停爐保護(hù)緩蝕劑開發(fā)研究方法探討

1、圖1研究開發(fā)活動周期長沙電力學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版第13卷第4期停爐保護(hù)緩蝕劑開發(fā)研究方法探討李宇春楊昌柱(長沙電力學(xué)院化學(xué)系長沙410077摘要著重探討了應(yīng)用于停爐保護(hù)的緩蝕劑的開發(fā)研究過程,針對開發(fā)工作的要求與特點,對各個階段的工作做了詳細(xì)闡述.關(guān)鍵詞停爐保護(hù)緩蝕劑膜鑒定法非線性分析系統(tǒng)分類號O 623.731隨著現(xiàn)代電力工業(yè)的發(fā)展,人們對停爐保護(hù)技術(shù)已有較高的要求,而目前的保護(hù)方法的共同缺點,是不能同時做到檢修與保護(hù).為解決電力企業(yè)中存在的這一問題,不少科研單位,還有許多電廠都已開始著手研究,期望能早日突破這方面的障礙.眾所周知,停爐保護(hù)的核心問題之一就是緩蝕劑性能.基于國內(nèi)外的現(xiàn)狀,還未

2、找到普遍適用的成熟方案(當(dāng)然不排除有的國家存在技術(shù)保密問題.所以,在這一問題上,化學(xué)專家們是仁者見仁,智者見智.作者根據(jù)自己從事這方面的實踐及體會,對有關(guān)問題進(jìn)行探討,期望對停爐保護(hù)技術(shù)的發(fā)展能起推動作用.本文主要從研究對象、實驗、評估、中試、預(yù)測和應(yīng)用6個階段對該項目作具體的闡明.這6個階段實際上是一個完整的科研開發(fā)周期,它們之間的關(guān)系如圖1所示.收稿日期1998-09-291研究對象緩蝕劑的開發(fā)研究,從種類上講,首先是確定研究什么系列的緩蝕劑.在停爐保護(hù)的應(yīng)用中,目前比較新穎且具有潛力的是有機(jī)胺緩蝕劑,其中以C 10C 20的長直鏈碳胺效果最好,該系列的有機(jī)胺由于其胺基的共價(化學(xué)吸附性能

3、以及溶于水中發(fā)生的靜電(物理吸附性能而有較理想的效果.本文就以正十八胺為例來具體說明.單獨(dú)使用十八胺具有很多條件限制,首先是其五十多度的熔點導(dǎo)致其水溶性較差;其次,成膜效果不穩(wěn)定.常見的利用十八胺的方法有兩類復(fù)配、改性.(1復(fù)配.以十八胺為主要成份,通過復(fù)配以其它類的助劑達(dá)到有效成膜的目的.復(fù)配的助劑主要有助溶劑、鈍化劑、表面活性劑等.復(fù)配方法的一大問題就是要為其合理有效的配比花費(fèi)大量的精力.(2改性.通過研究一些具有某種特性的基團(tuán)或官能團(tuán),將該基團(tuán)“嫁接”到另外一種有機(jī)分子中,使之具有多官能團(tuán).這種過程就是“改性”的過程.改性的關(guān)鍵是找到合適的基團(tuán)并在“嫁接”過去之后能有效地發(fā)揮預(yù)期的作用.

4、2實驗實驗是一步最重要的工作,是原始數(shù)據(jù)的來源,也是后面幾步工作的基礎(chǔ).整體的實驗工作分為三個階段:膜鑒定試驗階段、電化學(xué)實驗階段及表面分析實驗階段.各階段的大致內(nèi)容與作用見表1.表1研究開發(fā)活動周期階段內(nèi)容分析方法備注膜鑒定實驗低溫靜態(tài)實驗高溫靜態(tài)實驗高溫動態(tài)實驗水滴試驗法,酸滴鑒定法,濕熱箱鑒定法重量法測腐蝕速度可作為輔助手段電化學(xué)實驗極化曲線法交流阻抗法研究特征參數(shù),分析規(guī)律-結(jié)構(gòu)分析實驗金相分析光電化學(xué)實驗-金相分析有多種具體方法(2電化學(xué)實驗階段.該階段主要從原理上論證緩蝕效果的發(fā)生,在具體操作上可與第一階段同時進(jìn)行,或在第一階段進(jìn)行到一定程度再進(jìn)行,以減少實驗量.常見的電化學(xué)分析法

5、有交流阻抗法、極化曲線法等,從這些測試鑒定法中可了解緩蝕劑的電化學(xué)特性.407第13卷第4期李宇春,等:停爐保護(hù)緩蝕劑開發(fā)研究方法探討408長沙電力學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版1998年11月(3表面分析實驗階段.采用一些金相分析手段,如掃描電鏡分析、電子探針、X射線顯微分析及俄歇電子能譜分析等技術(shù),力圖對一些典型的試樣從微觀上作出分析比較.另外,還可用光電化學(xué)方法來研究成膜在電解質(zhì)溶液中的電子傳遞過程,判斷緩蝕劑的加入,對光電流的瞬態(tài)性質(zhì)有多大影響.由于實驗的復(fù)雜性,且緩蝕效果影響因素很多,如金屬/合金種類、介質(zhì)成分、緩蝕劑本身特性及不同成份的配比含量等,這都會導(dǎo)致實驗效果的重現(xiàn)性出現(xiàn)非規(guī)律性狀態(tài).

