電廠化學-6冷卻水處理

1、1電廠化學及水處理電廠化學及水處理 華北電力大學能源與動力工程學院華北電力大學能源與動力工程學院劉忠劉忠培訓講座培訓講座 2第第6章章 冷卻水處理冷卻水處理 1 1 冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng) 2 2 冷卻水通道內有機物的形成及防止冷卻水通道內有機物的形成及防止 3 3 凝汽器銅管的腐蝕與防止凝汽器銅管的腐蝕與防止 4 4 凝汽器銅管內結垢及防止凝汽器銅管內結垢及防止 5 5 凝汽器銅管內部清洗凝汽器銅管內部清洗3冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)分直流式分直流式密閉循環(huán)式密閉循環(huán)式敞開循環(huán)式敞開循環(huán)式 冷卻水處理的目的：防止冷卻水系統(tǒng)結垢、冷卻水處理的目的：防止冷卻水系統(tǒng)結垢、腐蝕和產生有機物。腐蝕和產生有機物

2、。4（1）直流式冷卻水系統(tǒng)）直流式冷卻水系統(tǒng) 在直流式冷卻水系統(tǒng)中冷卻水只通過設備一次，在直流式冷卻水系統(tǒng)中冷卻水只通過設備一次，用過后直接排走，該系統(tǒng)用水量大。用過后直接排走，該系統(tǒng)用水量大。 一般在水源充足及水一次通過不易引起結垢的地一般在水源充足及水一次通過不易引起結垢的地方采用。該系統(tǒng)不需要冷卻塔處理，故投資少，方采用。該系統(tǒng)不需要冷卻塔處理，故投資少，操作簡單，但是占據了大量水資源，不符合經濟操作簡單，但是占據了大量水資源，不符合經濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。凝汽器凝汽器循環(huán)水泵循環(huán)水泵河流河流5（2）密閉循環(huán)式密閉循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng) 封閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是

3、封閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是指冷卻水在一個完全密閉指冷卻水在一個完全密閉的系統(tǒng)中不斷地循環(huán)運行。的系統(tǒng)中不斷地循環(huán)運行。在此系統(tǒng)中，冷卻水在凝在此系統(tǒng)中，冷卻水在凝汽器中獲得的熱量通過一汽器中獲得的熱量通過一個面式冷卻器散發(fā)至大氣個面式冷卻器散發(fā)至大氣中中(稱稱“干式冷卻干式冷卻”或或“空空氣冷卻氣冷卻”)，隨后又重復使，隨后又重復使用。用。 特點：冷卻水不與空氣接觸，不受陽光照射，進特點：冷卻水不與空氣接觸，不受陽光照射，進行密閉循環(huán)，基本上不需補充水。此系統(tǒng)中，常行密閉循環(huán)，基本上不需補充水。此系統(tǒng)中，常采用加有緩蝕劑的除鹽水作為冷卻介質。采用加有緩蝕劑的除鹽水作為冷卻介質。汽輪機凝汽器 冷卻塔

4、空冷元件6（3）敞開循環(huán)式敞開循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng) 在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，循環(huán)冷卻水在凝汽在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，循環(huán)冷卻水在凝汽器中獲得的熱量，直接在冷卻塔或其它設備散發(fā)器中獲得的熱量，直接在冷卻塔或其它設備散發(fā)至大氣中，失去熱后再回至熱交換器，重復其傳至大氣中，失去熱后再回至熱交換器，重復其傳遞熱量的過程。在水源水量比較緊張和天然水污遞熱量的過程。在水源水量比較緊張和天然水污染日趨嚴重的今日，此種系統(tǒng)應用最廣。染日趨嚴重的今日，此種系統(tǒng)應用最廣。冷卻塔冷卻塔循環(huán)水泵循環(huán)水泵冷凝器冷凝器 在敞開循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，在敞開循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，水不斷蒸發(fā)而損失，因而水不斷蒸發(fā)而損失，因而

5、水中各種物質不斷濃縮，水中各種物質不斷濃縮，水質隨著濃縮倍數的增加水質隨著濃縮倍數的增加而變差，導致系統(tǒng)的結垢、而變差，導致系統(tǒng)的結垢、腐蝕和微生物繁殖。為防腐蝕和微生物繁殖。為防止水質惡化，必須排放一止水質惡化，必須排放一部分濃縮了的水，補充一部分濃縮了的水，補充一部分新鮮水。部分新鮮水。7第第6章章 冷卻水處理冷卻水處理 1 1 冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng) 2 2 冷卻水通道內有機附著物的形成及防止冷卻水通道內有機附著物的形成及防止 3 3 凝汽器銅管的腐蝕與防止凝汽器銅管的腐蝕與防止 4 4 凝汽器銅管內結垢及防止凝汽器銅管內結垢及防止 5 5 凝汽器銅管內部清洗凝汽器銅管內部清洗8 冷卻水中

