郝树宏，郭锦龙，王 斌

（1.山西电力科学研究院，山西 太原 030001；2.山西大唐国际临汾热电有限责任公司，山西 临汾 041000）

空冷机组辅机冷却水的腐蚀问题

郝树宏1，郭锦龙1，王 斌2

（1.山西电力科学研究院，山西 太原 030001；2.山西大唐国际临汾热电有限责任公司，山西 临汾 041000）

空冷机组辅机循环冷却水系统碳钢材质腐蚀较严重，长期运行存在较大的安全隐患。运行浓缩倍率低，循环水pH低、系统污泥沉积严重、未按标准要求进行循环水缓蚀阻垢模拟试验是腐蚀的主要原因。通过进行模拟试验，确定系统腐蚀情况，进行必要的系统改造，才能保证安全运行。

空冷机组；辅机；循环冷却水；腐蚀

0 引言

空冷机组节水效益显著，在北方缺水地区得到了广泛应用。但冷油器、氢气冷却器等一些较小的换热器仍需要用循环水冷却，因此，空冷机组设计了辅机循环冷却水系统。与湿冷机组循环冷却水相比该系统较小，没有引起足够重视，经过多年运行，大部分电厂辅机冷却水系统的碳钢管道出现了严重的腐蚀问题，个别电厂产生了结垢现象，长期运行存在较大的安全隐患。

1 空冷机组辅机冷却水典型设计参数

空冷机组辅机循环冷却水系统一般采用敞开式循环冷却水系统，循环水在冷却器换热后经机械通风冷却塔冷却，加阻垢缓蚀剂处理以减缓系统腐蚀结垢，补充水根据具体条件选用地表水、地下水或深度处理后的中水。由于辅机循环冷却水系统循环水量较小，全厂除灰、上煤、脱硫等系统需要的废水量较大，而全厂的主要废水来源是辅机循环水系统的排污水。如果辅机循环冷却水系统浓缩倍率较高，除灰、上煤、脱硫等系统需水量不能满足，经全厂水量平衡计算辅机循环水的浓缩倍率维持在1.4倍左右时，其浓缩后的水量可以满足全厂水平衡的要求。

表1 2×600MW亚临界直接空冷机组辅机循环冷却水典型设计参数

2 辅机冷却水系统腐蚀原因

空冷机组腐蚀主要体现在换热器碳钢管板和封头、系统碳钢管道产生严重锈蚀，见图1、图2，腐蚀原因主要有运行浓缩倍率低，循环水pH低、系统污泥沉积严重、未按标准要求进行循环水缓蚀阻垢模拟试验等方面。

图1 换热器管板腐蚀情况

图2 循环水管道腐蚀情况

2.1 辅机冷却水运行浓缩倍率低

空冷机组辅机冷却水设计浓缩倍率一般为1.4倍左右，加之系统水量较小，补水和排污都造成浓缩倍率大幅度波动，运行中常在1.4倍以下，浓缩较少，水质与补充水接近。由于浓缩倍率非常低，导致循环水pH值较低，常在8.0左右，而碳钢在低pH值含氧水中腐蚀非常快，pH值从8.0提高到8.5以上，碳钢的腐蚀将明显减缓。采用深度处理后的中水为补充水的辅机冷却水系统，由于补充水碱度很小，循环水对碳钢的腐蚀更为严重，实验室旋转挂片腐蚀实验结果显示，其腐蚀速率远大于《工业循环冷却水处理设计规范》 （GB50050—1995） 标准小于0.125mm/a的要求，见表2。较低的pH值也加速了换热器铜合金管的腐蚀。由于辅机冷却排污水是除灰、上煤、脱硫等系统用水的主要来源，实际运行中提高浓缩倍率需要对系统进行改造。

