空冷機(jī)組輔機(jī)冷卻水的腐蝕問(wèn)題

郝樹(shù)宏，郭錦龍，王 斌

（1.山西電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001；2.山西大唐國(guó)際臨汾熱電有限責(zé)任公司，山西 臨汾 041000）

空冷機(jī)組輔機(jī)冷卻水的腐蝕問(wèn)題

郝樹(shù)宏1，郭錦龍1，王 斌2

（1.山西電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001；2.山西大唐國(guó)際臨汾熱電有限責(zé)任公司，山西 臨汾 041000）

空冷機(jī)組輔機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)碳鋼材質(zhì)腐蝕較嚴(yán)重，長(zhǎng)期運(yùn)行存在較大的安全隱患。運(yùn)行濃縮倍率低，循環(huán)水pH低、系統(tǒng)污泥沉積嚴(yán)重、未按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行循環(huán)水緩蝕阻垢模擬試驗(yàn)是腐蝕的主要原因。通過(guò)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，確定系統(tǒng)腐蝕情況，進(jìn)行必要的系統(tǒng)改造，才能保證安全運(yùn)行。

空冷機(jī)組；輔機(jī)；循環(huán)冷卻水；腐蝕

0 引言

空冷機(jī)組節(jié)水效益顯著，在北方缺水地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。但冷油器、氫氣冷卻器等一些較小的換熱器仍需要用循環(huán)水冷卻，因此，空冷機(jī)組設(shè)計(jì)了輔機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。與濕冷機(jī)組循環(huán)冷卻水相比該系統(tǒng)較小，沒(méi)有引起足夠重視，經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，大部分電廠輔機(jī)冷卻水系統(tǒng)的碳鋼管道出現(xiàn)了嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題，個(gè)別電廠產(chǎn)生了結(jié)垢現(xiàn)象，長(zhǎng)期運(yùn)行存在較大的安全隱患。

1 空冷機(jī)組輔機(jī)冷卻水典型設(shè)計(jì)參數(shù)

空冷機(jī)組輔機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)一般采用敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，循環(huán)水在冷卻器換熱后經(jīng)機(jī)械通風(fēng)冷卻塔冷卻，加阻垢緩蝕劑處理以減緩系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢，補(bǔ)充水根據(jù)具體條件選用地表水、地下水或深度處理后的中水。由于輔機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)循環(huán)水量較小，全廠除灰、上煤、脫硫等系統(tǒng)需要的廢水量較大，而全廠的主要廢水來(lái)源是輔機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)的排污水。如果輔機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)濃縮倍率較高，除灰、上煤、脫硫等系統(tǒng)需水量不能滿足，經(jīng)全廠水量平衡計(jì)算輔機(jī)循環(huán)水的濃縮倍率維持在1.4倍左右時(shí)，其濃縮后的水量可以滿足全廠水平衡的要求。

表1 2×600MW亞臨界直接空冷機(jī)組輔機(jī)循環(huán)冷卻水典型設(shè)計(jì)參數(shù)

2 輔機(jī)冷卻水系統(tǒng)腐蝕原因

空冷機(jī)組腐蝕主要體現(xiàn)在換熱器碳鋼管板和封頭、系統(tǒng)碳鋼管道產(chǎn)生嚴(yán)重銹蝕，見(jiàn)圖1、圖2，腐蝕原因主要有運(yùn)行濃縮倍率低，循環(huán)水pH低、系統(tǒng)污泥沉積嚴(yán)重、未按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行循環(huán)水緩蝕阻垢模擬試驗(yàn)等方面。

