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湖南电力2000年第1期
钱晖 冯斌 王加明 湖南省电力实验研究所（湖南长沙 410007）
摘 要:介绍2台300MW新机组凝汽器铜管硫酸亚铁膜的原理和运用情况，并对成膜效果进行了简要分析。
要害词:凝汽器 硫酸亚铁 镀膜
0 前 言
湘潭电厂B厂2台机组容量均为300MW，其凝汽器型号为N－18250－2型，每台机组划分安装Φ25×1的HSn70－I型锡黄铜管18048根，Φ25×1BFe20－I－I型硼铜管3329根。为了避免铜管在运行中侵蚀，保证机组平安运行，划分于1997年11月及1998年7月对1号、2号机组进行运行前新铜管硫酸亚铁一次成膜。
1 成膜机理
硫酸亚铁成膜可以有用避免凝汽器铜管的各类侵蚀。用FeSO4处置铜管内壁，提高铜管的耐蚀性，这类方式在国内外电厂运用十分普遍。日本在采用FeSO4成膜处置后取得了很好的效果，使铜管的年破损率由5．68根／万根降为0．32根／万根。国内有关文献指出，采用FeSO4处置后，能使铜管的使用年限比以往提高30％～100％。关于成膜的机理和膜的本质，一般认为，轮回水中加进硫酸亚铁后，Fe2＋被水中消融，O2氧化成氧化铁粒子，三价铁离子慢慢水解和络合，同时形成含水的无定形三价铁的氧化物（Fe2O3·XH2O）和由高份子的多核等聚合碱（FeOOH）X组成的胶体微粒，吸附于具有活性氧化铜膜的铜管壁上，形成含有氧化铁或水合氧化铁FeO（OH）的庇护膜，即：
FeSO4＋2H2O→Fe（OH）2＋H2SO4
Fe（OH）2＋O2＋H2O→Fe（OH）3→4FeOOH＋4H2O
2 成膜系统
加药系统装备包括2台电动搅拌消融箱V＝4．0m3，3台IH50－3．2－160加药泵，压力0．3～0．34MPa，压力0．16MPa，流量720t／h。系统见图1。
3 成膜现实进程
湘潭电厂B厂1号机凝汽器铜管一次成膜于1997年11月进行，2号机于1998年7月进行。凭据以往FeSO4成膜的经验和小型实验成效，成膜前对凝汽器进行了水冲洗，将凝汽器内部杂质及铜管内概况附着物冲洗清洁，冲洗时间划分为3d和7d。2台机组均是进行左侧凝汽器镀膜96h，然后放水，通进压缩空气，晾干2d后，再进行右侧凝汽器镀膜96h。在镀膜进程中，加硫酸亚铁轮回后，早期控制Fe2＋离子浓度为100～200mg／L，pH＝5～6，而后控制Fe2＋离子浓度为50～100mg／L，pH为6左右，每小时测定1次，运行中不竭通进压缩空气并连结出水室排气门不竭溢流以排出空气。接连监测轮回水中Fe2＋及pH值。控制Fe2＋在50～100mg／L之间，在成膜早期，加进少许Na3PO4或NaOH调理pH值，在成膜中后期，则直接以湘江水调理pH值，当pH低于5时，则增年夜轮回水进水量，削减加药量，并加年夜排污。2次成膜时水温划分为13℃和25℃左右，轮回流速为0．2m／s。
4 成效与计议
屡次实验观察发现，当硫酸亚铁配成分歧浓度的溶液时，溶液呈绿色，尔后，和空气接触的液面，缓慢地泛起了黄色微混物资，pH值和Fe2＋离子浓度缓慢下降，讲明微混物资是由于Fe2＋离子在溶液概况被氧化形成的。小型实验证实，铜管成膜效果与微混物资的形成及数目有关，在有空气搅拌和调理合适的pH值情况下，微混物资的形成速度比力稳定，成膜效果较好。
对于成膜效果的检查，仅仅凭据监视管段上膜的完整性、平均性、色泽等判定成膜效果是不够靠得住的，也有采用交流阻抗和恒电位阶跃方式评价凝汽器铜管FeSO4成膜效果，但该方式对仪器的要求较高。采用酸液滴实验评价成膜效果已被证实不失是一种既准确又简洁的快速评价方式。同时，我们还哄骗微区扫描电子探针分析了硫酸亚铁膜的成份，运用扫描电镜观察了铁膜的概况描摹。
表1给出了1号机凝汽器铜管甲侧和乙侧分歧成膜方式获得的膜的成份。
由上表可知，采用Na3PO4调理pH值获得硫酸亚铁膜中含Fe量低于采用NaOH调理pH值铁膜中的含Fe量。两侧铁膜的扫描电镜照片示于图2和图3。
由图2、图3可知，采用NaOH调理pH值获得的硫酸亚铁膜比力致密，而采用Na3PO4调理pH值获得的硫酸亚铁膜泛起了年夜小约为1μm的颗粒慎密聚积物及一些团状物，致密水平显然稍低于前者。肉眼观察两者形成的膜色平均、致密，前者呈棕红色，而后者为棕红到棕褐色。
用1NHCl对2种膜做酸液滴实验成效讲明，采用NaOH调理pH值获得的硫酸亚铁膜酸液滴时间为110～120s，而采用Na3PO4调理pH值获得硫酸亚铁膜酸液滴时间为100～108s。有关技术陈述指出，硫酸亚铁成膜酸液滴时间年夜于60s，膜色棕红色的成膜效果优良。从酸液滴实验成效来看，成膜早期采用NaOH或Na3PO4调理pH值是可行的，且用NaOH调理形成的膜膜质较好。在2号机组凝汽器成膜中，两侧均采用NaOH调理初始的pH值，经打开凝汽器检查，发现铜管内膜质平均致密，膜质较好。
成膜早期采用Na3PO4调理pH值，Na3PO4可与Fe2＋离子在溶液概况被氧化形成的微混物资反应可生成FePO4和Fe3（PO4）2，后者可作为微混物资成核的根蒂根基，成膜更容易于进行，但可能由于其成膜速度较快，形成膜的致密性稍差，虽然膜较厚，但耐蚀性稍差。
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