表2 深度处理后的中水为补充水的辅机冷却水系统碳钢腐蚀情况

2.2 辅机冷却水系统污泥沉积严重

空冷机组辅机冷却水一般设计2台机共用1套循环冷却系统，电厂2台机组同时停机检修的情况很少，即使同时停机，一般时间很短，辅机冷却水系统没有时间进行放水清理，因此从开始建成投入运行，该系统一直处于运行状态，冷却塔底部和系统内部存在大量杂物和淤泥得不到清理，随运行时间增加，越积越多，见图3、图4，不仅造成了换热器的严重污堵和冷却效果的降低，也加速了系统碳钢材质的腐蚀。管内附着大量污泥，垢下腐蚀严重，有些细菌在代谢过程中生成的分泌物还会直接腐蚀金属，有些细菌的氧化物，可使局部区域的pH值降低，加速碳钢的腐蚀[1]。特别是铁细菌的生长，使碳钢腐蚀更为严重。铁细菌是好氧菌，有以下特点：在含铁的水中生长；通常被包裹在铁的化合物中；生成体积很大的红棕色的粘性沉积物。铁细菌可使水溶性亚铁盐成为难溶于水的三氧化二铁的水合物，附着于管道和容器内部表面，铁细菌的锈瘤遮盖了金属的表面，使冷却水中的缓蚀剂难与金属表面作用生成保护膜，铁细菌还从金属表面的腐蚀区除去亚铁离子（腐蚀产物）从而使钢的腐蚀速率增加[2]。

图3 换热器管污堵情况

图4 循环水滤网污堵情况

2.3 辅机冷却水未按标准进行相关模拟试验

按照《火力发电厂循环冷却水用阻垢缓蚀剂》（DL/T 806—2002） 要求，火力发电厂循环冷却水用含有机膦复配型阻垢缓蚀剂在应用前应结合水质做性能模拟试验，所用药品应按标准进行验收，合格后方可使用。通过腐蚀、阻垢模拟试验，可以确定水质的腐蚀结垢性能和阻垢缓蚀剂药品与水质的匹配性，优选最佳药品，确定最佳加药量和运行控制指标。因此，腐蚀阻垢模拟试验是循环冷却水投入运行前必须进行的工作，不进行该项试验，就没有可靠的运行控制指标，安全经济运行都无从谈起。湿冷机组循环冷却水系统大，运行成本高，安全经济运行受到普遍关注，绝大部分电厂都进行了详细的腐蚀阻垢模拟试验，保证了系统的稳定运行。

空冷机组辅机循环冷却水系统较小，运行要求浓缩倍率低，大部分电厂忽视了腐蚀阻垢模拟试验必要性，没有通过试验确定该系统的腐蚀、结垢特性，没有优选合适的药品和运行控制指标，没有对其存在的腐蚀结垢危险进行有效防范和治理；有的电厂运行控制非常随意，浓缩倍率大起大落，加药没有稳定控制，系统污泥杂物遍布，导致系统碳钢腐蚀严重；有的电厂出现了结垢现象。

3 结论和建议

空冷机组辅机循环冷却水系统碳钢材质腐蚀严重，原因主要有运行浓缩倍率低，循环水pH低、系统污泥沉积严重、未按标准要求进行循环水缓蚀阻垢模拟试验等。通过缓蚀阻垢模拟试验，确定系统的腐蚀性能，优选药品和控制指标，选择合适的补充水；进行必要的系统改造，清除淤泥杂物，确保辅机循环冷却水系统安全经济运行。

［1］ 西安热工院.热工技术手册［M］.北京：中国电力出版社，1993:414.

［2］ 高秀山.火电厂循环冷却水处理［M］.北京：中国电力出版社，2002:136.

Corrosion of Circulating Cooling Water System in Air Cooling Auxiliary Units

HAO Shu-hong1，GUO Jin-long1，WANG Bin2
（1.Shanxi Electric Power Research Institute，Taiyuan，Shanxi 030001，China；2.Shanxi Datang International Linfen Thermal Power Co.，Ltd.，Linfen，Shanxi 041000，China）

The carbon steel corrosion of auxiliary circulating cooling water system is serious in air cooling units so that there is hidden danger during the operation.Themain reasons of corrosion include lower concentration ratio，lower pH in circulating water，mass of sludge and not carrying out simulation of scale and corrosion inhibition experiment as required.The system corrosion can be estimated through simulation experiment，and after essential system reformation,the auxiliary circulating cooling water system can run safely.

air cooling unit；auxiliary；circulating cooling water；corrosion

TM621.8

A

1671-0320（2012）04-0039-03

2012-02-28，

2012-06-06

郝树宏（1974-），男，山西代县人，1997年毕业于太原理工大学应用化学专业，高级工程师，从事电厂化学研究工作；

郭锦龙（1965-），男，山西平遥人，1987年毕业于武汉水利电力学院电厂化学专业，高级工程师，从事电厂化学研究工作；

王 斌（1973-），男，甘肃白银人，1997年毕业于北京电力高等专科学校化学环保专业，高级工程师，主要研究方向为火电厂化学和环保技术。