6、為此,在實驗過程中,幾個階段的工作往往是交錯、反復(fù)進(jìn)行的.3評估對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析綜合與判斷,確定合適的緩蝕方案.評估的手段分為兩大類:一種是線性分析方法,另一種是非線性分析方法.對于數(shù)據(jù)比較有規(guī)律,數(shù)據(jù)量不大,而且數(shù)據(jù)趨勢明顯的情況,推薦采用線性分析方法,如常用的回歸分析,這種方法得出的結(jié)果比較簡捷迅速,評估工作量不大.對于數(shù)據(jù)復(fù)雜,無明顯規(guī)律,且影響因素較多的情況,推薦采用非線性分析方法,如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色系統(tǒng)等.非線性分析法適合研究復(fù)雜的系統(tǒng),它部分模擬了人大腦的思維方式,與線性分析法把對象簡單條塊分割截然不同.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本思想是從仿生學(xué)的角度,對人腦神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行模擬,使模擬器具有人腦那

7、樣的感知、學(xué)習(xí)、推理等智能,它是一個高度非線性系統(tǒng).目前應(yīng)用最多的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是BP(back -propagation誤差反傳播網(wǎng)絡(luò),通過先構(gòu)造訓(xùn)練樣本,使BP網(wǎng)逐漸學(xué)習(xí)適應(yīng),從而可有效地指出緩蝕方案的優(yōu)劣.灰色系統(tǒng)分析法是根據(jù)鄧聚龍1982年提出的灰色系統(tǒng)發(fā)展而來的.他指出,人們接觸的很多系統(tǒng)都是部分信息明確,部分信息不明確的介于“白箱”與“黑箱”之間的灰色系統(tǒng).灰色系統(tǒng)理論對表面無規(guī)律的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,找到系統(tǒng)本身具有的特征.停爐保護(hù)緩蝕劑的研究內(nèi)容實際上屬于一個典型的灰色系統(tǒng),因為人們對其效果了解,但對其為什么有效都不盡了解,灰色系統(tǒng)理論對于評估工作有較大益處.4中試中試階段分為兩個部分:小

8、規(guī)模模擬實驗及現(xiàn)場試運(yùn)行.在前一個階段中,主要是對一些工藝條件的可靠性進(jìn)行調(diào)整,在此基礎(chǔ)上對許多評估通過的方案進(jìn)行驗證,取得現(xiàn)場數(shù)據(jù).然后進(jìn)行大規(guī)模的現(xiàn)場試運(yùn)行,觀察其有效性、可靠性.5預(yù)測這一階段工作與“評估”工作類似,主要是指分析手段類似.在分析內(nèi)容上,“評估”著重從一大堆原始數(shù)據(jù)中歸納出一個結(jié)論;而“預(yù)測”著重于從一些中試數(shù)據(jù)中預(yù)測出其應(yīng)用前景.一般來說,對于“預(yù)測”工作,傾向于采用非線性系統(tǒng)分析方法.目前,我國電力系統(tǒng)對停爐保護(hù)技術(shù),還處于中試階段,還沒有順利通過“預(yù)測”工作而推廣應(yīng)用,這對電廠化學(xué)工作者來說,壓力是較大的.另外,對于“預(yù)測”工作的投入與重視,也是十分必需的.6應(yīng)用應(yīng)用

9、是科學(xué)研究的最高階段,也是科學(xué)家、工程師們勞動成果的最終回報,是科學(xué)技術(shù)向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的過程.到目前為止,我們已在江西的南昌、九江、萍鄉(xiāng)等電廠進(jìn)入停爐保護(hù)的實施階段,在初期的取樣鑒定試驗中,效果良好,對以后順利完成該課題有很大的促進(jìn)作用.成果的應(yīng)用不僅能發(fā)揮效益,使生產(chǎn)技術(shù)手段提高,還能促進(jìn)人們對研究對象即選題工作的深化考慮.這實際上是個辯證的過程,使科研與應(yīng)用相互促進(jìn),相互發(fā)展.參考文獻(xiàn)2李宇春.12系列緩蝕劑在停爐保護(hù)中的應(yīng)用研究:碩士論文.武漢:武漢水利電力大學(xué)熱動系,19965化學(xué)工業(yè)部化工機(jī)械研究所主編.腐蝕與防護(hù)手冊:腐蝕理論試驗及監(jiān)測部分.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1989(責(zé)任編輯謝

10、庚申On the P &D Process of stopped Bioler prevention InhibitorsL i Yuchun Yang Changz hu(Dept.of Chem.of Changs ha Un iv.of Electr.Pow er C han gsha 410077Abstract T he resear ch &developm ent process of stopped boiler inhibitors has been dis-cussed scientifically .Every stag e of w ork is explained in detail ,acco rding to