采用给水加氧抑制高加流动加速腐蚀.doc

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1、采用给水加氧抑制高加流动加速腐蚀作者:佚名  发布日期:2008-1-917:50:39  (阅164次)关键词: 腐蚀 高加 给水加氧伊敏电厂现役#1、#2机组均为两台俄供K-500-240-4型汽轮机组,分别于98年11月和99年9月投入运行。#2机组经运行10个月后#8高压加热器盘香管就发生爆管漏泄,随后#6、#7、#8高加相继多次爆管漏泄。通过对泄漏的盘香管检查和分析,认为泄漏的主要原因是流动加速腐蚀(FAC)。通过研究与论证,从局部更换材料和采用给水加氧处理两方面着手,成功地抑制了FAC。关键词:高加 

2、流动加速腐蚀 全挥发处理 加氧处理1 高加结构特点伊敏电厂高加为立式焊接结构,由俄罗斯红色锅炉厂制造,#6、#7、#8高加的型号分别为пв1800-37-2.0、пв1800-37-4.5、пв1800-37-6.5,其技术特性见下表:加热器基本部件由壳体和管系统组成,壳体法兰采用帽式螺栓和全通螺母。管材和壳体均为普通碳钢。这种盘香管式加热器在国内非常少见。2 高加漏泄的经济损失与原因分析如果高加因漏泄退出运行,机组的发电能力和效率都将降低。夏季将降低出力约50MW,冬季约30MW。按照实际每日的发电情况计算,机

3、组每天带额定负荷为5~7小时,影响发电量夏季为250~350MW,冬季为150~210MW。另外,机组每退出一台高加运行每度电将多燃煤0.5g,按400MW负荷计算,每一次漏泄需3天处理时间计算,将多燃标准煤14.4吨。因此,除了少发电外,经济损失也较大。#2机组在投产10个月后,高压加热器换热盘管的进水口附近就发生了严重的腐蚀减薄泄漏,致使高压加热器不能正常投用,从而影响了机组的热效率及出力。高加的腐蚀泄漏问题,一直是我厂的老大难问题。为此我厂在机组停运时对高加进行了全面的检查,以便找出漏泄原因。检查发现高加发

4、生泄漏的部位集中在凝结水冷却区14排和蒸汽凝结区下部36排盘香管接供水联箱的部位见图1左侧,并且通过对#2机组三台高加盘香管全面测厚检查以及割管检查,发现此区域的弯管从联箱焊口到其后约150mm的长度内均存在腐蚀减薄,管壁内侧有腐蚀麻坑,见图1右侧。图1高加损坏的部位和内表面状态根据现场实际运行参数,给水流量在1000t/H~1500t/H之间,每台高加盘香管为684盘,盘香管规格为ф32×5mm,管内额定流速为1.069m/s根据Re=Vd/ν=1.069×0.022/(1×10-6)=2.4×104>2000

5、0判断,盘香管内流动状态为紊流状态。在盘香管的弯头处,水流动条件非常恶化。由于水处于还原状态下,铁表面形成的四氧化三铁氧化膜的附着力差,在水流的冲击下会撕裂、溶解使之铁的表面不再具有保护性,即发生流动加速腐蚀(FAC)。3 拟定抑制FAC的措施为有效抑制流动加速腐蚀,可以采取两个措施,一是材料本身能形成良好的保护膜,二是环境促使材料形成良好的保护膜。为了确保机组的安全运行,经技术论证,决定同时采取以下两个措施,即:(1)对于#2机组已检查出的减薄盘香管进行更换,盘香管与联箱连接部分更换为合金钢管来提高耐流动加速腐

6、蚀性能。(2)伊敏发电厂与国电热工研究院合作于2003年10月对#2机组进行给水加氧处理试验。目的是使钢铁表面形成耐流动加速腐蚀的α-Fe2O3氧化膜。4 给水加氧处理4.1 原理目前公认发生FAC与水的处理方式关系较大。在还原性全挥发处理的条件下,钢铁的表面所形成的双层Fe3O4氧化膜,即由致密的内伸Fe3O4层和多孔、疏松的Fe3O4外延层构成。当局部水流动条件恶化时,由于疏松的Fe3O4外延层不耐水流的冲击,水作为氧化剂其氧化能力又非常弱,没有能量使Fe2氧化为Fe3并随后转化为具有保护作用的α-Fe2O3

7、氧化膜覆盖层,Fe3O4氧化膜处于活性状态。这时给水系统的局部会发生流动加速腐蚀。在氧化性工况下,由于不断地向金属表面供氧,水的氧化还原电位升高,氧化能力增强。由图2可知,氧化还原电位可提高0.3V以上。这样通过内层Fe3O4微孔扩散迁移出来的Fe2将在孔内或在氧化膜表层被就地氧化,生成Fe2O3并沉积在Fe3O4层的微孔或颗粒的空隙中,封闭了Fe3O4膜的孔口,其结果是在碳钢表面生成了致密稳定的双层保护膜,从而,大大降低了铁的腐蚀溶出。图2加氧处理对钢铁表面膜形态的影响z.2 给水加氧处理的要求采用给水加氧处理

8、,对机组的材质和水质有一定的要求。根据调查,伊敏发电厂#2机组的轴封加热器为表面式加热器,换热管为碳钢管;#1、#2低压加热器为混合式加热器,#3、#4低压加热器管为不锈钢管;#6、#7、#8高压加热器管为碳钢管。凝结水采用100精处理,其出水的氢电导率均小于0.10μS/cm,炉前给水氢电导率小于0.15μS/cm。综上所述,机组材质和给水水质等方面均符合DL/T805

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