火电厂汽轮机凝汽器的腐蚀与防护

【摘要】本文主要介绍了火电厂汽轮机凝汽器腐蚀种类及其原因，阐述了防治腐蚀的原则，重点介绍了具体的防护措施。

【关键词】火电厂；汽轮机凝汽器；腐蚀；防护措施

中图分类号：TK269文献标识码： A

一．引言

对凝汽器的防腐蚀处理，可以使凝汽器铜管的腐蚀泄、结垢情况大大减少，能确保机组的安全运行，能有效提高凝汽器换热效率，使机组性能得到保障。

二．腐蚀类型及原因

1.管板腐蚀

由于黄铜和钢两种金属的电极电位相差较大，在凝汽器检修检查中发现管板有明显的电偶蚀，在胀口附近管板三角区腐蚀较严重，管板凹凸不平，有棘突状棕褐色腐蚀瘤，除去腐蚀瘤可见黑色腐蚀产物，一般腐蚀坑深度 1 ～2 mm，严重的可达 5 ～7 mm。

2.铜管的冲刷腐蚀

冷却水中的悬浮物、泥砂等固体颗粒状硬物对凝汽器入口端铜管冲击、摩擦，长时间运行后，入口端铜管前 150 mm 管段内壁粗糙，虽无明显腐蚀坑，但表面粗糙，黄铜基体，铜管减薄。

3.铜管的氨蚀

常温下氨水溶液氨的气液相分配比大约在 7 ～10，即汽侧氨浓度是凝结水的 7 ～ 10 倍，加上空抽区局部富集以及隔板处凝结水过冷的影响，空抽区的氨含量比主凝结水高数十或数百倍，个别情况下可达上千倍。当凝结水 pH 为9. 3 时，由电离平衡可推算出凝结水中氨含量为 0. 37 ml/L，如果 pH 控制不当，凝结水 pH 达9. 5 时，凝结水中氨含量为 0. 92 ml / L，空抽区按浓缩 1 000 倍计算氨含量分别为 370 ml/L 和 920ml / L。在如此高浓度的氨环境下，就容易产生氨蚀。氨腐蚀常表现为铜管外壁的均匀减薄，但隔板孔处由于凝结水过冷，溶解的氨浓度大大增加，引起铜管环带状的氨蚀而产生切痕，甚至导致凝汽器铜管的切断。

4. 沉积物下腐蚀沉

积物下腐蚀是凝汽器铜管腐蚀的主要形态。循环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。沉积物造成铜管表面不同部位上的供氧差异和介质浓度差异会导致局部腐蚀。铜被氧化生成的 Cu2 +Cu2 +倾向于水解生成氧化亚铜，并使溶液局部酸化，加剧了腐蚀的发展。循环冷却水水质、杀菌处理、阻垢处理、循环水流速、清洗情况以及凝汽器的停用等都是影响沉积物形成的因素，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。

5.应力腐蚀

黄铜管本身对应力腐蚀破裂敏感，当同时存在足够大的拉应力和含氨的腐蚀介质时，会导致应力腐蚀破裂。能源动力厂银前汽机车间曾出现过凝汽器空抽区黄铜管断裂，调查中发现铜管断裂前约 6个月，由于操作不当而产生凝汽器鼓端盖，使部分铜管中存在较大的拉应力，加之空抽区氨含量较高，经过一段时间运行，应力腐蚀不断加剧，最终导致铜管断裂。近年对在役凝汽器铜管涡流探伤中也发现部分铜管汽侧有裂纹，其中大多是位于空抽区的黄铜管，裂纹以横向为主，也有少量纵向裂纹，有的裂纹相当微小，在查漏中很难被发现，造成汽水品质长时间超标，有很大危害。

三．凝汽器铜管防护原则

根据凝汽器铜管腐蚀的原因分析,为延长凝器铜管的使用寿命,应遵守以下防护原则:

