汽機(jī)側(cè)管路及設(shè)備防腐的工藝改進(jìn)

馬巖昕

（黑龍江華電齊齊哈爾熱電有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

0 引言

某電廠采用2×300 MW直接空冷熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，鍋爐為單汽包、自然循環(huán)、四角切圓燃燒，最大蒸發(fā)量1 092 t/h，由哈爾濱鍋爐廠負(fù)責(zé)設(shè)計生產(chǎn)汽輪機(jī)為哈爾濱汽輪機(jī)廠有限公司制造的亞臨界、中間再熱、兩缸雙排汽、供熱抽汽凝汽式汽輪機(jī)，型號為CZK300-16.7/0.4/537/537；發(fā)電機(jī)為哈爾濱電機(jī)廠有限公司生產(chǎn)，型號為QFSN-300-2；機(jī)組熱工控制為單元制，采用爐、機(jī)、電集中控制方式。

為了降低機(jī)組停用期間的二次銹蝕，改善和提高機(jī)組的停用保護(hù)效果，該熱電廠在1、2號機(jī)組小修時與東北電科院共同開展了SW-ODM高效防腐劑停爐保護(hù)現(xiàn)場試驗，取得了良好的實驗效果。

1 機(jī)組防腐系統(tǒng)的組成

某電廠1、2號機(jī)組的汽輪機(jī)側(cè)、鍋爐側(cè)防腐系統(tǒng)如下：凝結(jié)水泵，軸封加熱器，7號、8號低壓加熱器，6號低壓加熱器，5號低壓加熱器，除氧器，給水泵，3號高壓加熱器，2號高壓加熱器，1號高壓加熱器，汽包，水冷壁管，主蒸汽管道，高壓缸，再熱器，中壓缸，低壓缸以及凝汽器等。

2 機(jī)組發(fā)生腐蝕的原因

2.1 汽輪機(jī)側(cè)管道的腐蝕

汽輪機(jī)側(cè)管道，無論是在運(yùn)行狀態(tài)，還是在停運(yùn)狀態(tài)，均以氧腐蝕為主。同時，即使凝汽器、除氧器溶解氧合格，機(jī)組運(yùn)行系統(tǒng)中的負(fù)壓側(cè)仍會進(jìn)入大量的二氧化碳和氧氣，對整個系統(tǒng)造成腐蝕。此外，該熱電廠供熱機(jī)組在夏季需要停機(jī)進(jìn)行檢修，在此期間產(chǎn)生的腐蝕問題更應(yīng)引起足夠重視。

2.2 鍋爐側(cè)熱力系統(tǒng)的腐蝕

造成鍋爐側(cè)熱力系統(tǒng)腐蝕的原因是：停爐時放水不盡，或熱備用期間過長(超過7天)致使空氣進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部形成充足的氧氣、水分環(huán)境，為停運(yùn)期間產(chǎn)生腐蝕留下隱患，并在運(yùn)行過程中造成設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕，給安全生產(chǎn)帶來極大危害，所以生產(chǎn)單位必須做好停爐保護(hù)工作。

3 目前存在的問題

該電廠在非采暖期需要對機(jī)組分別進(jìn)行停機(jī)檢修工作，其間停運(yùn)2臺機(jī)組，但未停運(yùn)防腐加藥系統(tǒng)。由于未采取專用匹配加藥泵，機(jī)、爐的防腐劑只能通過現(xiàn)場化驗站加藥系統(tǒng)臨時串用(加磷酸鹽系統(tǒng)，加氯系統(tǒng)以及加聯(lián)胺系統(tǒng))，致使SWODM高效防腐劑加藥操作耗時長達(dá)2 h(實際應(yīng)為30～40 min)，且有大量的防腐藥品存留在加藥泵和混箱中，造成防腐劑濃度過低，以致防腐效果不佳。每次啟機(jī)前，凝汽器、除氧器水質(zhì)的硬度都不合格，需要進(jìn)行大量的除鹽水沖洗(每次耗費(fèi)1 000 t除鹽水)。

由此可見，目前采用的防腐工藝既浪費(fèi)了藥劑，又增大了操作人員的勞動強(qiáng)度，且未能徹底、有效地解決汽機(jī)側(cè)管路及相關(guān)設(shè)備的防腐問題，給電廠的正常運(yùn)行帶來重大干擾。