6、的藻類和微生物在生長和繁殖過程中會冷卻水中的藻類和微生物在生長和繁殖過程中會分泌粘液，這些粘液能將懸浮在水中的動植物殘分泌粘液，這些粘液能將懸浮在水中的動植物殘骸、腐蝕產物、灰沙淤泥等粘結在一起形成粘泥骸、腐蝕產物、灰沙淤泥等粘結在一起形成粘泥沉積物，附著在冷卻水通道中，形成有機附著物。沉積物，附著在冷卻水通道中，形成有機附著物。 因此，冷卻水中的藻類和微生物是形成有機附著因此，冷卻水中的藻類和微生物是形成有機附著物的主要原因。物的主要原因。（1）有機附著物的形成）有機附著物的形成9 影響冷卻水中微生物生長的因素主要有以下幾點：影響冷卻水中微生物生長的因素主要有以下幾點： (1)(1)溫度。一

7、般在溫度。一般在20203030的水溫中，微生物滋的水溫中，微生物滋生繁殖很快，高于生繁殖很快，高于3535時，在冷卻水中常見的大時，在冷卻水中常見的大部分微生物就會死亡。因此，凝汽器中有機附著部分微生物就會死亡。因此，凝汽器中有機附著物的生長，以春秋季最為嚴重。物的生長，以春秋季最為嚴重。 (2)(2)光照。光照能促進藻類繁殖。光照越強，藻類光照。光照能促進藻類繁殖。光照越強，藻類越易繁殖，所以藻類特別易于在冷卻塔內出現。越易繁殖，所以藻類特別易于在冷卻塔內出現。脫落的藻類會促進銅壁內粘垢的形成。脫落的藻類會促進銅壁內粘垢的形成。10 (3)(3)水中其它物質含量。水中含有微量蛋白質，會水中

8、其它物質含量。水中含有微量蛋白質，會助長微生物生長。采用磷酸鹽處理冷卻水時，磷助長微生物生長。采用磷酸鹽處理冷卻水時，磷化物是微生物和藻類生長的養(yǎng)分?；锸俏⑸锖驮孱惿L的養(yǎng)分。 (4)(4)銅管的清潔度。在潔凈的銅管內，微生物不易銅管的清潔度。在潔凈的銅管內，微生物不易生長。這是因為新銅管壁上有一層銅的氧化物，生長。這是因為新銅管壁上有一層銅的氧化物，可以殺死微生物。舊銅管內的這種氧化物被外來可以殺死微生物。舊銅管內的這種氧化物被外來的附著物覆蓋，容易滋生微生物。的附著物覆蓋，容易滋生微生物。 (5)(5)冷卻水中的含砂量。冷卻水中夾帶有大量的粘冷卻水中的含砂量。冷卻水中夾帶有大量的粘土和

9、細砂等雜質時，會把有機附著物沖掉，所以土和細砂等雜質時，會把有機附著物沖掉，所以用江河水作為冷卻水時，遇到洪水期，凝汽器銅用江河水作為冷卻水時，遇到洪水期，凝汽器銅管內有機附著物就會減少。管內有機附著物就會減少。11（2）有機附著物的防止）有機附著物的防止 既然冷卻水系統(tǒng)有機附著物的形成與微生物的滋生繁殖密既然冷卻水系統(tǒng)有機附著物的形成與微生物的滋生繁殖密切相關，那么，防止有機附切相關，那么，防止有機附 著物的形成，關鍵就是要殺著物的形成，關鍵就是要殺滅或抑制微生物生長。滅或抑制微生物生長。 殺生劑的選擇殺生劑的選擇 在冷卻水系統(tǒng)中；投放殺生劑是目前控制微生物污染，在冷卻水系統(tǒng)中；投放殺生劑是

10、目前控制微生物污染，防止有機附著物形成的常用方法。防止有機附著物形成的常用方法。 殺生劑必須低毒或無毒；并不會產生毒性積累。如有毒時，殺生劑必須低毒或無毒；并不會產生毒性積累。如有毒時，其毒性應易于降解且便于處理。其毒性應易于降解且便于處理。 必須具有廣譜性，對藻類、細菌、真菌等均能殺滅，同時，必須具有廣譜性，對藻類、細菌、真菌等均能殺滅，同時，對微生物粘泥有穿透性和分散性，必須與系統(tǒng)中所有的緩對微生物粘泥有穿透性和分散性，必須與系統(tǒng)中所有的緩蝕劑和阻垢劑相匹配，不相互干擾；要有適當的穩(wěn)定性，蝕劑和阻垢劑相匹配，不相互干擾；要有適當的穩(wěn)定性，在冷卻水系統(tǒng)中要盡量少與其它物質產生化學反應，以免在

11、冷卻水系統(tǒng)中要盡量少與其它物質產生化學反應，以免影響殺菌滅藻效果；配制、使用方便，價廉；便于操作。影響殺菌滅藻效果；配制、使用方便，價廉；便于操作。12殺生劑的分類殺生劑的分類 殺生劑按化學成分可分為無機和有機兩類。按殺殺生劑按化學成分可分為無機和有機兩類。按殺生機理分為氧化型和非氧化型兩類。生機理分為氧化型和非氧化型兩類。 氧化型殺生劑一般都是較強的氧化劑，能使微生氧化型殺生劑一般都是較強的氧化劑，能使微生物體內一些與代謝有密切關系的酶發(fā)生氧化反應物體內一些與代謝有密切關系的酶發(fā)生氧化反應而殺滅微生物。而殺滅微生物。 常用的氧化型殺生劑有氯、臭氧和二氧化氯等。常用的氧化型殺生劑有氯、臭氧和二

