周新樂(lè)

　　(華電內(nèi)蒙古能源有限公司包頭發(fā)電分公司 ，包頭 014013 )

　　摘要：某火力發(fā)電廠2×600MW機(jī)組，利用中壓缸排汽抽汽供熱，熱網(wǎng)加熱器為管殼式，熱網(wǎng)疏水回除氧器。因熱泵系統(tǒng)投產(chǎn)運(yùn)行，C、D熱網(wǎng)加熱器長(zhǎng)期只投水側(cè)備用。近幾年C、D熱網(wǎng)加熱器頻繁發(fā)生泄漏，熱網(wǎng)疏水指標(biāo)超標(biāo)，直接污染給水水質(zhì)，進(jìn)而影響爐水水質(zhì)，造成鍋爐連續(xù)排污，直接影響了機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。針對(duì)該問(wèn)題，本文充分分析了熱網(wǎng)加熱器泄漏原因，并制定了有效的防范措施。

　　關(guān)鍵詞：腐蝕;內(nèi)漏;熱網(wǎng)加熱器

　　引言

　　熱網(wǎng)加熱器是熱網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，是熱電廠的主要輔助設(shè)備之一，其主要功能是利用汽輪機(jī)的抽汽來(lái)加熱熱水供應(yīng)系統(tǒng)中的循環(huán)水以滿足供熱用戶要求。該廠換熱器的換熱管采用波節(jié)管。波節(jié)管是高效傳熱元件，由它制成的換熱器，在流體流速不高、流體阻力不大的情況下改變流體的流動(dòng)狀態(tài)形成強(qiáng)烈的湍流，大大提高了管內(nèi)外放熱系數(shù);尤其在汽水換熱時(shí)，冷凝水沿槽溝流下從而降低了換熱管外側(cè)水膜的厚度，這同樣提高了管內(nèi)外放熱系數(shù)。使得換熱器的總傳熱系數(shù)大大提高。但是由于采用波節(jié)管，改變了流體的流動(dòng)狀態(tài)，換熱管束會(huì)產(chǎn)生低頻顫動(dòng)，造成熱網(wǎng)加熱器管束與支撐板結(jié)合處摩擦產(chǎn)生含鐵粉末，進(jìn)而導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕。另外熱網(wǎng)水中氯離子含量偏高會(huì)加速熱網(wǎng)加熱器不銹鋼管腐蝕。

　　加熱器技術(shù)參數(shù)

　　加熱器為臥式波節(jié)管換熱器，管束材質(zhì)為304不銹鋼，換熱總面積：1000(㎡)，熱網(wǎng)加熱器設(shè)兩個(gè)進(jìn)汽口，內(nèi)設(shè)蒸汽區(qū)(緩沖區(qū))，配有疏水罐，疏水溫度≤120℃。傳熱系數(shù) K≥2700 W/m2.℃。設(shè)計(jì)熱網(wǎng)水入口溫度70℃，出口溫度130℃，熱網(wǎng)水流量1755t/h，壓力1.6MPa。設(shè)計(jì)汽側(cè)進(jìn)汽壓力0.9MPa(a)，溫度 338.2℃，壓力變化范圍0.80-1.0MPa，最高溫度380℃，蒸汽量167.6t/h。進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器熱網(wǎng)水水質(zhì)：Cl離子2.5mg/L，硬度：9μmol/L。

　　加熱器運(yùn)行情況

　　2016年該公司完成#2機(jī)組余熱利用改造，增加供熱能力約300萬(wàn)㎡。改造后熱網(wǎng)回水先進(jìn)入熱泵機(jī)組進(jìn)行換熱，原熱網(wǎng)加熱器作為尖峰加熱器間斷投入使用。2016年-2021年期間，尖寒天氣時(shí)投入熱泵和AB加熱器就可滿足供熱溫度需求，C、D加熱器無(wú)需投入，為了保證供熱流量，C、D加熱器只投水側(cè)。

　　