1.凝汽器铜管应合理选材。为防止脱锌腐蚀,应在黄铜合金中添加0.02%～0.03%的砷。

2.对于浓缩倍率高的循环冷却水,为防止结垢腐蚀和藻类,应进行有效的水质稳定处理。

3.铜管投运前应做好FeSO4镀膜,使管子表面形成致密和牢固的保护膜,同时在运行中做补膜工作。

4.运行中应做好防垢工作,保持胶球清洗装置的正常投用,保持铜管内清洁。

5.保证循环冷却水流速的正常,合理安排循环水泵的运行方式。

6.应合理安排运行方式,尽量使运行工况满足设计工况的要求,降低排汽温度。同时保持凉水塔完好运行,降低循环冷却水温度,减小腐蚀温度。

四．铜管腐蚀的防护措施

1.停用检查与保养

凝汽器设备在停备用期间，由于设备中有水，而且铜管直接与空气接触，使设备停备用腐蚀速率远大于运行中腐蚀。采用停用超过 3 天，将水侧放空，打开人孔门通风干燥；短时间停用，维持循泵运行，防止循环水中的悬浮物沉积等措施，减缓凝汽器的停用腐蚀。利用检修机会对凝汽器设备的腐蚀、结垢、清洁等情况进行检查，及时掌握凝汽器运行的第一手资料，并根据检查要求建立检查台账，规范检查情况的记录，规范凝汽器铜管管样的制作、保管方法。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，涡流探伤检测是以电磁感应理论为基础，根据探头靠近导体时，导体产生的感应涡流影响探头中线圈周围的磁场，造成线圈阻抗增量发生变化来识别缺陷。涡流探伤对掌握凝汽器铜管的现状，以便更好地进行维护保养工作有重要作用，对铜管质量进行把关，应加强检修中凝汽器铜管的涡流探伤工作。

2.保持铜管清洁

铜管内壁各类污物的沉积而产生的沉积物下腐蚀是凝汽器腐蚀泄漏的主要原因，因此保持铜管内表面的清洁至关重要。为了提高铜管的耐氨蚀能力，将机组排汽区更换为不锈钢管，空抽区部分海军铜管更换为白铜管． 但在机组在做甩负荷试验后并网不久发现复水硬度大，停机后检查发现有一根铜管断裂。通过分析主要原因是更换不锈钢管之后由于支撑不适，在机组运行中发生振动剪切应力大，导致管子断裂。凝汽器铜管结垢，是与胶球清洗不正常，胶球回收率低，胶球清洗没能将铜管中沉积的污物及时清除有直接的关系。为保证胶球清洗的效果，对收球率低的胶球清洗装置及时进行检查、检修和改进．提高胶球收球率，并定期对铜管进行高压水射流清洗，使少数胶球未能清洗到及管口被杂物堵塞的铜管得以彻底清洗，上述现象即可得以缓解。早在纪 80 年代各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．与管板附着力较小，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，管板上这些局部的部位成为阳极区而加速腐蚀，近年已逐渐改用涂防腐胶以及喷锌涂胶法。

3.循环冷却水加药处理

通常，提高凝汽器耐腐蚀能力有两种直接有效的途径：①更换凝汽器管材，选用耐蚀能力的材料。②加强管理维护，改善循环冷却水水质，为凝汽器设备创造较为温和的环境。鉴于换管材代价很大，我们应注重于运行中循环冷却水的杀菌处理、阻垢处理、加缓蚀剂处理等维护工作。循环水耗氧量(COD)高，即水中有机物含量高，为细菌和藻类的孳生、繁殖提供养料，导致粘泥的产生并在铜管内附着沉积。加强杀菌处理能杀灭或抑制细菌、藻类以及贝类等生物生长，防止微生物腐蚀和粘泥附着产生的沉积物下腐蚀。考虑到细菌、微生物等的耐药性，可交替使用多种杀菌剂，以达到预期的杀菌灭藻效果

4.防腐涂层

使用防腐涂层有力地防止了管板的腐蚀，但如果涂层不均匀或其他原因造成涂层的廓起、剥落、破裂等缺陷。缺陷部位的碳钢会成为腐蚀原电池的阳极而加重腐蚀。为了解决这个问题，许多发电厂对凝汽器水室进行涂胶联合外加电流阴极保护处理。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，被保护凝汽器外壳为阴极。阴极保护系统投运后，测量各参比点的钢板电位比起始值低 0.2V～0.4V。硫酸亚铁镀膜是一种传统的铜管保护方法，但镀膜质量不好时反而会促进铜管腐蚀机组利用 IS09002 质量体系的管理方法对硫酸亚铁镀膜工作从临时系统的设计安装、成膜前的预处理、成膜中工艺条件的控制、成膜质量的评价、成膜设备的维护管理、成膜药品的质量检验等影响成膜质量的各个环节实行全面工序管理，有效地提高了成膜质量。

五．结束语

随着经济的发展，技术的进步，我国对于火电厂汽轮机凝汽器防腐蚀技术有了很大的提高，但是在具体的工作中火电厂汽轮机凝汽器防腐蚀情况还是很严重，这就需要我们共同的努力来推动技术的进一步提高。

参考文献：

[1]高建岭,张国平.减少凝汽器铜管泄漏的措施[J].热力发电,2007,1:85-89.

[2]丁兆勇,王秀梅.凝汽器冷凝管的腐蚀与防护[J].中国设备工程,2007,8:56-59.

[3]DL/T 957-2005,火力发电厂凝汽器化学清洗及成膜导则[S].