12、氧化氯等。 非氧化型殺生劑種類很多，有氯代酚類、季胺鹽非氧化型殺生劑種類很多，有氯代酚類、季胺鹽類、二硫氰甲烷和丙烯醛等。類、二硫氰甲烷和丙烯醛等。13防止方法防止方法1) 氯處理氯處理 氯溶解在水中發(fā)生如下反應：氯溶解在水中發(fā)生如下反應： Cl2+H2OHClO+HCl 生成的次氯酸是一種很強的氧化劑，它很容易通生成的次氯酸是一種很強的氧化劑，它很容易通過微生物的細胞壁進入細菌體內，發(fā)揮氧化作用，過微生物的細胞壁進入細菌體內，發(fā)揮氧化作用，使細菌中的酶遭到破壞，將細菌殺滅。使細菌中的酶遭到破壞，將細菌殺滅。 次氯酸在水中還會電離為次氯酸根，反應為：次氯酸在水中還會電離為次氯酸根，反應為： H

13、CIOH+ + ClO- 次氯酸根的殺菌作用僅為次氯酸根的殺菌作用僅為HCIO的的12。次。次氯酸電離程度與冷卻水的氯酸電離程度與冷卻水的pH值有關。值有關。 pH為為6.57.0是氯處理控制微生物的最佳范圍。是氯處理控制微生物的最佳范圍。 采用氯處理時，間歇式加藥法每天投加一次，每采用氯處理時，間歇式加藥法每天投加一次，每次次12h，在凝汽器入口的溝道中加入，冷卻水中，在凝汽器入口的溝道中加入，冷卻水中余氯量維持在余氯量維持在0.5mg/L左右。左右。142)臭氧處理臭氧處理 臭氧是一種強氧化劑，在水中發(fā)生如下反應：臭氧是一種強氧化劑，在水中發(fā)生如下反應： O3 O2+O 生成的新生態(tài)生成的

14、新生態(tài)O具有極強的氧化性，能破壞細胞具有極強的氧化性，能破壞細胞的蛋白質，降低還原酶的活性，從而殺死微生物。的蛋白質，降低還原酶的活性，從而殺死微生物。 臭氧的殺菌能力比氯強且速度，用臭氧殺菌不會臭氧的殺菌能力比氯強且速度，用臭氧殺菌不會在水中遺留有害物質。在水中遺留有害物質。 制造臭氧的耗電量大、成本高，所以至今還沒有制造臭氧的耗電量大、成本高，所以至今還沒有被廣泛應用。被廣泛應用。153）二氧化氯處理）二氧化氯處理 二氧化氯是一種黃綠色氣體，具有與氯類似的刺二氧化氯是一種黃綠色氣體，具有與氯類似的刺激性氣味。激性氣味。 殺菌能力是氯氣的殺菌能力是氯氣的2526倍，不僅能殺滅菌、藻倍，不僅能

15、殺滅菌、藻類，還可以殺死孢子和病毒，并且殺菌效果不受類，還可以殺死孢子和病毒，并且殺菌效果不受pH值影響，值影響，pH高時，殺生效果優(yōu)于氯。高時，殺生效果優(yōu)于氯。 另外還具有劑量小、作用快、持續(xù)時間長、效果另外還具有劑量小、作用快、持續(xù)時間長、效果好、無公害、無污染等優(yōu)點。好、無公害、無污染等優(yōu)點。 二氧化氯不穩(wěn)定，易爆炸，制備穩(wěn)定的二氧化氯二氧化氯不穩(wěn)定，易爆炸，制備穩(wěn)定的二氧化氯成本較高。成本較高。164）氯代酚類處理）氯代酚類處理 氯代酚類中，五氯苯酚鈉、三氯苯酚鈉應用較普氯代酚類中，五氯苯酚鈉、三氯苯酚鈉應用較普遍。氯代酚能吸附在微生物細胞壁上，并滲透到遍。氯代酚能吸附在微生物細胞壁上

16、，并滲透到細胞質中與細胞質作用形成膠體溶液，使蛋白質細胞質中與細胞質作用形成膠體溶液，使蛋白質沉淀，從而殺死微生物。沉淀，從而殺死微生物。 氯代酚類毒性大，對人的眼、鼻等粘膜和皮膚有氯代酚類毒性大，對人的眼、鼻等粘膜和皮膚有刺激作用，不易被其它微生物迅速降解，易造成刺激作用，不易被其它微生物迅速降解，易造成環(huán)境污染。環(huán)境污染。17 5 5）季銨鹽類處理）季銨鹽類處理 季銨鹽類殺生劑主要有十二烷基二甲基氯化銨季銨鹽類殺生劑主要有十二烷基二甲基氯化銨(DBA)(DBA)、十、十二烷基三甲基氯化銨二烷基三甲基氯化銨(ATM)(ATM)及十二烷基二甲基芐基溴化銨及十二烷基二甲基芐基溴化銨( (新潔爾滅

