、持续和疏水性的保护膜，对金属表面起到钝化和保护作用。对减少锅炉、汽机等设备管道腐蚀、结垢，稳定运行起到积极作用，目前在国内外热电联产锅炉中得到很好的应用。其配方及药品来自欧盟，在国外已有多年应用历史，从2000年后进入我国，由于在锅炉使用中效果良好，迅速得到广泛应用。

在国内不少化工、化学制造单位配备锅炉自产蒸汽，用于生产装置使用，为降低生产成本及充分利用蒸汽的动能，多配备有发电机组，利用自发电冲减用电量，以达到节约的目的。蒸汽被换热使用后产生的蒸汽冷凝液（CCL）大部分经过收集后返回锅炉，做为锅炉水重新利用。因冷凝液在运输过程中，由于输送管线的冲刷及腐蚀作用，会产生一定的杂质，另外也不排除部分用户在使用蒸汽过程中，微量或少量化学产品渗漏进入CCL 系统，加上传统炉水处理药剂添加，这样就会对炉水品质造成一定影响，对锅炉及汽机的稳定运行造成隐患。为稳定运行，锅炉一般设计有定期排污，排除冷凝液及蒸汽中的杂质。锅炉使用海兰明药剂后可以对炉水指标进行调节，降低炉水中传统药物添加，降低操作强度，全方位保护锅炉并提高锅炉效率，同时还可以消除传统炉水处理工况中存在的局限或矛盾。

1 海兰明药剂防护原理

在锅炉生产过程中添加的海兰明药剂中含有的多胺物质，其基本成分为12 到18 个碳原子构成的长链烷基，这些长链烷基有饱和的也有不饱和的，由非极性烷基和能使烷基溶于水的基团构成，是两性分子化合物，疏水烷基接触的是空气，亲水基团接触的是水。在亲水性表面上的表面吸附期间，范德华力会用其疏水性脂肪链占据表面活性剂分子，亲水性基团会始终紧贴水面，以一种薄薄的单分子膜形式扩散出去，若供应充分，在第一层上可能会形成第二层，第一层和第二层脂肪链会彼此筛选，氨基会显示在外边。通过吸附作用，亲水性表面可能会变得具有疏水性（防水性），不但可以用于清洁附着性腐蚀粒子，还可以有效抑制器壁腐蚀发生。

2 锅炉及汽轮机中常见的腐蚀种类及现象

在热电联产锅炉运行中，锅炉补充水源一般来自脱盐水和回收的冷凝液，由省煤器加热后进入锅筒，被加热成汽水混合物，经汽水分离后，饱和蒸汽通过处理进入汽轮机发电后进入蒸汽母管共后续生产装置使用，在产生蒸汽过程中，系统基本处于高温高压及汽水混合流动状态。

2.1 流动性腐蚀

在整个产生蒸汽过程中，设备及管道本体基本全过程处于高温高压状态，生产工况条件对设备及管道严苛，加上锅炉水略带碱性，其中还含有微量的氧气、二氧化碳及盐类离子，当高温高压水、汽从锅炉、汽机、管道通过时，会形成高速冲刷效应，对金属内壁造成腐蚀，即我们通常所说的流动性腐蚀，

2.2 疲劳腐蚀

锅炉、汽机等设备在运行过程中，高温高压下的工况环境，对金属产生持续性的压力，当达到一定条件，即达到临界值时，会形成初始疲劳裂纹，初始疲劳裂纹在持续压力和腐蚀环境共同作用下逐步扩展，即产生亚临界扩展，当裂纹长度达到其临界裂纹长度时，金属就会难以承受外载荷，裂纹快速扩展，以至最终断裂。

2.3 垢下腐蚀

在高温高压下，锅炉水中的微量盐类离子会在设备及管道内表面沉积，形成垢层或沉积水渣。在水垢或水渣下金属会出现腐蚀现象。这种现象多发生在锅筒及涡轮机叶片或涡轮盘中，腐蚀严重时会造成开裂现象。

3 海兰明药剂加入后使用效果

3.1 提高锅炉、汽机设备的运行稳定性

通常蒸汽中二氧化硅含量持续超标将引起锅炉过热器、汽轮机等设备发生积盐问题，并导致失效或者降低效率问题，严重时导致事故发生。经过海兰明水药剂处理的锅炉水能大幅降低发生蒸汽中的二氧化硅含量，具有在运行中清除汽轮机积盐的功能，能防止过热器发生新的积盐，也能够清除过热器已经存在的积盐，保持设备的稳定运行。

3.2 增强设备及管道的抗腐蚀能力

海兰明水处理剂加入锅炉水后，会在设备及管道内壁形成一层保护薄膜，加上其含有的有机物能够消耗锅炉水中溶解的微量氧气和二氧化碳，相比传统药剂具有更强的PH缓冲能力，能充分保持炉水PH 稳定，并提高碱性条件下对金属腐蚀的防范能力。加上药剂对难溶盐的溶限作用、晶格扭曲作用及分散作用，能大幅度降低流动性腐蚀及垢下腐蚀。且不会使金属表面开裂，从多家使用单位使用前后对比的照片看，有效降低了金属的腐蚀现象。

3.3 大幅度增强设备及管道的防垢能力

海兰明水处理剂是有机成份，不存在盐类离子，该药剂投放后，可以不再使用磷酸盐和氨物质处理水质，从而大幅度降低了锅炉水中的杂质，加上药剂中的有机聚合物具有较强的扭曲或重构晶格能力，以及所具有分散效应和溶限效应，使锅炉水中的沉积物保持分散悬浮状态，避免与器壁接触，从而大大增强了其防垢能力。

3.4 综合提升炉水指标，大幅度降低锅炉排污

锅炉运行一般是通过投加磷酸盐、苛性钠、氨来控制稳定炉水指标，由于该类药剂投放量较大，容易造成炉水控制指标波动、锅炉运行不稳定，炉水排污量大现象。海兰明药剂做为高分子有机物，呈微弱的负电性，其微量的添加，在不增加炉水电导率前提下，能实现更高的炉水浓缩倍率。从笔者单位定期排污操作的频率上看，加药后的操作次数是加药前的1/25，甚至更低；从连续排污的持续时间看，加药后的排污量仅为是加药前的十分之一甚至更低。

3.5 经济效益显著

笔者所在单位锅炉是热电联产性质，规格是3 台260 吨锅炉，两开一备，最初开车时，通过传统药物控制炉水指标。现通过添加海兰明药剂来控制炉水指标，传统炉水药剂基本不再添加，从传统药剂费用、排污费用与海兰明药剂使用费用对比，综合效益测算每年大约可以节省资金300万元。

4 结语

海兰明做为成熟的锅炉添加药剂，其使用机理是基于成膜胺理论，国外起步较早，相关的理论及产品相对成熟，国内关于该理论的研究起步较晚，所以关于成膜胺的产品应用范围较小，该药剂进入中国市场后，其优异的防护性能，在热电联产锅炉应用中迅速得到广大用户的认可，不少国内的研究机构也曾针对性进行技术研究和开发，受制于专利保护及分析方法所限，现阶段还没有大的突破。相信随着经济的发展，化工或化学生产单位热电联产性质的企业增多，锅炉、汽机使用单位的增加，该类型药剂在国内的使用量会逐年增大，突破技术壁垒，实现国产化，降低使用成本，必将会给企业带来更好的经济和社会效益。