1　引　言
随着机组参数和容量的不竭提高,对热力系统中的水汽品质提出了更高的要求,而凝汽器的侵蚀泄漏是严重影响高参数年夜容量机组平安运行的重要身分。统计数字讲明,国外年夜型汽锅的侵蚀破坏事故中,年夜约有30是由于凝汽器管材的侵蚀损坏所引发,在我国这一比例更高。凝汽器侵蚀损坏除直接风险凝汽器管材之外,更重要的是由于年夜型汽锅的给水水质要求高,水质缓冲性小,冷却水漏进凝聚水后迅速恶化凝聚水水质,引发机组炉前系统、汽锅和汽轮机的侵蚀与结垢。因凝汽器的损坏泄漏,常迫使机组降负荷运行,甚至停机,是以凝汽器的侵蚀防护工作相当重要。

2　概　述
徐州发电厂总装机容量1430ＭＷ,共安装八台超高压机组(4×137.5ＭＷ和4×220ＭＷ),凝汽器采用闭式轮回冷却方式,137.5ＭＷ和220ＭＷ机组收稿日期:20020220轮回冷却水流量划分为17800ｔ/ｈ和25000ｔ/ｈ,凝汽器管材采用ＨＳｎ701Ａ黄铜管,轮回冷却水水源采用京杭年夜运河水。近年出处于运河水的污染,轮回水补水水质逐渐变差,尤其是化学耗氧量(ＣＯＤ)年夜年夜跨越《火力发电厂凝汽器铜管选材导则》的要求。1998年起将灰场收受接管水与运河水夹杂作为轮回水的弥补水以后,加倍恶化了补水水质(表1)。

3　侵蚀情况
3.1　管板侵蚀
由于黄铜和钢两种金属的电极电位相差较年夜,在凝汽器检修检查中发现管板有较着的电偶侵蚀,尤其在胀口四周管板三角区侵蚀较严重,管板凹凸不服,有棘突状棕褐色侵蚀瘤,除往侵蚀瘤可见黑色侵蚀产物,一般侵蚀坑深度1～2ｍｍ,严重的可达5～7ｍｍ。
3.2　铜管的冲洗侵蚀
轮回冷却水中的悬浮物、泥砂等固体颗粒状硬物对凝汽器进口端铜管冲击、磨擦,长时间运行后,进口端铜管前150ｍｍ管段内壁粗拙,虽无较着侵蚀坑,但概况粗拙,黄铜基体袒露,铜管减薄。
3.3　铜管的氨蚀
常温下氨水溶液氨的气液相分配比年夜约在7～10[1],即汽侧氨浓度是凝聚水的7～10倍,加上空抽区局部富集和隔板处凝聚水过冷的影响,空抽区的氨含量比主凝聚水高数十或数百倍,个体情况下可达上千倍。当凝聚水ｐＨ为9.3时,由ＮＨ4ＯＨ→ＮＨ 4 ＯＨ-的电离平衡可推算出凝聚水中氨含量为0.37ｍｇ/Ｌ,假设ｐＨ控制不妥,凝聚水ｐＨ达9.5时,凝聚水中氨含量为0.92ｍｇ/Ｌ,空抽区按浓缩1000倍计较氨含量划分为370ｍｇ/Ｌ和920ｍｇ/Ｌ。在如斯高浓度的氨情况下,就轻易发生氨蚀。有研究讲明,氨含量小于100ｍｇ/Ｌ,少许的氨提高了溶液的ｐＨ,黄铜概况被笼盖的氧化物或氢氧化物所庇护,侵蚀遭到阻滞,而当氨浓度增年夜到能与铜离子形成可溶性铜氨络离子时(对ＨＳｎ701Ａ铜管,氨浓度约300ｍｇ/Ｌ以上),铜管的侵蚀速度剧增[2]。氨侵蚀常浮现为铜管外壁的平均减薄,但隔板孔处由于凝聚水过冷,消融的氨浓度年夜年夜增加,引发铜管环带状的氨蚀而发生切痕,甚至致使凝汽器铜管的切断。
3.4　沉积物下侵蚀
沉积物下侵蚀是凝汽器铜管侵蚀的主要形态。轮回冷却水中泥砂的沉积、微生物粘泥的附着、水垢的生成都能在铜管内壁形成沉积物。沉积物造成铜管概况分歧部位上的供氧差异和介质浓度差异会致使局部侵蚀。铜被氧化生成的Ｃｕ2 及Ｃｕ 离子倾向于水解生成氧化亚铜,并使溶液局部酸化,加重了侵蚀的成长。
轮回冷却水水质、杀菌处置、阻垢处置、轮回水流速、清洗情况和凝汽器的停用等都是影响沉积物形成的身分,其中铜管清洗情况(胶球清洗、高压水冲洗等)的影响较为显著。例如,5#机组凝汽器的53#区(丙侧)胶球清洗效果较差,铜管内壁形成沉积物,致使铜管沉积物下侵蚀严重,涡流探伤情况显示(表2),53#区铜管判废比例较着高于5#机组凝汽器的其它部位。