17、新潔爾滅) )。 季銨鹽類殺生劑在堿性條件下效果最佳。它具有殺菌能力，季銨鹽類殺生劑在堿性條件下效果最佳。它具有殺菌能力，是由于它的陽離子與菌類細胞壁上的負電荷形成靜電鍵，是由于它的陽離子與菌類細胞壁上的負電荷形成靜電鍵，在細胞壁上產生壓力，使細胞壁發(fā)生畸變，破壞細胞滲透在細胞壁上產生壓力，使細胞壁發(fā)生畸變，破壞細胞滲透膜組織，從而引起細胞的溶解和死亡。膜組織，從而引起細胞的溶解和死亡。 季銨鹽類殺生劑殺菌力強，毒性低，對污泥有剝離作用，季銨鹽類殺生劑殺菌力強，毒性低，對污泥有剝離作用，化學性質穩(wěn)定，使用方便，但投藥量大，一般投藥量為化學性質穩(wěn)定，使用方便，但投藥量大，一般投藥量為101020

18、mg/L20mg/L，易起泡。冷卻水含鹽量高時或者含有蛋白質，易起泡。冷卻水含鹽量高時或者含有蛋白質和其它有機物時，殺菌效果會降低。和其它有機物時，殺菌效果會降低。 投藥方式一般采用每天少量投藥，以利于抑菌，每隔數日投藥方式一般采用每天少量投藥，以利于抑菌，每隔數日采用一次沖擊式大劑量投藥，以利于殺菌。采用一次沖擊式大劑量投藥，以利于殺菌。18第第6章章 冷卻水處理冷卻水處理 1 1 冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng) 2 2 冷卻水通道內有機物的形成及防止冷卻水通道內有機物的形成及防止 3 3 凝汽器銅管的腐蝕與防止凝汽器銅管的腐蝕與防止 4 4 凝汽器銅管內結垢及防止凝汽器銅管內結垢及防止 5 5 凝汽

19、器銅管內部清洗凝汽器銅管內部清洗19 凝汽器銅管的結垢、腐蝕引起泄漏，污染凝結水，凝汽器銅管的結垢、腐蝕引起泄漏，污染凝結水，導致給水水質惡化，造成給水系統(tǒng)、鍋爐、汽輪導致給水水質惡化，造成給水系統(tǒng)、鍋爐、汽輪機等設備的腐蝕與結垢。因此，防止凝汽器銅管機等設備的腐蝕與結垢。因此，防止凝汽器銅管的腐蝕，是很重要的一項工作。的腐蝕，是很重要的一項工作。 銅管的腐蝕過程與銅管表面保護膜的性能有關。銅管的腐蝕過程與銅管表面保護膜的性能有關。如果銅管表面在運行初期已形成一層良好的保護如果銅管表面在運行初期已形成一層良好的保護膜，一般就不會再發(fā)生均勻腐蝕。對于局部腐蝕，膜，一般就不會再發(fā)生均勻腐蝕。對于局

20、部腐蝕，也只有在保護膜被損壞破裂的情況下才發(fā)生。也只有在保護膜被損壞破裂的情況下才發(fā)生。 銅管的腐蝕與銅管的腐蝕與pH值、腐蝕性離子的濃度（如值、腐蝕性離子的濃度（如Cl-、SO4-）、溶解在水中的腐蝕性氣體濃度、水的流速）、溶解在水中的腐蝕性氣體濃度、水的流速等因素有關。等因素有關。20（1）腐蝕類型及特征）腐蝕類型及特征 凝汽器銅管在冷卻水中的腐蝕可分為均勻凝汽器銅管在冷卻水中的腐蝕可分為均勻腐蝕和局部腐蝕兩類。腐蝕和局部腐蝕兩類。 均勻腐蝕常常使銅管以極緩慢的速度溶解，均勻腐蝕常常使銅管以極緩慢的速度溶解，相對而言，局部腐蝕更為危險，常導致銅相對而言，局部腐蝕更為危險，常導致銅管的腐蝕泄

21、漏。管的腐蝕泄漏。 下面重點簡介幾種有代表性的腐蝕形式。下面重點簡介幾種有代表性的腐蝕形式。21點蝕點蝕 凝汽器銅管在冷卻水中發(fā)生的點蝕比較隱蔽，但凝汽器銅管在冷卻水中發(fā)生的點蝕比較隱蔽，但又是危害較大的一種腐蝕。因它的腐蝕部位尺寸又是危害較大的一種腐蝕。因它的腐蝕部位尺寸很小，像針孔，但它的腐蝕速率很快，在很短時很小，像針孔，但它的腐蝕速率很快，在很短時間里就可以使凝汽器管壁穿孔。間里就可以使凝汽器管壁穿孔。 點蝕大多集中在水平管道的底部，呈半球狀。點蝕大多集中在水平管道的底部，呈半球狀。 點蝕坑的底部有白色的氯化亞銅點蝕坑的底部有白色的氯化亞銅CuCl沉淀，其沉淀，其上有疏松的紅色氧化亞銅

