浅析 机组防腐 、 凝汽器防垢及防腐蚀问题研究与实践

浅析 机组防腐 、 凝汽器防垢及防腐蚀问题研究与实践

牛荣克

国电投 周口燃气热电有限公司 河南项城 466200

摘要：在电力安全保障方面，设备防垢和防腐是关键问题。基于此，本文对机组防腐和凝汽器防垢及防腐问题展开了分析，结合不同问题的产生原因，提出了机组防腐措施，并对凝汽器防垢及防腐措施进行了实践研究，为关注这一话题的人们提供参考。

关键词：机组；凝汽器；防垢；防腐

引言：伴随着电力事业的发展，发电机组数量和装机容量不断增加。而机组一旦发生事故，将导致电力生产受到影响，给人民群众生命财产安全带来威胁。目前在电力事故中，由设备腐蚀引发的事故占据相当的比例，如凝汽器就时常发生结垢和腐蚀问题。因此，还应加强机组防腐和凝汽器防垢及防腐蚀问题的研究，以便提出有效措施，为设备保护工作的开展提供指导。

1机组防腐，凝汽器防垢及防腐蚀问题

1.1机组防腐问题

在发电机组运行的过程中，腐蚀问题是影响机组安全、经济运行的重要因素之一。在热力设备中，烟气侧的温度较高，过热器管、空气预热管等长期受烟气或悬浮灰分作用影响，容易发生高温腐蚀。具体来讲，就是材料在高温环境中与介质发生化学或电化学反应，造成材料变质，如高温氧化腐蚀、熔盐腐蚀、硫化物腐蚀等。而在发电机组冷却上，主要采用水冷技术，但是发电机组内水冷机组容易出现腐蚀性阴离子和盐类物质超标的问题，造成机组发生严重腐蚀。针对超临界机组，如果存在除盐水水质不合格、混床释放氯离子、凝汽器泄漏、氨水或疏水水质不合格、精处理树脂泄漏等问题，都会导致机组受污染物腐蚀^[1]。而在内冷水中，普遍含铜量较高，主要是由于铜导线发生了腐蚀。

1.2凝汽器防垢及防腐蚀

凝汽器作为发电机组冷水系统核心部件，工作性能将对整个机组运行的经济性、安全性产生影响。但实际上，凝汽器容易发生结垢问题，导致冷凝效果不佳，引起机组出力下降。而凝汽器冷却管作为主要传热元件，容易发生腐蚀问题，造成凝汽器泄漏，造成机组停机。因此针对凝汽器进行管理，需要加强防垢与防腐蚀工作的开展。以某燃气-蒸汽联合循环机组为例，配套凝汽器为单背式、双流程设备，型号为N14550，总冷却面积14450㎡，采用管材为TP361L，规格为φ25×0.5/0.7，设计蒸汽流量418t/h，冷却水进口温度为21℃，。出口为30℃，冷却水量26557m³/h。在循环水补充水处理上，采用无磷配方的缓蚀阻垢剂，杀菌剂采用次氯酸钠和异噻唑啉酮类，循环式浓缩倍数在3-4倍之间。检查设备真空度发现，机组真空度达到93.8kPa，可能发生结垢。开展化学监督检查，发现进水端5cm位置发生结垢，出水端存在0.5mm厚硬垢。洗垢后发现，表现形成了针孔状点腐蚀，尚未贯穿管壁。分析原因发现，为降低厂用电耗，机组循环冷却水量偏低，流速在5m³/s左右，无法满足60倍冷却倍率，造成不锈钢管结垢。而补水为运河水，总碱度和氯离子浓度变化大，水质指标接近药剂控制上限，造成凝汽器发生腐蚀。

2机组防腐，凝汽器防垢及防腐蚀实践

2.1机组防腐措施

2.1.1高温腐蚀防控

在高温腐蚀防控上，可以通过运行调节避免热负荷集中，如避免炉膛局部因高温发生结焦，避免水冷壁管表面温度过高。在管壁温度维持在420-480℃范围时，温度每增加10℃将导致腐蚀速度提高2倍。针对水冷壁周围的烟气，可以通过一次风输送调整改变流场性质，避免锅炉管壁上附着熔融硫酸盐等物质，使还原性气氨得到降低，同时使烟气中硫化物浓度得到降低。在给水方面，还应加强水质控制，减少热阻。针对给水，可以进行除氧处理，在完成水加热后，利用还原剂对残余溶解氧进行去除，避免氧分子给金属带来腐蚀。在热网疏水回用上，也应采用除氧器，保证氢电导率等指标符合要求。安装在线氢电导率测试装置，能够及时发现泄漏问题。针对过热器等设备金属表面，还应完成耐腐蚀合金涂层的喷涂，提高设备抗热腐蚀性能。