3.5　应力侵蚀
黄铜管自己对应力侵蚀破裂敏感,当同时存在足够年夜的拉应力和含氨的侵蚀介质时,会致使应力侵蚀破裂。徐州发电厂曾泛起过凝汽器空抽区黄铜管断裂,查询拜访中发现铜管断裂前约8个月,由于操作不妥而发生凝汽器鼓端盖,使部门铜管中存在较年夜的拉应力,加上空抽区氨含量较高,经过一段时间运行,应力侵蚀不竭加重,终致使铜管断裂。近年对在役凝汽器铜管涡流探伤中也发现部门铜管汽侧有裂纹,其中年夜多是位于空抽区的黄铜管,裂纹以横向为主,也有少许纵向裂纹,有的裂纹相当细小,在查漏中很难被发现,造成汽水品质长时间超标,有很年夜风险。

4　防护措施
4.1　停用检查与调养
凝汽器装备在停备用时代,由于装备中有水,而且铜管直接与空气接触,使装备停备用侵蚀速度远年夜于运行中侵蚀。采用停用跨越3天,将水侧放空,打开人孔门透风干燥;短时间停用,维持循泵运行,避免轮回水中的悬浮物沉积等措施,减缓凝汽器的停用侵蚀。
哄骗检修机遇对凝汽器装备的侵蚀、结垢、清洁等情况进行检查,实时掌控凝汽器运行的手资料,并凭据检查要求建立检查台帐,规范检查情况的记实,规范凝汽器铜管管样的建造、保管方式。由于涡流探伤检测出要漏而未漏的铜管,查出铜管中存在的隐患,徐州发电厂从1999年起已周全对年夜修中的凝汽器铜管实施涡流探伤(表3)。涡流探伤检测是以电磁感应理论为根蒂根基,凭据探头靠近导体时,导体发生的感应涡流影响探头中线圈四周的磁场,造成线圈阻抗增量发生变化来识别缺陷。表3显示,涡流探伤对掌控凝汽器铜管的现状,以便更好地进行维护调养工作有重要作用。有关尺度中已将涡流探伤作为新铜管安装前的必检项目,用以对铜管质量进行把关[3],关于计划检修中凝汽器铜管的涡流探伤工作的尺度也正在修订之中。
4.2　轮回冷却水加药处置
凡是,提高凝汽器耐侵蚀能力有两种直接有用的途径:(1)更换凝汽器管材,选用耐蚀能力强的材料,(2)增强治理维护,改善轮回冷却水水质,为凝汽器装备缔造较为和暖的情况。鉴于换管材价格很年夜,徐州电厂更注重于运行中轮回冷却水的杀菌处置、阻垢处置、加缓蚀剂处置等维护工作。
轮回水耗氧量(ＣＯＤ)高,即水中有机物含量高,为细菌和藻类的孳生、滋生提供养料,致使粘泥的发生并在铜管内附着沉积。增强杀菌处置能杀灭或抑制细菌、藻类和贝类等生物的生长,避免微生物侵蚀和粘泥附着发生的沉积物下侵蚀。斟酌到细菌、微生物等的耐药性,可交替使用多种杀菌剂,以到达预期的杀菌灭藻效果。在选择杀菌剂时要进行杀菌剂对阻垢剂阻垢性能和铜缓蚀剂缓蚀性能的影响实验,凭据实验成效肯定杀菌方案。徐州发电厂在1988年之前采用液氯杀菌,1988年6月杀菌剂挑选肯定采用次氯酸钠杀菌,但经过一段时间运行后,杀菌效果下降。1994年3月至6月对市售的杀菌剂,包括"氧化型"和"非氧化型",共10个品种进行挑选,如氯酊、次氯酸钠、活性溴、"1227"(洁尔灭)、异噻唑啉酮等。凭据杀菌实验成效,肯定次氯酸钠和"ＱＳ162"为,液氯和"1227"次之,可是,综合杀菌剂与阻垢剂、缓蚀剂协同实验的成效以后,肯定选用液氯和"1227"交替杀菌,以液氯杀菌为主,冲击性投加"1227"杀菌剥泥的杀菌方案。