22、上有疏松的紅色氧化亞銅Cu2O結晶，蝕坑表面結晶，蝕坑表面上蓋有一層綠色的堿式碳酸銅上蓋有一層綠色的堿式碳酸銅CuCO3Cu(OH)2和白色的碳酸鈣和白色的碳酸鈣CaCO3。22脫鋅腐蝕脫鋅腐蝕 黃銅是銅鋅合金，黃銅中的鋅被單獨溶解的現象，黃銅是銅鋅合金，黃銅中的鋅被單獨溶解的現象，稱為脫鋅腐蝕。原因是合金中鋅電位較低，因電稱為脫鋅腐蝕。原因是合金中鋅電位較低，因電化學作用而被選擇性腐蝕?；瘜W作用而被選擇性腐蝕。層狀脫鋅層狀脫鋅栓狀脫鋅栓狀脫鋅 層狀脫鋅特征：銅管的水側表面上出現較大范圍層狀脫鋅特征：銅管的水側表面上出現較大范圍的發(fā)紅區(qū)域，這是一層較疏松的連續(xù)紫銅層，其的發(fā)紅區(qū)域，這是一層較疏

23、松的連續(xù)紫銅層，其下部是金黃色的銅合金。海水中易發(fā)生。下部是金黃色的銅合金。海水中易發(fā)生。 栓狀脫鋅特征：沿管壁垂直方向侵蝕可達相當大栓狀脫鋅特征：沿管壁垂直方向侵蝕可達相當大的深度乃至穿透管壁，造成銅管泄漏事故。發(fā)生的深度乃至穿透管壁，造成銅管泄漏事故。發(fā)生腐蝕部位的表面有腐蝕產物堆積而成的白色小丘，腐蝕部位的表面有腐蝕產物堆積而成的白色小丘，其成分主要是一些鋅鹽，如其成分主要是一些鋅鹽，如ZnCl2、ZnCO3、Zn(OH)2白色產物下面是脫鋅形成的海綿狀紫銅，白色產物下面是脫鋅形成的海綿狀紫銅，再下面是未受腐蝕的銅合金基體。淡水中易發(fā)生。再下面是未受腐蝕的銅合金基體。淡水中易發(fā)生。23沖

24、刷腐蝕沖刷腐蝕 銅管受到含有氣泡和固體雜質水流的劇烈沖刷時，銅管受到含有氣泡和固體雜質水流的劇烈沖刷時，表面保護膜局部遭到破壞。表面保護膜局部遭到破壞。 膜破壞部位的金屬在冷卻水中具有較低的電位而膜破壞部位的金屬在冷卻水中具有較低的電位而成為陽極，保護膜未被破壞的部位電位高成為陰成為陽極，保護膜未被破壞的部位電位高成為陰極，形成許多腐蝕原電池而產生腐蝕。極，形成許多腐蝕原電池而產生腐蝕。 這種類型的腐蝕是金屬在機械和電化學共同作用這種類型的腐蝕是金屬在機械和電化學共同作用下產生的，通常稱之為沖刷腐蝕。下產生的，通常稱之為沖刷腐蝕。 沖刷腐蝕發(fā)生的特征是在銅管內表面有連成片的沖刷腐蝕發(fā)生的特征是

25、在銅管內表面有連成片的高低不平的凹坑。將銅管縱向剖開，就能發(fā)現凹高低不平的凹坑。將銅管縱向剖開，就能發(fā)現凹坑具有與水流方向相同的方向性。坑具有與水流方向相同的方向性。保護膜保護膜腐蝕坑腐蝕坑原金屬表面原金屬表面水流方向水流方向24沉淀腐蝕沉淀腐蝕 冷卻水中的固體物質沉積在銅管內壁上后，起到冷卻水中的固體物質沉積在銅管內壁上后，起到了屏蔽作用，阻礙氧向下面金屬表面的擴散。這了屏蔽作用，阻礙氧向下面金屬表面的擴散。這樣，沉積物下缺氧的金屬部位電位較低，成為腐樣，沉積物下缺氧的金屬部位電位較低，成為腐蝕電池的陽極區(qū)，富氧的沉積物周圍成為陰極區(qū)，蝕電池的陽極區(qū)，富氧的沉積物周圍成為陰極區(qū)，發(fā)生電化學腐

26、蝕。發(fā)生電化學腐蝕。25應力腐蝕破裂應力腐蝕破裂 由于銅管中潛存拉伸應力，且水中具有侵蝕性介由于銅管中潛存拉伸應力，且水中具有侵蝕性介質，二者共同作用，產生應力腐蝕破裂。質，二者共同作用，產生應力腐蝕破裂。 應力產生主要來自兩個方面：一是銅管在拉制加應力產生主要來自兩個方面：一是銅管在拉制加工時會留下殘余應力；二是在搬運、安裝時會產工時會留下殘余應力；二是在搬運、安裝時會產生外加應力。生外加應力。 冷卻水中的侵蝕性介質主要是冷卻水中的侵蝕性介質主要是NH3，在有氧條件，在有氧條件下，下，NH3能引起具有一定內應力的銅管發(fā)生應力能引起具有一定內應力的銅管發(fā)生應力腐蝕破裂。腐蝕破裂。 應力腐蝕破裂

