滨海电厂厂内循环水系统防污防腐

电力设计. i滨海电厂厂内循环水系统防污防腐滨海电 厂厂内循环水系 统防污防腐范永春(广东省电力设计研究院，广东广州510600)摘要:滨海电厂采用海水作为冷却水，海水冷却系统采用有效的防污防腐措施，对保障机组的安全高效运行意义重大。本文对滨海电厂厂内循环水系统的污损和腐蚀进行详细论述，并提出了有效的防污防腐措施。关键词:滨海电厂;循环水系统;防污;防腐.中图分类号: TM621文献标识码: B文章编号: 1671-9913 (2006) 04-0069-04Fouling and Corrosion Prevention of in- plantCirculation Water System of Coastal Power plantFAN Yong- chun(Guangdong Prorince Electric Power Design Instiute, Guangzhou 510600, China)Abstrac: Seawater is used as cooling water in coastal power plant. Fffective fouling and corrosion prevention meas-ures are adopted for seawater cooling system, which plays a significant role in realizing safe and high eficient opera-tion of units. Fouling and corrosion prevention of in-plant circulation water system of coastal power plant will be de-scribed in detail in this aricle and efective fouling and corrosion prevention measures are proposed.Key Words: coastal power plant; circulation water system ; fouling prevention; corrosion prevention.随着火力发电厂机组容量的不断增大，热却水管路。厂外循环水系统流程为取水口→前力循环中对汽水品质的要求越来越高，特别是池-→粗拦污栅-→旋转滤网- +循环泵取水入口-→汽轮机凝汽器作为热力设备循环终端,其运行循环水泵-→凝汽器循环水供水管道。化水专业工况的好坏不仅影响到机组的真空，也会影响在取水口处采用电解海水制氯防污工艺。机组的汽水品质。海边电厂由于地理环境特殊2凝汽器防污防腐性，采用海水作为冷却水，海水冷却系统采用有效的防污防腐措施，对保障机组的安全高效凝汽器冷却管在海水，特别是在污染海水运行意义重大。.的腐蚀作用下，不锈钢、黄铜、白铜等管材很快就会发生点蚀、孔蚀、应力腐蚀和磨蚀，最1边界条件终发生泄漏，迫使电厂停机。根据专业设计范围划分，厂内循环水系统钛管凝汽器具有优异的物理机械性能，密是指以主厂房A排外- -米为设计分界线，从设度小。比强度高、耐腐蚀.尤其是能耐海水及计分界线至凝汽器冷却水进出口之间的循环冷污染中国煤化工汽器的空抽区的YHCNMHG*收稿日期:收稿日期: 2006-03-23作者简介:范永春(1976-), 男，工程师，主要从事大型火力发电厂的设计工作。电力勘测设针2008年08月第4期69滨海电厂厂内循环水系统防污防腐I电力设计氨腐蚀也有优异的抗蚀性，而耐高速度海水冲上进行二次生长后进人凝汽器。刷性能尤为突出。有效地解决了管束振动、缝某2 x660MW亚临界机组，循环水系统无隙腐蚀、电偶腐蚀、水滴侵蚀等问题，可以说，设置二次滤网。自99年投产以来，循环水系统钛管凝汽器的防腐问题得到了很好的解决。但采用加氯方式，效果不明显，每次小修(一年钛凝汽器管在使用时会发生生物污损的问题,一次)都要对循环水管道进行一次全面清理，需引起重视。第- -年清理量达100多卡车。加药剂量大的时2.1生物污染候海生物死后堆积，运行中频繁发生凝汽器堵凝汽器的生物污损一般发生 在含氧海水的塞，造成机组碱负荷现象。最严重时最短时间环境中，污损物体以藻类为主。在海水环境中为几个小时就需要停一侧凝汽器清理，曾经因钛合金表面容易被海生物附着，特别是在冷却.操作次数过多造成循环水人口门损坏。管的端部、内表面和管板上。钛管内表面海生由于无法彻底解决微生物二次生长问题,物的附着厚度不断增加，甚至钛管堵塞，导热已对系统进行改造加装二次滤网。改造后，机系数降低，换热效果恶化，真空降低，机组出组运行情况正常。