3、 腐蚀的种类
3.1 有机附着物:冷却水系统中有机附着物的形成和微生物的生长有密切的关系,微生物在成长和繁殖过程中会放出成为附着物媒介物的粘液,它将水中的粘泥和植物残骸等,一起粘附在冷却水通道中。
3.2 沉积腐蚀:冷却水被泥砂、贝壳、水生物等污染。这些固体物质沉积在内臂上后,起屏蔽作用,阻碍氧到达下面的金属表面。这样,缺氧的沉积物下的金属部位成为阳极区,便引起沉积物下面金属的腐蚀,其情况可用示意图来表示。
3.3 冲击腐蚀:当凝汽器铜管受到含有气泡水流的剧烈冲击时,会因铜管表面的保护膜局部遭到破坏,而使这些部位产生腐蚀。冲击腐蚀呈溃蚀状,是一个个马蹄形的腐蚀坑。
3.4 热点腐蚀:凝汽器的某个部位温度很高,如达到冷却水的沸点,则在此局部地区会引起铜管的严重腐蚀。
3.5 应力腐蚀:铜管长时间在交变应力或拉伸应力的作用下容易产生腐蚀破裂。
4、 腐蚀的防止
4.1 冷却水通道中有机附着物:氯化处理杀死水中的微生物,使其丧失附着在管壁上的能力。用液态氯由凝汽器入口处的沟道中加至冷却水中,加入的氯,一部分消耗于氧化水中的有机物和某些无机物;另一部分消耗于氧化附着在凝汽器铜管内的有机物;余下的一部分在水中呈游离氯状态,称过剩氯。在冷却水中过剩氯含量为0.2~0.5毫克/升可以达到杀死微生物目的。近年来,广东粤华发电有限责任公司黄埔发电厂#6机组因各种原因暂停了氯化处理。从这次凝汽器铜管检查情况看,今后应恢复氯化处理。
4.2 凝汽器铜管的清洗:冷却水经过处理,可以减轻凝汽器内附着物的量,但并不能确保将附着物完全消除。所以还需要进行清洗,广东粤华发电有限责任公司黄埔发电厂#6机组采用胶球自动清洗方法。利用特制的胶球,在运行中使其通过凝汽器铜管,进行自动冲刷,可以使稍有附着物就被海绵球刷掉。在今年咸潮期间,广东粤华发电有限责任公司黄埔发电厂#6机组因胶球清洗后凝汽器铜管泄漏会更严重,所以胶球清洗也暂停了。今后应按期进行胶球清洗。
4.3 保持适当的水流速度。铜管中水流速度不宜过大或过小。水流速度不大于3.0米/秒。过大易造成冲击腐蚀,过小会使杂物沉积,并促进脱锌腐蚀。
4.4 防振:防止铜管振动,在管束之间嵌塞木板条。
4.5利用检修机会,对凝汽器铜管进行酸洗与硫酸亚铁成膜,这样,既可以清洗掉铜管内表面的垢,尤其可以洗掉蚀坑内的垢,同时在铜管新的活性内表面上,可以重新建立保护膜。
4.6 管材的选择:广东粤华发电有限责任公司黄埔发电厂处于珠江入海口,凝汽器冷却水使用是江河水,在1985年设计时海水倒灌期,冷却水含盐量<2000毫克/升,选用凝汽器管材为B10白铜管。但现在每年咸潮期间,珠江水氯根含量在2000~8500毫克/升,应视为海水,此时B10白铜管易遭到腐蚀。
5、 各种管材性能对比:
镍白铜管(BFe10-1-1、BFe30-1-1):镍白铜管在清洁海水中具有良好的耐蚀性,但我国实际使用表明,国产管的耐蚀性并不理想。BFe30-1-1管在污染的海水中会发生点蚀和穿孔。铜管表面涂膜可提高其耐蚀性能,但很难在运行设备上进行铜管表面涂膜操作。
钛管:不管在淡水或海水中,甚至在污染的海水中,钛管都具有良好的耐腐蚀性能,可以说它是目前最耐腐蚀的凝汽器管材,其允许最高流速可达5m/s。但是由于钛管高昂的价格,一般不会在淡水冷却的凝汽器中采用。
不锈钢管:国外为了解决淡水冷却的凝汽器的管材问题,开发了凝汽器用不锈钢管。其优点是:不锈钢的耐蚀性较好,不锈钢管汽侧不发生氨腐蚀;水侧耐冲蚀性能好;不可能发生铜污染;不锈钢管与管板的接合可采用胀接+焊接;最高流速可达5m/s。
同时,不锈钢管还适用于受海水倒灌轻度污染的淡水冷却。其中TP304不锈钢管适用于氯离子浓度小于300mg/L的水介质;TP316L不锈钢管适用于氯离子浓度小于700mg/L的水介质。特别是TP316L管的抗氯离子能力远大于B10管,仅次于钛管。
目前,珠江水资源大多受到不同程度的污染,包括海水倒灌的污染。同时,由于环保要求的提高,循环冷却水使用铜管涂膜装置受到限止。从珠江水氯根的统计数据看(见附表3),#6机凝汽器的冷却管若换为TP316L不锈钢管,还是不能达到长期运行的能力,黄埔发电厂在秋冬季节海水倒灌期,氯根含量远大于700mg/L,现在自然条件越来越差,海水倒灌越来越严重,时间越来越长,浓度越来越高,TP316L不锈钢管不适合在黄埔发电厂使用,唯有钛管才能适用黄埔发电厂现在和将来的使用环境。
表3 珠江水氯根统计表(2005年10月至2006年3月)
月份 |
月平均(mg/L) |
最高(mg/L) |
|
2005.10 |
377 |
|
|
2005.11 |
1250 |
|
|
2005.12 |
3485 |
7800 |
|
2006.01 |
3719 |
|
|
2006.02 |
3242 |
|
|
2006.03 |
761 |
|
6、 小结
随着珠三角地区工业高速发展,珠江河河水污染加重,每年珠江河咸潮情况加重,在咸潮期间,广东粤华发电有限责任公司黄埔发电厂#6机凝汽器铜管腐蚀情况越来越严重。#6机凝汽器铜管经涡流探伤有缺陷的铜管缺陷率15.19%,超过《广东粤华发电有限责任公司黄埔发电厂检修规程》≯10%的要求,在冬季海水倒灌期,经常出现铜管泄漏缺陷,影响机组安全运行,为减少铜管泄漏缺陷,保证机组安全经济运行,必须将凝汽器铜管更换为新型管材——钛管。
参考文献:
[1] DL/T712-2000,火力发电厂凝汽器管选材导则。
[2] 热力发电厂水处理。
作者简介:冯宇明,男,31岁,现在广东粤华发电有限责任公司黄埔发电厂担任化学班长,助理工程师,长期从事电厂化学工作
邮政地址:510730 广州、庙头、黄埔发电厂化学分部
联系电话:82399506