27、特征是破裂方向垂直于拉伸應力方應力腐蝕破裂特征是破裂方向垂直于拉伸應力方向，裂紋以沿晶裂開為主，也可能是穿晶裂開。向，裂紋以沿晶裂開為主，也可能是穿晶裂開。26腐蝕疲勞腐蝕疲勞 凝汽器銅管在運行中受汽輪機高流速排汽的沖擊，凝汽器銅管在運行中受汽輪機高流速排汽的沖擊，發(fā)生管束振動，而管中部振動最劇烈。發(fā)生管束振動，而管中部振動最劇烈。 銅管在遭受這種交變應力的作用下，表面膜發(fā)生銅管在遭受這種交變應力的作用下，表面膜發(fā)生破裂，產生局部腐蝕，使管材疲勞極限降低，最破裂，產生局部腐蝕，使管材疲勞極限降低，最后破裂。后破裂。 腐蝕疲勞多在銅管中部出現橫向裂紋，裂紋較短，腐蝕疲勞多在銅管中部出現橫向裂紋，

28、裂紋較短，分支較少或無分支，并呈穿晶腐蝕特征。有時表分支較少或無分支，并呈穿晶腐蝕特征。有時表面出現一些針孔狀孔洞，孔洞周圍無腐蝕產物，面出現一些針孔狀孔洞，孔洞周圍無腐蝕產物，在銅管外側還能發(fā)現銅管互相摩擦而減薄的跡象。在銅管外側還能發(fā)現銅管互相摩擦而減薄的跡象。27氨蝕氨蝕 用用N2H4進行化學除氧和用進行化學除氧和用NH3調節(jié)給水調節(jié)給水pH值的電值的電廠，在凝汽器空冷區(qū)和抽出區(qū)會有廠，在凝汽器空冷區(qū)和抽出區(qū)會有NH3的局部濃的局部濃縮，在縮，在O2和和CO2存在的條件下，氨對銅管產生劇存在的條件下，氨對銅管產生劇烈腐蝕。烈腐蝕。 氨蝕特征為銅管外壁均勻變薄，有時在管壁上形氨蝕特征為銅管

29、外壁均勻變薄，有時在管壁上形成橫向條狀腐蝕溝，最常見的是在隔板邊緣處產成橫向條狀腐蝕溝，最常見的是在隔板邊緣處產生溝槽，沿管周圍呈環(huán)狀。生溝槽，沿管周圍呈環(huán)狀。28（2）防止銅管腐蝕的措施）防止銅管腐蝕的措施 影響凝汽器銅管腐蝕的因素很多，其防止影響凝汽器銅管腐蝕的因素很多，其防止措施應根據具體情況確定或綜合考慮。措施應根據具體情況確定或綜合考慮。 防止措施主要有：管材的選擇，銅管應力防止措施主要有：管材的選擇，銅管應力的消除，優(yōu)化運行工況，表面造膜，陰極的消除，優(yōu)化運行工況，表面造膜，陰極保護及裝加套管等。保護及裝加套管等。29（3）凝汽器銅管泄漏后的處理）凝汽器銅管泄漏后的處理 汽輪機運行

30、過程中，如凝汽器銅管泄漏，凝結水汽輪機運行過程中，如凝汽器銅管泄漏，凝結水水質就會惡化，應根據情況采取措施進行處理。水質就會惡化，應根據情況采取措施進行處理。 運行中如果凝結水硬度有略微的增大，凝汽器真運行中如果凝結水硬度有略微的增大，凝汽器真空緩慢降落，并認定只是管口一些細小的針孔泄空緩慢降落，并認定只是管口一些細小的針孔泄漏時，可不停機檢修，只在運行中消除。漏時，可不停機檢修，只在運行中消除。 方法是在冷卻水進口摻加鋸木屑，木屑進入水室方法是在冷卻水進口摻加鋸木屑，木屑進入水室時在泄漏處受到真空的吸引，而將針孔堵塞，待時在泄漏處受到真空的吸引，而將針孔堵塞，待有短時間停機的機會時再檢查泄漏

31、的銅管，并將有短時間停機的機會時再檢查泄漏的銅管，并將泄漏銅管兩端打入木塞塞住。泄漏銅管兩端打入木塞塞住。 在機組大修時，將損傷的管子抽出更換新管。在機組大修時，將損傷的管子抽出更換新管。 如果凝結水硬度較大，還應進行凝結水再除鹽處如果凝結水硬度較大，還應進行凝結水再除鹽處理；如凝汽器泄漏嚴重，根據各廠實際情況，可理；如凝汽器泄漏嚴重，根據各廠實際情況，可采用停機處理或其它有效措施。采用停機處理或其它有效措施。30第第6章章 冷卻水處理冷卻水處理 1 1 冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng) 2 2 冷卻水通道內有機物的形成及防止冷卻水通道內有機物的形成及防止 3 3 凝汽器銅管的腐蝕與防止凝汽器銅管的腐蝕與