力不足。从上述情况分析,在凝汽器进口装设二次要解决上述问题，除在凝汽器设计时根据滤网是必要的。规范要求考虑一定设计裕量的换热面积外，只2.3胶球清洗装置能通过外加措施防止。对于采用海水冷却的电.在对广东地区滨海电厂的循环水系统调研厂，通常的做法是在循环水泵前设置粗拦污栅的同时，我们对胶球清洗装置的使用情况也进和旋转滤网以及对循环水加氯的前提下，在凝行了深人的了解。发现在调研电厂中，胶球清汽器前设置二次滤网和在循环水系统中装设胶洗装置有下列四种情况:球清洗系统。(1)大亚湾核电站、妈湾电厂没有安装胶2.2二次滤网球清洗装置;其中大亚湾核电站投运已10火力发电厂的循环水系统一般在 循环泵取余年。水人口前设有粗拦污栅和旋转滤网。但是粗拦(2)湛江电厂、沙角电厂设计时装有胶球污栅的栅条间距通常为60mm (中到中)，只能清洗装置，但收球率很低，在检修过程中已经清除水流中粗大污物、集中污物和其他飘浮物。取消，其中湛江电厂大小修时，凝汽器钛管用而旋转滤网由于结构型式本身的特点，容高压塑料子弹清洗。易出现喷射系统出力不够、密封不严等问题，(3)珠海电厂、华能汕头电厂一期设计时导致垃圾进人到干净侧。装有胶球清洗装置，同样存在收球率很低的问根据对广东地区滨海电厂循环水系统的调题，胶球清洗装置基本不投用。研发现，由于海域区域差异，对微生物比较丰.(4)台山电厂、华能汕头电厂二期设计时富的海域，循环水加氯( 液态氯气)或电解海.装有胶球清洗装置，运行正常。水加氯效果都不十分明显，蛤蜊大量附着在栏据湛江电厂、沙角电厂、华能汕头电厂一污栅、旋转滤网上，由于其幼虫耐氯性较强，期等反映，机组运行真空正常，大小修时观察可在氯性状态下生存58小时，常规加氯方法很凝汽器换热管不脏。难解决。从蚌类、贝类的生长看，也具有较高《火力发电厂设计技术规程》(DL5000-的耐药性，对氯离子不敏感，加氯只能抑制其2000)中10.9.2条规定“凝汽器应装设胶球清生长速度，并不能将其杀死。同时，由于旋转洗装置。但对直流供水系统，如水中含沙较多滤网设置在循环泵取水人口前，通常情况下，或因中国煤化工垢也不沉积时,循环水泵房至主厂房间仍有一段较长的管路。可不YHCNMHG贝壳类或其它鱼虾类等的幼虫可轻易通过旋转根据以往的工程经验，滨海电厂凝汽器采滤网的网孔进到循环水泵房至主厂房间的管路用钛管,钛管抗冲蚀性能好但传热性能较差。70万韦女抛测设计2008年08月第4期电力设计滨海电厂厂内循环水系统防污防腐为增强换热效果，冷却管内水流选择较高流速，于 系统中存在宏观原电池，对具有低电位的材通常为2.3 ~2.4m/s ( 研究表明，流速在5m/s质管道，如Q235A、10CrMoAl 材质的管道，必以内一般不会出现冲蚀现象)。流速的提高，增然会遭受严重的电偶腐蚀，尤其是在不同金属强了对钛管内壁的冲刷，而且海水中通常夹带材料相互联接及靠近部分的腐蚀最为严重,通泥沙颗粒，在钛管内的流动过程中，对钛管内常会出现大量的腐蚀穿孔及减薄。壁也起到一定的冲刷作用。同时，由于采用粗电化学保护法也称为阴极保护法。循环水拦污栅、旋转滤网、二次滤网等机械过滤措施管道电化学保护是将冷却水管道等与冷却海水和电解海水制氯防污的化学措施，在很大程度相接触的金属作为阴极，借助阴极极化,使金上保证了钛管不结垢、不沉积。从节省初投资属达到惰性区域的一种保护方法。换言之，甘和运行费用的角度考虑，在水质得到保证的前就是从外部加直流电( 保护电流)，把局部电池提下，循环水系统不设胶球清洗装置是完全可的阴极化到阳极的平衡电位，金属表面不出现行的。可在机组大小修期间，用高压塑料子弹.电位差，从而消除腐蚀电流的一-种方法。加强清洗即可。提供保护电流的方法可分为牺牲阳极法和外加电流法。3管道防腐保护3.2.1牺牲阳极法厂房内的循环水管道因需与凝汽器接口相这种方法是把被保护体与活性金属(作为接，一般采用钢管，材质通常采用Q235A、阳极的离子化金属)作为电极联接，由于两极10CrMoAl。之间的原电池作用，使得电流连续地流通。针对管道的腐蚀问题、国内通常做法有:在循环水管道内壁上，焊上螺栓,并安装①采用钢管内衬橡胶或衬塑料;②电化学阳极。因为保护面的状态、形状、冷却水的流保护;③塑料复合管。速、电阻率、温度等不同，要求的寿命也不相3.1村胶同，所以要从阳极的种类、大小、数量等条件循环水管衬胶防腐的重点是选择合理的衬综合来考虑决定。常用的牺牲阳极有锌基或铝胶胶料和严格控制衬胶的工艺流程。基阳极。在计算阳极用量时,必须对系统中的对胶料有三点要求:阀门、滤网等设备进行综合考虑，对于易发生①好的耐腐蚀性;②属的粘着性强;③蚀电偶腐蚀的部位应重点考虑。介质与温度作用下的胀缩变形小。