凝汽器銅管腐蝕分析及改造方案

1、凝汽器銅管結(jié)垢可造成 凝汽器銅管腐蝕分析及改造方案摘 要銅合金一直是我國火力發(fā)電廠凝汽器的首選管材,而氯離子對銅合金管材的腐蝕是火電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的主要腐蝕性因素,已成為影響高參數(shù)大容量發(fā)電機組安全運行的主要因素之一。詳細介紹凝汽器銅管大面積腐蝕失效的原因和處理方案工藝。關鍵詞凝汽器;銅管腐蝕;工藝中圖分類號文獻標識碼A文章編號1673-9671-042-0120-021基本概況我司兩臺哈汽生產(chǎn)的150MW汽輪機組04年投產(chǎn),單殼體、對分雙流表面式凝汽器,主要由殼體、進出水室、后水室、前后管板、中間管板、冷卻管和凝結(jié)水聚集器等組成,附屬設備由進、出水蝶閥、膠球清洗裝置等。凝汽器殼體由鋼板焊接

2、而成,體內(nèi)布置四組冷卻管束,管束中間為空冷區(qū),由此引出抽空氣管,冷卻管采用脹接固定。凝汽器主要技術(shù)參數(shù):冷卻面積:8700m2;冷卻管總數(shù):14550根;冷卻管材質(zhì):HSN70-1AB、Bfe30-1-1;冷卻管規(guī)格:251,25;水室設計壓力:;凝汽器背壓:;循環(huán)水入口溫度:25。機組自投運以來,多次發(fā)現(xiàn)管口和脹口部位出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。到08年初,泄漏的頻率逐漸增加,泄漏銅管的數(shù)量也逐漸增多,泄漏量不斷增大。泄漏部位從管口向中間發(fā)展,還發(fā)生銅管從中間斷裂現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計從20XX年開始至20XX年初,2臺機組共發(fā)生過14次銅管泄漏。剛開始還能靠加鋸木屑堵漏,隨著泄漏量不斷增大,只能退出凝結(jié)器單邊查漏

3、,嚴重影響了機組的安全和經(jīng)濟運行。2腐蝕原因分析我司位于珠江三角洲西部,生產(chǎn)用水都取自珠江支流潭江的銀洲湖,離崖門出?？诓蛔?0公里。銀洲湖每天都會出現(xiàn)2次漲潮海水倒灌,這時江水的Cl含量大大超標。一年中,有4個月Cl濃度超過20XXmg/L。近年來,每年年底都出現(xiàn)咸潮,導致循環(huán)冷卻水Cl濃度最高可達6900mg/L。研究表明,Cl對銅合金的腐蝕與鈍化金屬在含Cl溶液中的孔蝕機理一樣,是Cl對表面膜的局部破壞而造成的,這種侵蝕主要表現(xiàn)為銅表面Cu2O被Cl侵蝕而生成CuCl。這種侵蝕分兩種情況:一種是銅表面保護膜處于嬰兒期階段的侵蝕2Cu+2Cl-2e2CuClCu2O+2HCl另一種是銅表面

4、保護膜處于成熟期階段的侵蝕2CuClCu+CuCl2CuCl+Cl-CuCl2兩類反應都會對銅表面膜造成破壞。由上述腐蝕機理分析可知,銅管呈漸變性腐蝕特征,周期性或季節(jié)性的冷卻水污染,加快了腐蝕的過程。3改造處理方案經(jīng)過采用先進的渦流檢漏技術(shù)全面查漏、抽樣檢查和分析研究后,公司決定將#5、6機凝汽器HSn70-1AB錫黃銅管全部更換為HAL77-2鋁黃銅管,杜絕凝汽器銅管的腐蝕、泄漏以及管口、脹口部位的滲漏。該牌號銅管能短期在Cl含量20XX0-25000mg/L的冷卻水中使用,在我司25MW小機組上使用了十多年;同時,對銅管內(nèi)壁做全面化學清洗及一次性鍍膜并對管板、水室和管口進行防腐處理,以達

5、到延長使用壽命的目的。凝汽器銅管更換工藝新銅管安裝前需逐一檢查,確保內(nèi)外表面應光滑、光亮、干凈、圓整、無凹痕及其他缺陷。在穿管之前,要先對腐蝕管板進行修復及打磨,凝汽器汽側(cè)應徹底清掃,清除一切雜物和灰塵,管板孔、隔板孔必須符合要求,不能有毛刺、油污、氧化皮及鐵屑等雜物。新銅管的搬運須每隔2米有一人相抬,確保新銅管在搬運過程中不變形,不振動。穿管時在兩端管板和各道隔板處都設專人導向,使銅管對準各道管孔避免沖撞。穿管時檢查管端,清理管口毛邊,管頭應光潔無油垢、氧化層、塵土、蝕坑和縱向溝槽,露出金屬光澤,對管子脹接部位,確保其無油、異物及毛刺。穿管時應輕推輕拉,受阻時使用導向器導入。新銅管在正式脹接

6、前,進行試脹工作,且脹口應無欠脹或過脹現(xiàn)象,脹口處管壁脹薄約4%-6%,脹接推薦公式:減薄率=1-/2t100%式中:D-管板孔內(nèi)徑d-管子脹后內(nèi)t-管子壁厚脹口的脹接深度為管板厚度的75%-90%左右,不允許擴脹部分超過管板內(nèi)壁,以上試脹工作合格后方可正式脹管。脹口處應平滑光潔,無裂紋和顯著的切痕。新銅管安裝完畢后必須進行灌水查漏,合格后方執(zhí)行下一個工序。化學清洗鍍膜及其工藝化學清洗及鍍膜原理清洗工藝為鹽酸清洗,鍍膜工藝為硫酸亞鐵成膜。為了預防銅管的腐蝕和早期泄漏,提高凝汽器銅管的使用壽命,硫酸亞鐵成膜是一種行之有效的措施之一。它具有廣泛,成本低,工藝簡單且安全環(huán)保可靠,因此在國內(nèi)外電廠得到十分廣泛的應用。銅管的硫酸亞鐵造膜處理過程為:將硫酸亞鐵水溶液通過凝汽器銅管,在其內(nèi)壁生成一層含有鐵化合物的保護膜,從而防止冷卻水對銅管的腐蝕。往銅管中注入一定量的硫酸亞鐵溶液,硫酸亞鐵溶于水后,會發(fā)生以下反應:水解反應:Fe2+2H2OFe2+2H+氧化反應:Fe2+O2+2H2O總反應:4Fe2+O2+6H2O+8H+銅管在硫酸亞鐵作用下,在其表面原有的氧化亞銅膜上形成一層鐵氧化物保護膜。清洗成膜工藝整個清洗成膜過程可分為人工清理、水沖洗、酸洗、水沖洗、人工吹球、活化、曝氣及成膜。清洗前,固