刘海玲，彭杰民，尹志君

（1.中电神头发电有限责任公司，山西 朔州 036011；2.山西中煤平朔能源化工公司，山西 朔州 036000）

辅机循环水加药系统的腐蚀与防止措施

刘海玲1，彭杰民1，尹志君2

（1.中电神头发电有限责任公司，山西 朔州 036011；2.山西中煤平朔能源化工公司，山西 朔州 036000）

辅机循环水加药系统在药剂厂家未综合评估现场要求的前提下，药剂中含有大量不锈钢材质较敏感的腐蚀性氯离子，同时受安装质量影响，运行仅47 d就造成系统严重腐蚀完全瘫痪。针对这一现状，提出全面评估现场要求、合理选材、严格把控设备加工和安装质量等几方面防止方法，保障循环冷却水系统安全稳定运行。

腐蚀；氯离子；水稳剂；阻垢缓蚀剂

目前，火力发电厂中，辅机循环水系统普遍采用敞开式，由于水的温度变化及不断蒸发、浓缩，水中腐蚀性离子联合作用容易引起循环水系统设备的腐蚀、泄漏，故关注的焦点集中在水系统的设计、安装、运行、检修等环节，而对在线加药系统相对关注不足，经常会出现一些问题，造成加药系统使用寿命降低，甚至全面瘫痪。

1 辅机循环水加药装置与系统

某发电厂2×600 MW超临界间接空冷机组根据水源条件，空冷汽轮机的辅机采用循环供水系统，冷却设备为机力通风冷却塔。冷却水循环系统材质有不锈钢、铜和碳钢3种。冷却水系统设计采用加药泵连续加药方式。2台机组设1套组合式加药装置，装置包括2台溶液箱、2台加药计量泵（1用1备） 及相应的电气、控制设备。加药装置参数如下。

带电动搅拌溶液箱参数。

型 式：立式，

材 质：S30408，

数 量：2台，

壁 厚：≥6 mm，

单台容积：1 m3，

搅拌器：轴和叶轮的材质为S30408，

外 径：φ1 212 mm，

搅拌器数量：2台，

直段高度：800 mm。

计量泵参数。

型 式：液压隔膜泵，

型 号：RA040系列，

重新更换下摆臂、减振器和右边轮胎轴承后试车，异响故障明显减轻，但是在来回打方向时，还是有不同程度的异响。根据故障现象和特性，判断异响来自变速器差速器。抬下变速器，更换差速器，装车路试，该车异响的故障被彻底排除。

数 量：2台，

材 质：不锈钢，

体积流量：40 m3/h，

最大压力：1.6 MPa，

电机功率：0.25 kW，

冲 程：157 r/min，

口 径：DN15，

2 加药系统腐蚀情况

1、2号机组分别于2013年6月18日和9月21日通过168 h试运行，为便于操作并克服控制系统先天不完善，从2013年6月10日调试开始至2015年4月23日，辅机循环水系统加药方式持续采用每日上午9时一次性人工倒入辅机循环水泵房前池的方式，加药量为4桶/24 h（规格：25 kg/桶），药剂厂家为A济南某公司。期间辅机循环水冷却系统运行情况较稳定，加药系统未投用，不存在任何腐蚀渗漏等现象，但因集中加药，水循环系统排污量较大，药剂浓度维持不稳定。

2015年4月份B湖北某公司通过竞标方式中标，从4月23日至今，辅机循环水系统阻垢缓蚀剂一直加入此厂家ZC-504阻垢缓蚀剂，具体过程如下。

a)2015年 4月 23日—2015年 5月 20日，由于生产现场急需药品，经批准B公司先招标购买，后期补充动态模拟试验报告及加药方案。加药方式为每日上午9时一次性人工倒入循环水前池4桶（规格：25 kg/桶），水质试验执行原厂家（济南） 标准。

b)2015年5月21日—2015年7月6日，根据2015年5月16日B公司完成的《循环冷却水系统正常运行加药方案》及《循环冷却水实验报告》中相关要求，加药方式调整为加药系统24 h连续计量泵调频加入，加药量控制在4桶/24 h（规格：25 kg/桶），水质试验执行现厂家（B公司）标准。现场采用2号计量箱盛装药剂原液，通过1、2号计量泵连续调频在线加药。由于加药泵、加药管道及2号计量箱等多处出现腐蚀、渗漏及穿孔现象，于2015年7月6日计量箱临时木楔堵漏，药液全部排放，并将加药系统全部隔离退出运行，加药方式恢复为原每日上午9时一次性人工桶加方式至今。

3 加药系统腐蚀原因分析

3.1 安装质量影响

现场观察2号计量箱底部、安全阀联通管腐蚀穿孔部位均为焊口附近；1号计量泵出入口腐蚀渗漏部位为连接件；计量泵出入口管道腐蚀穿孔部位为连接件兼焊口附近。安装期间焊接工艺、组装连接应力、坚固程度直接影响系统抗腐蚀性能。