32、防止 4 4 凝汽器銅管內結垢及防止凝汽器銅管內結垢及防止 5 5 凝汽器銅管內部清洗凝汽器銅管內部清洗31（1） 銅管內結垢銅管內結垢 凝汽器銅管內結垢是由于冷卻水在循環(huán)過程中的凝汽器銅管內結垢是由于冷卻水在循環(huán)過程中的蒸發(fā)濃縮和碳酸氫鈣的分解形成的。蒸發(fā)濃縮和碳酸氫鈣的分解形成的。 冷卻水在循環(huán)過程中，由于蒸發(fā)、風吹、泄漏和冷卻水在循環(huán)過程中，由于蒸發(fā)、風吹、泄漏和排污造成了水量的損失，尤其蒸發(fā)損失的是很純排污造成了水量的損失，尤其蒸發(fā)損失的是很純的水，致使循環(huán)水中鹽類濃縮。的水，致使循環(huán)水中鹽類濃縮。 濃縮倍數，又稱濃縮倍率。循環(huán)冷卻水中的含鹽濃縮倍數，又稱濃縮倍率。循環(huán)冷卻水中的含鹽量

33、與補充水中的含鹽量的比值；或循環(huán)冷卻水中量與補充水中的含鹽量的比值；或循環(huán)冷卻水中的氯離子濃度與補充水中的氯離子濃度的比值。的氯離子濃度與補充水中的氯離子濃度的比值。32 循環(huán)水中的循環(huán)水中的Ca(HCO3)2分解成分解成CaCO3而析出：而析出： Ca(HCO3)2 CaCO3+CO2+H2O 當循環(huán)水濃縮到一定程度時，就會析出當循環(huán)水濃縮到一定程度時，就會析出CaCO3，形成水垢。形成水垢。 為了使冷卻水系統(tǒng)不結垢，應對循環(huán)水中碳酸鹽為了使冷卻水系統(tǒng)不結垢，應對循環(huán)水中碳酸鹽硬度有所限制。硬度有所限制。 對于每種水質都有維持在運行中不結碳酸鹽垢的對于每種水質都有維持在運行中不結碳酸鹽垢的最

34、大碳酸鹽硬度值，即極限碳酸鹽硬度。最大碳酸鹽硬度值，即極限碳酸鹽硬度。 在運行中如控制循環(huán)水的實際碳酸鹽硬度低于極在運行中如控制循環(huán)水的實際碳酸鹽硬度低于極限碳酸鹽硬度，就不會結垢。限碳酸鹽硬度，就不會結垢。33（2）水垢的防止）水垢的防止 為了防止結垢，要對循環(huán)水進行水質穩(wěn)定處理，為了防止結垢，要對循環(huán)水進行水質穩(wěn)定處理，即向水中投加某些藥物，使水質趨于穩(wěn)定。常用即向水中投加某些藥物，使水質趨于穩(wěn)定。常用的方法有加酸處理、添加阻垢劑等。的方法有加酸處理、添加阻垢劑等。加酸處理加酸處理 加酸處理是用酸將水中碳酸氫鹽轉變成溶解度較加酸處理是用酸將水中碳酸氫鹽轉變成溶解度較大的大的CaSO4，使水

35、中碳酸鹽硬度低于極限碳酸鹽，使水中碳酸鹽硬度低于極限碳酸鹽硬度，反應為：硬度，反應為： Ca(HCO3)2+H2SO4 CaSO4+2CO2+2H2O 加酸處理一般選用硫酸，不用鹽酸，因為加酸處理一般選用硫酸，不用鹽酸，因為Cl-會促會促進銅管的腐蝕。進銅管的腐蝕。 加酸處理一般采取控制循環(huán)水的加酸處理一般采取控制循環(huán)水的pH值在值在7.47.8之間。之間。34加阻垢劑加阻垢劑 冷卻水中添加少量的某些化學藥品，就可起到阻冷卻水中添加少量的某些化學藥品，就可起到阻止水垢形成的作用，這類化學藥品稱為阻垢劑。止水垢形成的作用，這類化學藥品稱為阻垢劑。常用的阻垢劑有聚磷酸鹽、有機磷酸鹽和聚合電常用的阻

36、垢劑有聚磷酸鹽、有機磷酸鹽和聚合電解質等。解質等。(1)聚磷酸鹽聚磷酸鹽 常用的聚磷酸鹽是三聚磷酸鈉常用的聚磷酸鹽是三聚磷酸鈉(Na5P3O10)和六偏和六偏磷酸鈉磷酸鈉(NaPO3)6。阻垢機理有兩點：。阻垢機理有兩點： 一是起分散作用，防止一是起分散作用，防止CaSO3晶粒的析出。晶粒的析出。 二是配位螯合作用，聚磷酸鹽與二是配位螯合作用，聚磷酸鹽與Ca2+、Mg2+等易結垢等易結垢的離子形成配位離子或聚合離子，這樣磷酸鈣以過飽的離子形成配位離子或聚合離子，這樣磷酸鈣以過飽和狀態(tài)穩(wěn)定存在于水中，從而提高了冷卻水的極限碳和狀態(tài)穩(wěn)定存在于水中，從而提高了冷卻水的極限碳酸鹽硬度，達到防止結垢的作