圖1 換熱器管板腐蝕情況

圖2 循環(huán)水管道腐蝕情況

2.1 輔機(jī)冷卻水運(yùn)行濃縮倍率低

空冷機(jī)組輔機(jī)冷卻水設(shè)計(jì)濃縮倍率一般為1.4倍左右，加之系統(tǒng)水量較小，補(bǔ)水和排污都造成濃縮倍率大幅度波動(dòng)，運(yùn)行中常在1.4倍以下，濃縮較少，水質(zhì)與補(bǔ)充水接近。由于濃縮倍率非常低，導(dǎo)致循環(huán)水pH值較低，常在8.0左右，而碳鋼在低pH值含氧水中腐蝕非?？欤琾H值從8.0提高到8.5以上，碳鋼的腐蝕將明顯減緩。采用深度處理后的中水為補(bǔ)充水的輔機(jī)冷卻水系統(tǒng)，由于補(bǔ)充水堿度很小，循環(huán)水對(duì)碳鋼的腐蝕更為嚴(yán)重，實(shí)驗(yàn)室旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，其腐蝕速率遠(yuǎn)大于《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50050—1995） 標(biāo)準(zhǔn)小于0.125mm/a的要求，見(jiàn)表2。較低的pH值也加速了換熱器銅合金管的腐蝕。由于輔機(jī)冷卻排污水是除灰、上煤、脫硫等系統(tǒng)用水的主要來(lái)源，實(shí)際運(yùn)行中提高濃縮倍率需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造。

表2 深度處理后的中水為補(bǔ)充水的輔機(jī)冷卻水系統(tǒng)碳鋼腐蝕情況

2.2 輔機(jī)冷卻水系統(tǒng)污泥沉積嚴(yán)重

空冷機(jī)組輔機(jī)冷卻水一般設(shè)計(jì)2臺(tái)機(jī)共用1套循環(huán)冷卻系統(tǒng)，電廠2臺(tái)機(jī)組同時(shí)停機(jī)檢修的情況很少，即使同時(shí)停機(jī)，一般時(shí)間很短，輔機(jī)冷卻水系統(tǒng)沒(méi)有時(shí)間進(jìn)行放水清理，因此從開(kāi)始建成投入運(yùn)行，該系統(tǒng)一直處于運(yùn)行狀態(tài)，冷卻塔底部和系統(tǒng)內(nèi)部存在大量雜物和淤泥得不到清理，隨運(yùn)行時(shí)間增加，越積越多，見(jiàn)圖3、圖4，不僅造成了換熱器的嚴(yán)重污堵和冷卻效果的降低，也加速了系統(tǒng)碳鋼材質(zhì)的腐蝕。管內(nèi)附著大量污泥，垢下腐蝕嚴(yán)重，有些細(xì)菌在代謝過(guò)程中生成的分泌物還會(huì)直接腐蝕金屬，有些細(xì)菌的氧化物，可使局部區(qū)域的pH值降低，加速碳鋼的腐蝕[1]。特別是鐵細(xì)菌的生長(zhǎng)，使碳鋼腐蝕更為嚴(yán)重。鐵細(xì)菌是好氧菌，有以下特點(diǎn)：在含鐵的水中生長(zhǎng)；通常被包裹在鐵的化合物中；生成體積很大的紅棕色的粘性沉積物。鐵細(xì)菌可使水溶性亞鐵鹽成為難溶于水的三氧化二鐵的水合物，附著于管道和容器內(nèi)部表面，鐵細(xì)菌的銹瘤遮蓋了金屬的表面，使冷卻水中的緩蝕劑難與金屬表面作用生成保護(hù)膜，鐵細(xì)菌還從金屬表面的腐蝕區(qū)除去亞鐵離子（腐蝕產(chǎn)物）從而使鋼的腐蝕速率增加[2]。

圖3 換熱器管污堵情況

圖4 循環(huán)水濾網(wǎng)污堵情況

2.3 輔機(jī)冷卻水未按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)模擬試驗(yàn)

