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3.1 防止凝汽器管腐蚀的技术关键
控制凝汽器管腐蚀的技术手段有以下几种:a)采用成膜法,如硫酸亚铁成膜、铜缓蚀剂成膜、K2S2O8 成膜等方法;b)表面清洁法:凝汽器化学清洗、高压水冲洗、运行中胶球清洗、运行中加杀菌剂和粘泥剥离剂等;c)减少水的腐蚀性方法:调节循环冷却水的pH 值、向水中添加铜缓蚀剂等;d)电化学保护方法:外加电流阴极保护、牺牲阳极阴极保护。
由于凝汽器管腐蚀原因、腐蚀程度、凝汽器管材质、循环冷却水条件各不相同,究竟采用哪种防腐方法才能有效控制凝汽器管的腐蚀,是无法单凭经验或实验室研究所能确定的。
采用在线腐蚀监测技术,测量采取防腐措施前后凝汽器管腐蚀速度的变化,可以准确判断所采取的防腐措施的有效性,根据在线测量的腐蚀速度,调整防腐措施,直到将凝汽器管的腐蚀速度控制到安全值以下。另外,根据在线测量的腐蚀速度,进一步调整加药量,避免加入过多药剂造成浪费和增大成本,使防腐措施达到经济、有效。因此,在线监测凝汽器管的腐蚀速度成为有效控制凝汽器管腐蚀的技术关键。
然而,国内外已有的腐蚀在线监测技术存在两个问题:
(1)不能测量凝汽器管的小孔腐蚀速率;
(2)用与被监测凝汽器管材质相同的金属加工成棒状电极,制成三电极或双电极传感器,安装在凝汽器水室或循环水系统中。这种电极的表面状态与凝汽器铜管内壁的表面状态完全不同。此外,传感器表面的流体状态与凝汽器管内表面的流体状态也不同。这样所测得的腐蚀速率和腐蚀状态不能真实反映凝汽器铜管的实际腐蚀速率和腐蚀状态。
针对上述问题,西安热工研究院有限公司成功研制出FZJ-Ⅱ 型凝汽器管腐蚀在线监测系统,获2004 年中国电力科技二等奖,成果整体水平达到国际先进水平。该系统有以下特点:
(1)国内外首创局部腐蚀速率测量方法(已申请中国发明专利和美国发明专利),可以灵敏、可靠地测量凝汽器管的局部腐蚀速率。
(2)抽取最有代表性的凝汽器管制作腐蚀传感器,保持腐蚀传感器内表面状态与实际铜管相同,使腐蚀在线监测结果更准确地反映凝汽器管的实际腐蚀状况。
下面介绍采用FZJ-Ⅱ 型凝汽器管腐蚀在线监测系统解决凝汽器铜管腐蚀问题的几个实例。
3.2 监测并控制残碳膜引起的凝汽器管小孔腐蚀
某电厂安装两台135MW 机组,凝汽器安装上海产的HSn70-1 黄铜管。由于铜管表面有残碳膜,#1 机组2002 年9 月投产,2003 年2 月凝汽器铜管发生大面积点腐蚀泄漏,一次堵管480 多根。2003 年5 月将#1 机组凝汽器全部铜管更换为不锈钢管,直接经济损失达200多万元。为了避免#2 机组凝汽器铜管发生同样的腐蚀泄漏,2003 年5 月采用FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统对#2 机组凝汽器防腐措施进行优化处理。测量的局部腐蚀速率为0.04mm/a~0.02mm/a,稳定后局部腐蚀速率为0.02mm/a,表明局部点腐蚀速率已降低到安全速率以下。
每天用FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统测量的均匀腐蚀速率平均值汇总在图2。由图2 看出,现场采取防腐措施后(例如加入一定浓度的铜缓蚀剂),铜管的腐蚀速率明显降低并趋于稳定,稳定后的腐蚀速率0.003mm/a 以下。测量凝汽器管溶解到循环水中的铜浓度,其变化情况见图3。对比图2 和图3 可以看出用FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统监测的腐蚀速率与测量的循环水溶解的铜离子浓度有较好的对应关系。
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