牺牲阳极法若设计和施工合理，保护效果选好胶料后还要选择适宜的胶料配方-配可充分发挥，不需维护管理，直到阳极消耗完合剂，然后进行炼胶，压延成胶板，检验合格再行更换。可用于村胶。在正式村胶之前，要对衬胶层进目前，牺牲阳极法结合重防腐措施在滨海行耐腐蚀性试验，衬胶层与金属表面的粘接强电厂循环水钢管防腐中大量使用，效果良好。度、扯离强度和剥离强度试验、硬度试验和抗3.2.2外加电 流法老化试验。对需要衬胶的管道内表面进行喷砂在被保护体的管道内表面，安装与管道绝处理，用高压空气吹干净，用汽油清洗，干燥缘的辅助阳极，由直流电源装置输出电流，其后刷胶水，粘贴胶板,对衬胶后的外观进行检电路是以辅助阳极为正极，管道主体为负极构查,检查其表面是否平整,是否有气泡，搭接成电路。是否牢固，并对其进行电火花试验，合格后进其优点是:可按照保护对象的大小来决定行硫化，硫化后再用目测法和锤击法进行全面装置，可自由地调节电源电压，所以即使海水的质量检查，对凹陷凸起和脱开给出适当的限电中国煤化工化，仍然可以在制，并规定修补方法。，广朗YHCNMH G流。冷凝器的电3.2电化学保护化学保护大多采用此法。厂内循环水系统内管道与设备相联接。由其缺点是:操作的设备比牺牲阳极法复杂，电力勘测设计2008年08月 第4期71滨海电厂厂内循环水系统防污防腐j电力设计所以安装后需要管理。建议如下:海水管道由于管径大小不一，对于小口径(1)贝类和海藻等海生物幼虫在幼龄期内,的管道( 如φ630, φ529， φ377, φ325, φ219,体积小，很容易通过-一次滤网，在旋转滤网后φ158)显然牺牲阳极是无法安装到管道内的，水域二次生长然后逐渐长大的现象较为严重;而若采用外加电流阴极保护技术则方便可行，垃圾碎粒被循环水流带动，极有可能通过有缺再辅以对异种金属材料相连接的局部特殊部位，陷的一次滤网密封装置进入到一次滤网后的水施加特殊的防腐衬里的办法，该项技术已在国道。基于上述情况，为保证机组的安全高效运内很多电厂推广应用。.行，循环水系统设置二次滤网是必要的。3.2.3有效保护范围(2)凝汽器钛管内水流流速较高,通常为因为防止不同金属腐蚀、原电池腐蚀、管2.3 ~2. 4m/s。流速的提高，增强了对钛管内壁端进水口腐蚀等是电化学保护的目的，所以并的冲刷，而且海水中通常夹带泥沙颗粒，在钛不是以整个冷却管内为保护对象,而是以有效管内的流动过程中，对钛管内壁也起到一定的地保护某- -限定长度为目的。冲刷作用。同时，由于采用粗拦污栅、旋转滤管道内表面的电流到达距离，有专用公式网、二次滤网等机械过滤措施和电解海水制氯进行计算，-.般计算中保护电流可达到管内径.防污的化学措施，在很大程度上保证了钛管不长度的12倍，其保护效果可充分达到预期结垢、不沉积。在水质得到保证的前提下，从目的。节省初投资和运行费用的角度考虑，循环水系3.3塑料复合管统可不设胶球清洗装置。在机组大小修期间，塑料管与传统铸铁管、钢管、水泥管相比，用高压塑料子弹加强清洗即可。有内壁光滑、阻力小，密封性好、耐腐蚀、连(3)循环水钢管防腐可采用钢管内衬橡胶接方便等优点。但也存在耐腐不耐压、强度低、或电化学防护的方法。基于钢管内衬橡胶的方对铺设环境要求较高而耐冲击力差、部分管材法对基体处理和工艺.上要求都很严格，一旦出材质易老化等诸多缺点。现脱落和涂层缺陷，防护将被破坏，腐蚀无法.为适应市场要求，专业生产厂家研制推出避免，而且将无法补救。循环钢管推荐采用重了一种集钢材与热性塑料两种材料的优点于一防腐+牺牲阳极保护的防腐措施，由专业的防身,并有着卓越的综合性能的新型复合管材产腐单位进行防腐方案设计和施工。品-钢骨架塑料复合管。钢骨架塑料复合管除(4)对于无法采用牺牲阳极法进行防腐处具有普通塑料管的优点外，还具有耐冲击性好、理的小管径管道，可采用外加电流法或使用钢弹性好、抗地形不均匀沉降的优点。骨架塑料复合管等防腐管道。从系统简单、安由于钢骨架塑料复合管具有上述优点，全可靠的角度考虑，推荐采用钢骨架塑料复因此在安装条件较差，防腐要求高的低压常合管。温流体输送场合中得到推广应用。但国内该管材目前口径系列为DN50~DN600，无大口参考文献:径管道。且管道采用电熔连接时，需采用专[1] DL/T5204- -2005, 力发电厂油气管道设计规程用工具。4结论[2] D5000- 2000,火力发电厂设计技术规程[S] .[3]曲政，庞其伟，等.滨海电厂钢质海水管道的选材结合对广东地区滨海电厂循环水系统进行和防护[I执力发由. ?004 33 (10) .的调研结果和上文对滨海电厂厂内循环水系统[4]中国煤化工汽器及相连管道的的分析,对滨海电厂厂内循环水系统的配置, .YHCNMHG2005,26(2).72。电力抛测设计 2008年08月第4期万芳数据