按照《火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水用阻垢緩蝕劑》（DL/T 806—2002） 要求，火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水用含有機(jī)膦復(fù)配型阻垢緩蝕劑在應(yīng)用前應(yīng)結(jié)合水質(zhì)做性能模擬試驗(yàn)，所用藥品應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，合格后方可使用。通過(guò)腐蝕、阻垢模擬試驗(yàn)，可以確定水質(zhì)的腐蝕結(jié)垢性能和阻垢緩蝕劑藥品與水質(zhì)的匹配性，優(yōu)選最佳藥品，確定最佳加藥量和運(yùn)行控制指標(biāo)。因此，腐蝕阻垢模擬試驗(yàn)是循環(huán)冷卻水投入運(yùn)行前必須進(jìn)行的工作，不進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)，就沒(méi)有可靠的運(yùn)行控制指標(biāo)，安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都無(wú)從談起。濕冷機(jī)組循環(huán)冷卻水系統(tǒng)大，運(yùn)行成本高，安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行受到普遍關(guān)注，絕大部分電廠都進(jìn)行了詳細(xì)的腐蝕阻垢模擬試驗(yàn)，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

空冷機(jī)組輔機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)較小，運(yùn)行要求濃縮倍率低，大部分電廠忽視了腐蝕阻垢模擬試驗(yàn)必要性，沒(méi)有通過(guò)試驗(yàn)確定該系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢特性，沒(méi)有優(yōu)選合適的藥品和運(yùn)行控制指標(biāo)，沒(méi)有對(duì)其存在的腐蝕結(jié)垢危險(xiǎn)進(jìn)行有效防范和治理；有的電廠運(yùn)行控制非常隨意，濃縮倍率大起大落，加藥沒(méi)有穩(wěn)定控制，系統(tǒng)污泥雜物遍布，導(dǎo)致系統(tǒng)碳鋼腐蝕嚴(yán)重；有的電廠出現(xiàn)了結(jié)垢現(xiàn)象。

3 結(jié)論和建議

空冷機(jī)組輔機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)碳鋼材質(zhì)腐蝕嚴(yán)重，原因主要有運(yùn)行濃縮倍率低，循環(huán)水pH低、系統(tǒng)污泥沉積嚴(yán)重、未按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行循環(huán)水緩蝕阻垢模擬試驗(yàn)等。通過(guò)緩蝕阻垢模擬試驗(yàn)，確定系統(tǒng)的腐蝕性能，優(yōu)選藥品和控制指標(biāo)，選擇合適的補(bǔ)充水；進(jìn)行必要的系統(tǒng)改造，清除淤泥雜物，確保輔機(jī)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

［1］ 西安熱工院.熱工技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)電力出版社，1993:414.

［2］ 高秀山.火電廠循環(huán)冷卻水處理［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2002:136.

Corrosion of Circulating Cooling Water System in Air Cooling Auxiliary Units

HAO Shu-hong1，GUO Jin-long1，WANG Bin2
（1.Shanxi Electric Power Research Institute，Taiyuan，Shanxi 030001，China；2.Shanxi Datang International Linfen Thermal Power Co.，Ltd.，Linfen，Shanxi 041000，China）

The carbon steel corrosion of auxiliary circulating cooling water system is serious in air cooling units so that there is hidden danger during the operation.Themain reasons of corrosion include lower concentration ratio，lower pH in circulating water，mass of sludge and not carrying out simulation of scale and corrosion inhibition experiment as required.The system corrosion can be estimated through simulation experiment，and after essential system reformation,the auxiliary circulating cooling water system can run safely.

air cooling unit；auxiliary；circulating cooling water；corrosion

TM621.8

A

1671-0320（2012）04-0039-03

2012-02-28，

2012-06-06

郝樹(shù)宏（1974-），男，山西代縣人，1997年畢業(yè)于太原理工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，高級(jí)工程師，從事電廠化學(xué)研究工作；

郭錦龍（1965-），男，山西平遙人，1987年畢業(yè)于武漢水利電力學(xué)院電廠化學(xué)專業(yè)，高級(jí)工程師，從事電廠化學(xué)研究工作；

王 斌（1973-），男，甘肅白銀人，1997年畢業(yè)于北京電力高等?？茖W(xué)校化學(xué)環(huán)保專業(yè)，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)榛痣姀S化學(xué)和環(huán)保技術(shù)。