4 改進(jìn)措施

在凝結(jié)水泵濾網(wǎng)前箱排汽門處接出膠皮軟管至加藥劑量箱中。利用汽輪機(jī)凝汽器的負(fù)壓，將停運(yùn)防腐劑吸入凝結(jié)水泵前的濾網(wǎng)箱中，再啟動凝結(jié)水泵，將藥液通過凝結(jié)水循環(huán)流至整個機(jī)、爐系統(tǒng)，完成機(jī)組停運(yùn)的防腐工作。這種工藝能節(jié)省操作時間和設(shè)備投入，減少藥液浪費(fèi)，減輕機(jī)組停備期間的腐蝕，還能夠降低人員的勞動強(qiáng)度，有效延長機(jī)組水汽系統(tǒng)的使用壽命，節(jié)省酸洗費(fèi)用。

5 防腐操作和注意章項

5.1 機(jī)組設(shè)備和管路的防腐操作

(1) 對機(jī)組防腐藥品和化驗儀器的準(zhǔn)備情況進(jìn)行確認(rèn)。

(2) 藥劑預(yù)先搖勻，待用。

(3) 通知加藥、采樣及工作人員做好相關(guān)準(zhǔn)備，并及時掌握機(jī)組的運(yùn)行狀況。

(4) 停機(jī)前的6～8 h，使高速混床停機(jī)，并加大氨劑量，提高系統(tǒng)水汽的pH值。

(5) 停運(yùn)機(jī)組所有在線監(jiān)督化學(xué)儀表，關(guān)閉樣管水門、機(jī)組除氧器排空門、機(jī)組定和連排。

(6) 機(jī)組滑停時，運(yùn)行人員掌握滑停幅度。當(dāng)機(jī)組滑停時，用加氨泵繼續(xù)加藥，維持系統(tǒng)pH值在9.5～10.2之間。

(7) 當(dāng)主汽汽溫低于500 ℃時，開始加藥。將抽藥膠皮管插入藥桶中(注意避免暴露于空氣中)，再緩慢開啟手動閥門，藥液逐漸下降，抽藥液速度不宜過快，換藥桶時要關(guān)閉手動閥門，防止將空氣抽入系統(tǒng)，重復(fù)上述操作。將計算好的藥液量在規(guī)定時間(約15 min)全部注入熱力系統(tǒng)，此時，應(yīng)使凝結(jié)水泵系統(tǒng)保持運(yùn)行，應(yīng)記錄在此期間的鍋爐壓力、蒸汽流量、蒸汽溫度以及負(fù)荷運(yùn)行參數(shù)。

(8) 加藥1.5 h后，采集除氧水、給水、爐水、蒸汽和凝結(jié)水樣，并測定pH值及銅、鐵、硅、鈉、硬度等含量。

(9) 在允許情況下，應(yīng)盡快使機(jī)組放水。

5.2 注意事項

(1) 停機(jī)前，給水pH值應(yīng)提高至9.5。

(2) 停機(jī)前，爐水pH值提高到9.7～9.8之間。

(3) 停機(jī)前，把在線儀表停運(yùn)解列，防止在儀表電極及交換柱中有膜生成。

(4) 鍋爐采用熱爐放水余熱烘干法。

(5) 加藥過程中，確認(rèn)汽包水位等有無異常(藥液循環(huán)過程會產(chǎn)生泡沫)。

(6) 沖洗下來的表面物可能使水中的銅、鐵含量升高，這是正?，F(xiàn)象。

(7) 在除氧器、凝汽器水放掉之前，應(yīng)跟蹤化驗水質(zhì)情況。

(8) 對金屬樣品進(jìn)行定期監(jiān)視，隨時了解機(jī)組設(shè)備和管路系統(tǒng)的腐蝕程度，以便隨時采取和調(diào)整相應(yīng)措施，做到未雨綢繆。

(9) 在加入SW-ODM高效防腐劑的過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)戴防護(hù)眼鏡、口罩、手套等防護(hù)用品，工作地點(diǎn)應(yīng)配有自來水、藥品等應(yīng)急用品。

6 防腐效果

該電廠將汽包、除氧器、排汽裝置等部分熱力設(shè)備的人孔門打開，經(jīng)2～3天冷卻后，對防腐保護(hù)的效果進(jìn)行了詳細(xì)檢查。

6.1 汽包檢查

汽包壁顏色整體以灰藍(lán)色為主，水位線清晰，分離器外殼顏色呈灰藍(lán)色。汽包壁和分離器外殼上沾有薄薄一層藍(lán)灰色細(xì)鐵末，汽包兩端底部有少量沉積物，根據(jù)顏色判斷大部分為鐵的氧化產(chǎn)物，說明機(jī)組運(yùn)行中鐵含量稍有偏高。

