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1、海边电厂凝汽器铜管腐蚀防止及选材北极星电力网技术频道 作者:电力论文3 2007-12-24 18:33:32 所属频道: 火力发电 关键词: 凝汽器腐蚀 海边电厂凝汽器铜管腐蚀防止及选材冯宇明(广东粤华发电有限责任公司广东广州510731)摘要：通过对广东粤华发电有限责任公司黄埔发电厂#6机组凝汽器铜管腐蚀情况进行分析，确定并提出了防止广东粤华发电有限责任公司黄埔发电厂#6机组凝汽器铜管腐蚀的具体措施。并根据广东粤华发电有限责任公司黄埔发电厂#6机组凝汽器冷却水水质情况进行合理的管材选择。关键词：凝汽器铜管腐蚀防止选材1、概况广东粤华发电有限责任公司黄埔发电厂#6机组凝汽器为上海汽轮机厂生产
2、的N-17600凝汽器，凝汽器管材材料为B10白铜管，规格为301mm，冷却面积：17600m2。1990年投产。广东粤华发电有限责任公司黄埔发电厂处于珠江入海口，一般在当年10月中旬至明年4月期间海水倒灌入珠江，称咸潮期。近年咸潮期珠江水(黄埔发电厂测点)氯根含量在20008500毫克/升。凝汽器铜管在每年咸潮期间都泄漏频繁。2005年底至2006年上半年咸潮期堵管超过两百根（具体情况见表1）。由于凝汽汽铜管的泄漏使凝结水钠离子含量超标，最大时达800微克/升；硬度最大时达11.0mol/L，从2005年10月中旬到2006年3月（2月至3月中旬停机），累计泄漏时间达191小时（具体情况见表
3、2），照此下去，必然会引起锅炉的结垢、腐蚀，造成水冷壁、过热器爆管，直接影响机组的安全经济运行。表1#6机组凝汽器铜管堵管统计表(2005年11月至2006年5月)序号查漏情况及时间本次堵漏数量（条）共堵管总数量（条）占总数量的百分比（）1机组临修，灌热水查漏。2005-11-25220.0122机组运行,单边解列B侧查漏。2005-12-30680.053机组小修,灌热水查漏,大部分漏点是胀口微漏.2006-1-20至1-211131210.724机组临修,灌热水查漏,大部分漏点是胀口微漏.2006-2-26至2-28802011.195机组临修,灌热水查漏.2006-5-1402411.4
4、3表2#6机凝汽器铜管泄漏时间及硬度情况统计日期泄漏时间（小时）最大含钠量（微克/升）最大硬度（微摩尔/升）051220129530512215.56510512235.5150051224163900512259591051226241403051227244906051228245408051229247509051230248001106010252500601033330060105920006010661502、凝汽器铜管腐蚀现象检查打开凝汽器入口端大盖，发现大部份已泄漏的凝汽器铜管管内有异物（石子、木块、胶球、塑料片等），检查二次滤网也被塑料碎片包围。检查铜管管样表面的腐蚀、结垢状
5、况，腐蚀结垢形式如下：2.1部分管样内表面有垢；2.2表面普遍出现点蚀，外观为绿点状腐蚀产物，去掉腐蚀产物后为一腐蚀坑；2.3不少管样表面有明显的大蚀坑，且已穿透；2.4有的管样底部表面出现一串较大蚀坑；2.5其中有部分管样表面蚀坑带有明显的冲刷腐蚀特征；2.6铜管表面粘附着呈褐红色粘膜状态粘垢。利用2006年1月的小修机会，苏州热工研究院对其凝汽器在役铜管实施现场涡流探伤检验。检验范围包括A、B两侧凝汽器的所有铜管共计16912根。#6机凝汽器铜管经一次涡流检测，管口不通管共48根，管内不通管1960根，超标缺陷管2250根。对管内不通管进行重新清洗，并采用26.5mm小号探头对管口不通及管
6、内不通管进行二次复查，检测最终结果为管口不通管共45根，管内不通管874根，超标缺陷管2569根。缺陷率达到15，凝汽器铜管的运行状况相当差。从缺陷管分布来看，表现出大面积的均匀分布的特点；从缺陷信号来看，较多管子的缺陷信号表现出信号幅值不大，信号相位值趋近于40。这种信号特征和分布规律的宏观表现形式即为大面积的微漏。2006年3月，苏州热工研究院对#6凝汽器取样管进行了外观及腐蚀产物检查、力学性能、工艺性能、金相分析等试验。管内壁表面分布有许多灰色丘状物，凸起约0.51.5mm，清洗掉灰色泥垢后，是均匀分布的腐蚀产物，显示出典型的沉积垢下的均匀腐蚀特征。采用电镜能谱分析方法，对铜管腐蚀产物进
7、行分析，检测结果表明，主要是铜的腐蚀产物。金相分析垢成分主要为C、O、Mn、Fe、Cu等元素，其中Mn、Fe含量较高。通过对#6凝汽器取样管的外观及腐蚀产物检查、力学性能、工艺性能、金相分析等试验，试验结果表明：1. #6凝汽器在役铜管表现出典型的沉积垢下的均匀腐蚀特征； 2. #6凝汽器在役铜管抗拉强度为395MPa，延伸率为16.5，在标准要求范围之内； 3. #6凝汽器在役铜管的扩口、压扁工艺性能满足标准要求； 4. #6凝汽器在役铜管断面上晶粒平均直径为0.008mm，管材在长度方向上晶粒大小不均，晶粒变形，未见非金属夹杂物及双相组织。3、腐蚀的种类3.1有机附着物：冷却水系统中有机附
8、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
9、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0.20.5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
10、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
11、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20008500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
12、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
13、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
14、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）2005.103772005.1112502005.12348578002006.0137192006.0232422006.037616、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：1DL/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
海边电厂凝汽器铜管腐蚀防止及选材