徐州发电厂轮回水的硬度及碱度较高,如不作适当的阻垢处置,凝汽器铜管尤其在热端铜管内壁极易结垢。铜管结垢不仅影响凝汽器的真空和端差,影响机组运行经济性,而且结垢后发生的垢下侵蚀严重威胁机组平安运行。徐州发电厂在轮回水阻垢剂的使用上履历了无机磷系列的三聚磷酸钠到无机磷与有机膦夹杂使用的"三聚磷酸钠 ＡＴＭＰ",再到今朝的"聚羧酸 ＡＴＭＰ",阻垢效果不竭增强,极限碳酸盐硬度也响应提高到今朝9.5ｍｍｏｌ/Ｌ(1/2Ｃａ)。由于市场上大都阻垢剂是经由过程对钙、镁离子的螯合作用阻垢,阻垢剂剂量太小则达不到阻垢效果;剂量过年夜,又可能由于阻垢剂与铜、锌、铁、镍等离子的螯合作用而加速铜管的侵蚀[4],所以,使用阻垢剂也需要进行实验,实验阻垢剂和铜缓蚀剂(ＭＢＴ、ＢＴＡ等)联合作用下阻垢缓和蚀两方面的性能。随着节水和环保的要求不竭提高,改良配方,尽量不用含磷阻垢剂,使用弱酸树脂处置的方式,成为轮回水阻垢处置的成长标的目的。
4.3　连结铜管清洁
铜管内壁各类污物的沉积而发生的沉积物下侵蚀是凝汽器侵蚀泄漏的主要缘由,是以连结铜管内概况的清洁相当重要。为了提高铜管的耐氨蚀能力,徐州发电厂将空抽区部门黄铜管更换为Ｂ30白铜管,但在8#机组小修检查中发现,白铜管有较着的局部侵蚀,呈溃疡状,侵蚀坑深约0.4ｍｍ;与黄铜管管样对比,白铜管侵蚀面积更年夜、侵蚀坑更深、侵蚀更严重,这是由于白铜管对供氧浓差更敏感[5]。查询拜访后发现,主要是胶球清洗不正常,胶球收受接管率低,胶球清洗没能将铜管中沉积的污物实时断根。
为保证胶球清洗的效果,对收球率低的胶球清洗装配实时进行检查、检修和改良,提高胶球收球率,并定期对铜管进行高压水冲洗,使少数胶球未能清洗到及管口被杂物梗塞的铜管得以完全清洗,上述现象即得以减缓。
4.4　凝汽器管板的防腐处置
为了减缓和避免管板侵蚀,早在80年月我厂就在管板上除锈后涂环氧树脂,以隔离钢基体和冷却水的接触,收到一定的效果。但由于环氧树脂脆,与管板附出力较小,加上除锈及涂刷工艺较为落后,在水流的冲击下局部涂层会剥落,管板上这些局部袒露的部位成为阳极区而加速侵蚀,近年已逐渐改用涂防腐胶和喷锌涂胶法。今朝使用的喷锌涂胶法,先对已形成的较深的侵蚀坑进行冷焊修补,再对水室进行喷砂除锈及喷锌处置,后涂防腐胶。喷锌处置形成的富锌层不仅能作为牺牲阳极庇护碳钢管板,而且增加了胶层与碳钢的附出力,很年夜水平上克服了因局部除锈不完全或清洗度不够酿成的附出力差的问题。
使用防腐涂层,有力地避免了管板的侵蚀,但假设涂层不平均或其它缘由造成涂层的廓起、剥落、破裂等缺陷,缺陷部位的碳钢会成为侵蚀原电池的阳极而加重侵蚀。为领会决这个问题,徐州发电厂于1999年对4#机凝汽器水室进行涂胶联合外加电流阴极庇护处置。以直流恒电位仪提供阴极电流,安装于凝汽器水室内的铂铌合金作为辅助阳极,被庇护凝汽器外壳为阴极。阴极庇护系统投运后,丈量各参比点的钢板电位比肇端值低0.2～0.4Ｖ。防腐涂层与阴极庇护的联合使用,一方面有用避免了涂层缺陷可能发生严重的局部侵蚀,另外一方面由于有尽缘的防腐涂层,可削减庇护所需的电流。此外,阴极庇护对铜管端部也形成庇护,对避免铜管的脱锌侵蚀、应力侵蚀、冲洗侵蚀等均有一定效果。经过两年多的运行,庇护效果显著,两次小修检查管板庇护优秀,铜管管口滑腻,可见清晰的硫酸亚铁膜,未发现较着侵蚀结垢现象,未发生凝汽器泄漏,凝聚水及格率为100。
4.5　硫酸亚铁镀膜
硫酸亚铁镀膜是一种传统的铜管庇护方式,但镀膜质量欠好时反而会促进铜管侵蚀。徐州发电厂哄骗ＩＳＯ9002质量系统的治理方式对硫酸亚铁镀膜工作从姑且系统的设计安装、成膜前的预处置、成膜中工艺条件的控制、成膜质量的评价、成膜装备的维护治理、成膜药品的质量检验等影响成膜质量的各个环节实行周全工序治理,有用地提高了成膜质量(表4)。
　　经由过程对凝汽器的综合治理,凝汽器铜管的侵蚀泄漏情况年夜年夜削减。4#机凝聚水水质变化情况(表5)显示,近几年来,凝聚水电导率及硬度及格率逐年提高。