中水对凝汽器铜管庸蚀性强,导致凝汽器频繁发生泄漏。通过采用TP316L不锈钢管替代铜管,并做好不锈钢管的安装及运行维护工作,解决了中水对凝汽器管的腐蚀问题,保证了凝汽器安全运行。

1项目背景

火电厂是用水大户,它的耗水量约占工业用水量的20%,而循环冷却系统的补充水量又占火电厂用水量的80%。山东光明热电股份有限公司3机凝汽器管材质为HSn70-1AB铜管,循环水补水为矿井排水。随着矿井开采深度的加大,排水量降低,由于缺水严重制约着电厂的安全经济运行。

2009年开始使用矿区污水处理厂中水作为循环水补水,从挂片监测情况看有明显腐蚀现象,大修时对凝◤汽器抽管检查,铜管内壁有蓝绿色附着物,部分点蚀坑深度在0.2~0.3mm,产生明显的局部脱锌腐蚀,酸洗时产生镀铜现象,严重影响机组的安全经济运行↓。针对此问题,采用TP316L不锈铜管替代铜管▼,加强不锈铜管的安装及运行维护,以保证凝汽器安全运行。

在未使用中水前,腐蚀率均在国家标准0.005mm/a以下,使用中水后№,挂片的腐蚀率如表1所示。

使用中水后腐蚀成倍增加←,后虽经加缓蚀剂处理,腐蚀有所降低,但仍远高于国【家标准≡。分析其原因主要为中水含有的氨氮加速了铜管的腐蚀速度。污水处理厂排放指标执行GB18918-2002生活污水排放标准№,氨氮小于25mg/L,正常情况下控制在10-20mg/L,而黄铜管适用于较清洁水质,其指标为:cs2-<0.02mg/LcNH,)<1mg/LcNH-N<1mg/LCODM<10mg/L.铜管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,会导致发生点蚀,而引起腐蚀的主要因素又互相影响,污染水质〖中的硫化物对腐蚀起促进作用。因此在污染水质中点蚀一且发生,其腐蚀速度发展很快。该台机组还担负着矿区冬季循环水供暖的任务,供热出水温度在6070℃,温度高增加了铜管的脱锌腐蚀。

2凝汽器管的选择

正确合∑ 理地选用凝汽器管,是防止凝汽器管腐蚀、延长其使用寿命的重要措施。随着薄壁直缝不锈钢焊接管技术的发展,其在电厂凝汽器中的应用越来越广泛。薄壁直缝不锈钢焊接管比⊙重小、管壁薄,在TP316L不锈钢管根数相同情况下,其重量仅为铜合金管的57%左右。不锈钢与大多数铜合金材料不同,它在普通冷却水中为钝态,不需要再次生成保护膜,且能够抵抗硫离子、氨等污染水ㄨ源的腐蚀,具有优异的抗磨性。一般情况下,除点蚀、缝隙腐蚀、微生物腐蚀外,其他类型的腐蚀极少发生,在解决凝汽器管♀腐蚀方面有着极大的优越性。

在使用中水的凝♂汽器机组中采用不锈钢管有较大的优势,但不锈钢对氯离子敏感,所以选择不锈钢品◥种时应参照表2循环》水氯离子浓度在300~400mg/L,因此选择TP316材质能够满足要求。壁厚越薄,安装ぷ时就越难,胀接时要求就越高,而且抗振⊙性能降低,磨穿加快,寿命降低。该机组还担负着冬季循环水供暖的任务,期间循环水温度高、压力高,所〗以选择壁厚0.7mm管。随着有色金属价格的大幅提高,不锈钢管的性价比逐渐优于铜管。该机组以0.7mm TP316L替代1.0mmHSn70-1AB铜管的费用(铜管回收)情况如表3所示。

3"机组凝汽器参数如下:铜管规格:20 x1 x4562mm;冷却面积:1000m;循环水量:2016m/h;管内平均循环水¤流速:1~2m/h;设计进水温度:27℃;凝汽器端@ 差:<7~12℃;凝汽器管材:HSn70-1AB铜管;铜管根数:3540根。

综合以上,说明凝汽器不锈钢管更换在@ 技术上是可行的,经济上是合算的,操作安全是可靠的。

3不锈钢管的■更换操作流程

不锈钢管具有优良的技术经济性能,但也必须合理选材、规范安装、正确运行。只有这样,才能发挥不锈钢管凝汽器的优越性。

3.1不锈钢管化验◆数据

安装前对管材ω化验数据及外观进行仔细检查。不锈钢带来自山西太钢不锈钢股份有限公司,批号、箱号、炉号三︻号齐全。外壁焊缝与外壁母材平齐,内焊缝高度不高于母材0.1mm。内外表面光滑、光亮、无凹痕及其他缺陷,弯曲度<2.0mm/m

3.2施工

3.2.1エ艺

工艺流程:割管→拔管→抽管→新管检查→TP316L不□ 锈钢管工艺性能试验(试胀)→管板孔的清理→管头抛光→穿管→胀管→灌水试验。

3.2.2准备工作

1)施工所〇需的工具、设备及其他辅材,施工前须▲准备齐全,做到专管→专用。操作施工现场保持清洁。2)容▂器内安装12V照明。

3.2.3拔卸旧管

1)清理端板水室污垢。

2)拆卸TP316L不▃锈钢管堵头,清理打扫管口内壁100mm深的管垢。

3)使用隔板内切管器,在端板一边将所需要换▲的旧铜管隔板切断。

4)拔管机分两端同时拔管,拆除旧铜管时不能损坏管板、管板孔。

3.2.4穿管

1)凝汽器壳体内外所有管孔测量,管板孔与TP316L不锈钢管间隙应为々0.2-0.5mm,管板和隔板『的管孔中心线达到穿管要求。

2)清除管板及板孔内的铁屑和杂物,直到呈现金属光◥泽为止。不得形成纵沟槽和椭圆,并用有机溶剂进行清理。

3)对不锈钢管进行外观检查。TP316L不锈钢管两端管头打磨光亮,TP316L不锈钢▓管表面应无裂纹、砂眼、毛刺、凹陷、折纹、腐蚀、油垢等缺陷,管内『无杂物,被压扁的、无法校直的TP316L不锈钢管不得穿入。