　　原因分析

　　4.1直接原因

　　為查找管束泄漏真正原因，隨機(jī)抽出管束一根并充壓縮空氣試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)管束與支撐板配合部分全部存在泄漏，共計(jì)13處。分析為管束與支撐板接觸部位腐蝕，這屬于電化學(xué)腐蝕。不銹鋼是靠其表面形成的一層極薄而堅(jiān)固細(xì)密的穩(wěn)定的富鉻氧化膜(防護(hù)膜)，防止氧原子的繼續(xù)滲入、繼續(xù)氧化，而獲得抗銹蝕的能力。當(dāng)鐵質(zhì)支撐板接觸氧化發(fā)生腐蝕，產(chǎn)生大量氧化鐵粉末，加之換熱管束會(huì)產(chǎn)生低頻顫動(dòng)摩擦，在304不銹鋼管束與支撐板接觸部位的間隙部位，不銹鋼管束表面就會(huì)含有鐵金屬元素的粉塵顆粒附著物。在潮濕空氣中，附著物與不銹鋼間的冷凝水，將二者連成一個(gè)微電池，引發(fā)了電化學(xué)反應(yīng)，不銹鋼表面保護(hù)膜受到破壞[1]。空氣或液體中氧原子就會(huì)不斷滲入或鐵原子不斷地析離出來(lái)，不銹鋼也就受到不斷銹蝕。熱網(wǎng)加熱器停用狀態(tài)下的氧腐蝕與運(yùn)行下的氧腐蝕相同，也屬于電化學(xué)腐蝕，腐蝕損傷呈潰瘍狀，但比運(yùn)行的熱網(wǎng)加熱器嚴(yán)重，它在短時(shí)期內(nèi)使金屬表面發(fā)生大面積損傷，腐蝕產(chǎn)物三氧化二鐵[3]。

　　4.2 間接原因

　　熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行中，熱網(wǎng)水CL離子含量在100mg/L左右，《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求供熱系統(tǒng)有不銹鋼設(shè)備時(shí)氯離子含量≯25mg/L，CL離子含量達(dá)到了對(duì)不銹鋼的高腐蝕級(jí)別[2]。CL離子長(zhǎng)期超標(biāo)，由于氯離子半徑小，穿透能力強(qiáng)，故它最容易穿透氧化膜內(nèi)極小的孔隙，到達(dá)金屬表面，并與金屬相互作用形成了可溶性化合物，使氧化膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[2]，金屬產(chǎn)生腐蝕造成換熱管束內(nèi)壁腐蝕泄漏。同時(shí)熱網(wǎng)水泄漏至汽側(cè)后，造成換熱管外壁CL離子超標(biāo)，換熱管束腐蝕進(jìn)一步加劇。

　　防范措施

　　5.1將熱網(wǎng)加熱器汽側(cè)、水側(cè)隔離閥門徹底維護(hù)，保證隔離閥嚴(yán)密性。

　　5.2熱網(wǎng)系統(tǒng)停運(yùn)后，保持熱網(wǎng)水持續(xù)循環(huán)，將汽側(cè)疏水放盡，向熱網(wǎng)加熱器汽側(cè)通入連續(xù)干燥壓縮空氣，利用熱網(wǎng)水余熱烘干汽側(cè)，然后通入氮?dú)夥忾]保養(yǎng)。

　　5.3嚴(yán)格控制熱網(wǎng)水水質(zhì)，在可以控制熱網(wǎng)水CL離子合格的情況下，水側(cè)采取帶壓濕保養(yǎng)方式。該保養(yǎng)方式必須保證熱網(wǎng)加熱器無(wú)泄漏。

　　5.4或者在熱網(wǎng)水停運(yùn)后，將熱網(wǎng)加熱器水側(cè)隔離放水，然后用風(fēng)機(jī)將熱網(wǎng)加熱器吹干保護(hù)，水室內(nèi)放入干燥機(jī)，然后封閉保養(yǎng)。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　熱網(wǎng)加熱器是熱網(wǎng)系統(tǒng)重要的換熱設(shè)備，熱網(wǎng)加熱器泄漏嚴(yán)重影響供熱安全和發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。行業(yè)內(nèi)熱網(wǎng)加熱器泄漏情況時(shí)有發(fā)生，是一個(gè)普遍現(xiàn)象。一方面是對(duì)熱網(wǎng)加熱器保養(yǎng)工作不夠重視，另一方面是熱網(wǎng)加熱器經(jīng)常是大半年停運(yùn)，容易被忽視，長(zhǎng)期停運(yùn)會(huì)不可避免產(chǎn)生氧化腐蝕。再就是熱網(wǎng)加熱器長(zhǎng)期水側(cè)通水而汽側(cè)不投運(yùn)又無(wú)養(yǎng)護(hù)的情況下，在換熱管束與支撐板接觸部位極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在如何防止熱網(wǎng)加熱器電化學(xué)腐蝕工作方面有待于進(jìn)一步探討和研究。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]曾迅. 電化學(xué)腐蝕工藝及原理研究[J]. 中國(guó)科技博覽, 2013(32):1.

　　[2]劉麗梅, 胡振廣. 熱網(wǎng)加熱器腐蝕原因分析及對(duì)策[J]. 區(qū)域供熱, 2010(2):4.

　　[3]徐敏. 熱網(wǎng)加熱器停(備)用預(yù)防銹蝕的研究[J]. 科協(xié)論壇：下半月, 2012(11):2.

　　[作者簡(jiǎn)介] 周新樂(lè)(1983)，男，內(nèi)蒙人，學(xué)士，工程師，從事汽輪機(jī)、供熱系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)管理和能耗管理提升工作。

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