2.1.2水汽腐蚀防控

在水汽腐蚀防控方面，需要利用在线化学仪器表进行蒸汽现场检测，加强蒸汽中钠含量的控制。针对机组冷水系统，还应防止氧和二氧化碳进入。采用密闭式隔离系统，能够使冷水中的氧气和二氧化碳含量得到降低，使铜导线受到的腐蚀得到减小。在系统中，可以完成阴阳离子交换设备的安装，实现树脂过滤、电磁过滤和机械过滤。添加一定量的铜缓蚀剂，如苯并三氮唑等，也能使腐蚀得到控制。添加一定量的氢氧化钠等物质，使内冷水pH值得到提高，使机组内冷水从微酸变为微碱，即便溶解氧存在，也能使铜导线的腐蚀受到抑制^[2]。在内冷水不合格时，需要通过溢流换水加强内冷水导电率控制，确保腐蚀物及时排出。针对混床机组，可以采用离子交换柱进行内冷水的水质控制，利用离子交换器完成腐蚀性物质的吸附，保证出水合格。

2.2凝汽器防垢及防腐蚀措施

2.2.1加强运行调节与监督

针对凝汽器进行运行管理，需要保证换热效果的同时，降低电耗。结合机组运行方式和季节调节要求，需要使水泵保持经济运行，流速在正常范围内。在日常管理中，需要完成每批药剂质量抽检，加强循环水的水质监测，将阻垢剂加药质量浓度控制在10-15mg/L范围内，按照氯离子计算，浓缩倍数不超过4倍，发现超标需要及时排污换水。机组运行时，需要及时投运胶球进行清洗，调停时利用高压水枪完成物理清洗。冲洗期间，应完成不锈钢管抽检，在水压达到70MPa的条件下确认管壁能否清洗干净。在现场压力试验中，需要加压至120MPa，清洗半小时后确认不锈钢管无任何损坏。凝汽器最大清洗压力应不超过70MPa，部分管口清洗压力可以达到60MPa，保证整体除垢率能够达到85%。

2.2.2优化补充水加药方案

为加强水质控制，需要对循环水补水加药方案进行优化。结合水质随季节变化的特征，需要完成动态模拟试验，确定不同季节的现场缓释阻垢剂加药质量浓度，提出科学的水质控制方案。以本厂为例，循环水补充水源为城市中水，河水作为循环水补充水的备用水源。考虑到中水补水中氯离子含量变化较大，因此不对氯离子含量做明确规定，但必须保证满足凝汽器材质的要求和浓缩倍率的控制。在4-10月份，考虑到河水水质较好，用河水作为循环水的补充水，可以按照10mg/L浓度进行药剂投加，使钙离子浓度不超过18mmol/L，总碱度不超过4mol/L。在11月-3月，属于冬季枯水期，采用城市中水作为循环水补充水，需要按照15mg/L浓度进行药剂投加，使钙离子浓度不超过20mmol/L，总碱度不超过5mol/L。在微生物控制上，需要采用氧化性和非氧化性的杀菌剂配方，按照循环水量进行二氧化氯的投加，每日投加15min，余氯质量浓度应在0.2-0.5mg/L范围内；非氧化杀菌剂按照200mg/L的质量浓度进行投加，夏季每月一次，冬季每两至三个月一次，采取冲击式投加方式，结合系统保有水量在集水池中添加，避免细菌产生抗药性^[3]。

结论：针对大容量、高参数的机组，还应加强腐蚀控制，减少机组受到的高温腐蚀和水汽腐蚀，以便使机组能够维持长期稳定运行。而在机组中，凝汽器是容易发生结垢和腐蚀问题的部件，容易导致设备泄漏问题的发生。因此，还应加强除垢和防腐技术的应用，保证凝汽器正常发挥作用，继而使机组运行安全得到保证。

参考文献：

[1]曾祥松.汽轮机凝汽器超声波在线除垢技术应用[J].冶金动力,2019(08):47-50.

[2]钱锡琳.凝汽器不锈钢管的结垢分析及综合治理[J].华电技术,2019,41(07):50-53.

[3]陈浩,李鹏,滕维忠,等.火电厂供热机组汽轮机低压转子严重积盐、腐蚀原因分析及处理[J].热力发电,2019,48(08):135-138.