37、用。酸鹽硬度，達到防止結垢的作用。35(2)有機磷酸鹽有機磷酸鹽 有機磷酸鹽分為兩類：一類是含氮的，如氨基三甲有機磷酸鹽分為兩類：一類是含氮的，如氨基三甲叉磷酸叉磷酸(ATMP)和乙二胺四甲叉磷酸和乙二胺四甲叉磷酸(EDTMP)，另，另一類是不含氮的，如羥基乙一類是不含氮的，如羥基乙1.1亞乙基二磷酸亞乙基二磷酸(HEDP)。 含氮磷酸鹽的結構中有氮原子，當采用氯氣等氧化含氮磷酸鹽的結構中有氮原子，當采用氯氣等氧化性殺菌劑時，其抑制水垢的效果會逐漸降低，而不性殺菌劑時，其抑制水垢的效果會逐漸降低，而不含氮磷酸鹽抗氧化性較好。含氮磷酸鹽抗氧化性較好。(3)聚合電解質聚合電解質 聚合電解質按其在水

38、中電離后的特性基團的性質，聚合電解質按其在水中電離后的特性基團的性質，可分為陽離子型、陰離子型和非離子型三種。可分為陽離子型、陰離子型和非離子型三種。 冷卻水處理中，常采用陰離子型，其中應用最多的冷卻水處理中，常采用陰離子型，其中應用最多的是聚羧酸類中的聚丙烯酸、聚馬來酸和聚甲基丙烯是聚羧酸類中的聚丙烯酸、聚馬來酸和聚甲基丙烯酸等。酸等。 聚合電解質在冷卻水中能使聚合電解質在冷卻水中能使CaCO3小晶粒穩(wěn)定在分小晶粒穩(wěn)定在分散狀態(tài)下，阻止了碳酸鈣垢的形成。散狀態(tài)下，阻止了碳酸鈣垢的形成。36（3）零排污）零排污 零排污法是不進行冷卻水排污，而是將部分冷卻零排污法是不進行冷卻水排污，而是將部分冷

39、卻水除鹽以降低冷卻水含鹽量。水除鹽以降低冷卻水含鹽量。凝汽器凝汽器沉淀軟化沉淀軟化過濾過濾除鹽除鹽 從凝汽器流出的冷卻水中，一部分（從凝汽器流出的冷卻水中，一部分（1%5%）經）經沉淀軟化、過濾，再用電滲析或反滲透進行除鹽，沉淀軟化、過濾，再用電滲析或反滲透進行除鹽，然后再送回冷卻塔。然后再送回冷卻塔。 零排污處理冷卻水成本高，所需補充水量小，適用零排污處理冷卻水成本高，所需補充水量小，適用于水源不足地區(qū)。于水源不足地區(qū)。37第第6章章 冷卻水處理冷卻水處理 1 1 冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng) 2 2 冷卻水通道內有機物的形成及防止冷卻水通道內有機物的形成及防止 3 3 凝汽器銅管的腐蝕與防止凝汽器

40、銅管的腐蝕與防止 4 4 凝汽器銅管內結垢及防止凝汽器銅管內結垢及防止 5 5 凝汽器銅管內部清洗凝汽器銅管內部清洗38 冷卻水經過處理，可以減輕凝汽器銅管內冷卻水經過處理，可以減輕凝汽器銅管內部附著物的生成，但不能保證附著物完全部附著物的生成，但不能保證附著物完全清除，所以有時還要進行清洗。清除，所以有時還要進行清洗。 常用方法有兩種：膠球清洗和化學清洗。常用方法有兩種：膠球清洗和化學清洗。39（1） 膠球清洗膠球清洗 該法是在運行中，將特制的海綿膠球通過凝汽器該法是在運行中，將特制的海綿膠球通過凝汽器銅管，進行自動沖刷清洗。銅管，進行自動沖刷清洗。 海綿膠球具有多孔、能壓縮等特性，球的直徑

41、應海綿膠球具有多孔、能壓縮等特性，球的直徑應比銅管的內徑大比銅管的內徑大1mm，在水流帶動下，膠球和銅，在水流帶動下，膠球和銅管發(fā)生摩擦，能將管壁上附著物擦去。管發(fā)生摩擦，能將管壁上附著物擦去。銅管銅管海綿球海綿球海綿球海綿球海綿球海綿球回收網回收網水泵水泵加球室加球室凝汽器凝汽器40（1） 膠球清洗膠球清洗 一般每根管子在每次清洗中平均用一般每根管子在每次清洗中平均用35個膠球。個膠球。 膠球清洗次數應按具體情況而定，一般每星期清膠球清洗次數應按具體情況而定，一般每星期清洗洗12次。清洗次數不宜過多，以免清洗過度破次。清洗次數不宜過多，以免清洗過度破壞銅管保護膜。壞銅管保護膜。 膠球清洗配合運行中銅管膠球清洗配合運行中銅管FeSO4鍍膜，可使膜均鍍膜，可使膜均勻、平整，防腐蝕效果更好。勻、平整，防腐蝕效果更好。41（2） 化