4)穿管时,为了使TP316L不锈钢管准确地插入相应的管孔内并防∮止TP316L不锈钢管损伤∩或错穿,需使用≡穿管引导器。穿入费力时,不可︼强行打入,以免损坏不锈钢管。TP316L不锈钢管露出管板长度1.5~2mm

5)穿管从凝汽器底部开∮始,由下而上进行,遇空抽区时先穿空抽区不锈〓钢管,不得踩踏不锈钢管,以免TP316L不锈钢管损伤。

3.2.5胀管

1)按胀管要求◥进行试胀,试验在临时管板上进行,合格后方可进◢行胀管。

2)采用两端翻边胀接工艺,不允许扩胀部分超过管板◢内壁。

3)胀管深度控制在管板厚度的75%~90%,无欠胀或过胀现象,扩胀系╳数为8%~11%,管壁的减薄量应在管壁厚度的4%-6%之间。

4TP316L不锈钢管胀接前在↑管板四角及中央各胀一根标准管,以检查管板距离有无ζ不一致和管板中央个别↓部位有无凸起造成长度不足的情况。TP316L不锈钢管胀接程序应根据管束分布情况♂对称进行。不得因胀接程序不合理而造成管板变形。

5TP316L不锈钢管穿入→后应先胀一端,另一端用板外内切管器统一切平后,管口露出管板1.5-2mm,再进∏行翻边胀接,翻边角度应在12-150。用电动胀管机胀管,胀口或翻边应平滑光亮,无裂纹(见图1)。

3.2.6灌水试验

凝汽器汽侧灌水试验前,内部应清扫干▽净,装设临时支座,用除盐水做灌水试验,水温不低↘于s℃。灌水高度要充满整个冷却管的汽侧空间,并高出顶部冷◇却管100mm,维持24h不渗漏即为合格。试验结∑束后,要及时将水放尽。

4运行注意事∑项

1)高度重视不锈钢管的杀菌灭藻。

不锈钢管不像铜管那样具有杀菌作用,却又同其他材△料一样也存在微生物腐蚀,而冷却塔内光照、温度等适宜微生物生长,所以不锈钢管的←杀菌灭藻工作就显得尤为㊣ 重要。投运前应确保胶球清洗系统能够正常投运。不锈钢管对氯离子比较敏感,所以应采用非氧化性杀菌剂抑制微生物增殖、附着、剥离粘泥,并定●期更换非氧化性杀菌剂种类,防止菌类对↓药剂产生抗药性,降低处理效果。

2)保持冷却水高流速运行。

冷却☆水长期低流速运行或长期停留在凝汽器内会降低不锈钢管耐腐蚀性,流速对不锈钢的点蚀电位有较大影响。因此∞在不引起不锈钢管冲击腐蚀的情况下,应①尽量以高流速运行,有利于防止淤泥在管内和ζ水室沉积。

3)做好停备用保护。

不锈钢管凝汽器的停运保护工作比铜管凝汽器更为☆重要,因为不锈钢表面会在停运☉期间产生点蚀。不锈钢管凝汽器停运时要特别注意氯化物的富集,凝汽器停用时管内的残留循环水会蒸发浓缩,沉积◥物下的C1-浓度增大,致使局部地方超过不锈钢管的许用CI浓度,而引起其快速※腐蚀。可在停备用期间采用湿式或干式保护法。干式保护就是将循环水放空,用除盐水冲洗,然后通风保持干燥。湿式保护即↘在排空后注入除盐水,并始终保持满水位。

4)力求保持不锈钢管的内部清↙洁。

不锈钢的良好耐蚀性依赖于其表面存在的钝态氧化膜,而表面清洁√、结构均一,是形成均匀、致密钝化Ψ 膜的前提条件。由于不锈钢对氯离子的敏感性较强,当氯化物在垢层下浓缩达到危害性浓度时,就会引起不锈钢凝汽器管的点蚀。因此保持不锈钢管的内部清洁对防止凝汽器不锈钢管的腐蚀起着非★常重要的作用。对于发生在各种冷却器上的应力腐蚀破裂,往往温度的影响要比CI-浓度的影响还重要,因此要注意氯离子浓ξ度和温度的联合作用。

5效益分析

5.1更换不锈钢管的腐蚀率统计更换不锈钢管后腐蚀情〓况如表5所示。

更换TP316L不锈钢管后,腐蚀率大幅降低,低于国家标准0.005mm/a的标准,使中水回用成为可行,年可利用ζ 中水501以上。

5.2汽轮机参数的变化

更换不锈铜管后汽ω 轮机参数变化情况如表6所示。

更换后真空度提高了2.9个百分点,端差降低了1.6℃,机组的『整体热效率提高。

6结语

不锈钢管具有良好的机械性能,耐蚀性◇能和经济性能,对氨氮含量高的中水具有铜管无法比拟的抗腐蚀能力,因此为水资源短缺的地方利用中水提供了一条路径。同时▓应做好选材、安装、运行维护充分发挥其技术、经济优势。