這是首次使用SW-ODM高效防腐劑保護(hù)，但汽包壁和內(nèi)部裝置的顏色已均勻轉(zhuǎn)化為藍(lán)灰色，藍(lán)色保護(hù)膜已經(jīng)明顯形成。由于設(shè)備基體表面鐵的氧化產(chǎn)物破壞了水的表面張力，所以藍(lán)色保護(hù)膜的憎水性表現(xiàn)得不是非常理想，但不影響機(jī)組停運(yùn)保護(hù)的效果。只要停機(jī)期間不接觸水，系統(tǒng)不會發(fā)生新的銹蝕。實踐證明：整個檢修期間，鍋爐汽包及其附件未產(chǎn)生任何新的銹蝕，保護(hù)效果明顯。

6.2 除氧器檢查

除氧水箱汽水分界線明顯，水位線上顏色以灰藍(lán)色為主，水位線以下顏色以鐵銹紅為主。除氧器(水箱)汽側(cè)形成了非常明顯的藍(lán)色憎水膜，膜面平整有金屬光澤，停機(jī)過程中，蒸汽凝結(jié)形成的水珠懸掛在水箱頂部。除氧器(水箱)水側(cè)膜面平整，憎水性明顯。通過檢查可以看出：除氧水箱內(nèi)壁顏色正由鐵銹紅向藍(lán)色轉(zhuǎn)變。

6.3 排汽裝置及乏汽母管檢查

排汽裝置內(nèi)部支架和乏汽通道的內(nèi)壁整體為藍(lán)灰色，支架的迎汽面由于蒸汽沖刷露出鋼材本色，側(cè)面和背面為藍(lán)灰色，表面的鐵銹略帶紅色。在現(xiàn)場檢查時，迎汽面表面的水珠晶瑩剔透，在輕微的振動或吹動下可自由滾動，保護(hù)膜的憎水性非常明顯，如圖1所示。

圖1 排汽裝置表面的保護(hù)膜

排汽裝置底部水室的金屬表面光滑，呈鐵銹紅色，局部掛有少量水滴，保護(hù)膜的憎水性非常明顯，如圖2和圖3所示。

圖2 水室內(nèi)部表面未腐蝕

圖3 水室底部表面未腐蝕

通過此次檢查發(fā)現(xiàn)：汽包、除氧器、排汽裝置等熱力設(shè)備內(nèi)部已形成了較為明顯的保護(hù)膜，不過其顏色和色澤會因各自表面沉積物的不同而有所不同。這與運(yùn)行環(huán)境密切相關(guān)，特別與機(jī)組正常運(yùn)行中凝結(jié)水的溶解氧、鐵含量有關(guān)。

在除氧器、低壓加熱器、凝汽器熱井、凝結(jié)水管等部位的金屬基體表面鐵的氧化物以Fe2O3為主，所以鐵銹比較明顯。金屬表面越光滑，形成的保護(hù)膜越均勻，運(yùn)行期間的溶解氧和鐵含量就越低，保護(hù)膜的顏色也越接近藍(lán)色，憎水性也更好。隨著SW-ODM高效防腐劑使用次數(shù)的增加，各部位的顏色將逐步向藍(lán)灰色轉(zhuǎn)化，但轉(zhuǎn)化程度將受到運(yùn)行環(huán)境的影響。

7 效益分析

原有防腐工藝和改進(jìn)后的防腐工藝所需費(fèi)用明細(xì)如表1所示。該電廠采用改進(jìn)工藝對機(jī)組設(shè)備及系統(tǒng)管路進(jìn)行防腐后，每年可節(jié)約24.94萬元，大大降低電廠經(jīng)濟(jì)支出。

表1 防腐工藝的費(fèi)用明細(xì)

8 結(jié)束語

經(jīng)過防腐工藝改進(jìn)并采用SW-ODM高效防腐劑后，該電廠機(jī)組的鍋爐和汽機(jī)通流部分形成了致密、完整的藍(lán)色保護(hù)膜，使鍋爐、汽機(jī)、除氧器、加熱器、給水泵等設(shè)備得到有效保護(hù)，明顯地減輕了腐蝕程度，延長了設(shè)備的使用壽命。同時，還縮短了機(jī)組再次啟動的沖洗時間，使機(jī)組盡快投入運(yùn)行，節(jié)約了燃煤、燃油和水資源，是一種高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)可行的防腐工藝，值得應(yīng)用和推廣。