焊缝金属和焊接过程中产生的热影响区由于熔化过程而导致焊缝切面上金属成分和显微结构的微小差别，引起这些不同区域之间电化学电位的不同，带来了惰性最小的元素的优先溶解作用，也就是常说的电池作用腐蚀。故焊缝及其附近会优先发生腐蚀[1]。加药系统管道焊口从外观比对，焊接工艺稍差，所以发生优先腐蚀可能性更高。

3.2 药品成分影响

B公司根据《工业循环冷却水处理设计规范》GB 50050—2007及《冷却水动态模拟试验方法》HG/T 2160—2008，模拟生产现场的流速、流态、水质，金属材质（A3、铜、不锈钢），换热强度冷却水进出口温度等主要参数，对ZC-504阻垢缓蚀剂进行动态实验并评定药剂阻垢和缓蚀性能，效果较理想。由于药剂出厂验收执行《火力发电厂循环水用户阻垢缓蚀剂》DL/T 806—2013中B类标准，无明确氯离子含量要求，故厂家未出具药剂氯离子含量实验报告，同时未对原已建加药系统进行评估。针对计量泵在线连续加药后造成的腐蚀现状，化学部于2016年7月19日对ZC-504阻垢缓蚀剂（原液）进行测定，见表1。

表1中第1—7项执行标准及化验方法参照DL/T 806—2013中B类标准。第8项化验方法参照GB6905.1—1986《锅炉用水和冷却水分析方法二氧化物的测定》，无明确执行标准。

表1 ZC-504阻垢缓蚀剂(原液)成分检测

根据GB 50050—2007[2]中3.1.8“间冷开式系统循环冷却水水质指标”规定，指标见表2。

由表1可见，实际药剂原液显强酸性，且Cl-含量远大于表2中“不锈钢设备”Cl-许用值（≤700 mg/L），大大增加了加药系统溶液箱（S30408）、计量泵 （不锈钢） 及加药管道（TP304）的氯离子应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀等风险，且风险程度随介质温度升高而增大。水循环系统由于药品投加量浓度较小（35 mg/L），氯离子腐蚀风险很小，腐蚀速率都在设计规范控制范围内。（GB50050—2007中3.1.6的6规定：碳钢设备传热面水侧腐蚀速率小于0.075 mm/a，铜合金和不锈钢腐设备传热面水侧腐蚀速率小于0.005 mm/a）。

表2 间冷开式系统循环冷却水水质指标

在药剂厂家未评估前期已建加药系统工程现状的前提下，系统由于安装质量及药剂成分等多方面影响，优先在焊接的热损伤区及连接件应力区产生不同程度的点蚀及孔蚀，由于运行时间仅47 d后及时排出药液退出运行，虽敲击计量箱体及管道等部位，未明显失去金属声音 (典型氯离子腐蚀不锈钢特征)，但加药系统已完全瘫痪，必须全部更换，造成直接和间接经济损失近15万元。

4 加药系统腐蚀防止方法

4.1 合理选材

有机磷酸盐系列缓蚀阻垢剂具有化学稳定性好、不易水解、加药量低等优点，目前市场上应用比较广泛。此类药剂在生产过程中会产生一定量的盐酸副产品，造成氯离子含量增加，这就要求在选材上优先考虑钢材内壁衬胶、衬塑，使用聚氯乙烯PVC（polyvinyl chloride）、硬聚氯乙烯U-PVC（unplasticized polyvinyl chloride）、无规共聚聚丙烯PPR（polypropylene random） 等系列材质，有条件可以考虑选用耐氯化物性能较好的铁素体不锈钢和双相不锈钢、钛材。就奥氏体不锈钢而言，增加镍含量，加入较多的硅，降低P、N含量，有利于提高设备的耐氯化物应力腐蚀破裂性能[2]。计量泵采用液压隔膜泵，泵头材质可选用PVC或聚四氟乙烯，避免高浓度氯离子介质与不锈钢材质直接接触产生腐蚀。

4.2 严格把控设备加工和安装质量

不锈钢在含有氧的氯离子腐蚀介质环境产生应力腐蚀失效所占的比例高达45%左右。各种应力中，以残余应力所占比重最大。设备在经过各种加工过程中，如冷却、热加工、锻造、焊接时均会产生残余应力，焊接不当时可以产生的残余应力会达到材料的屈服强度[2]。因此，设备在加工、安装、连接和装配时，应尽量减少应力集中，并使其与介质接触部分具有最小的残余应力，防止磕碰划伤，达到控制应力腐蚀的效果；同时，严格遵守焊接工艺规范，将焊接过程中热影响区导致的优先腐蚀可能性降至最低。

4.3 综合评估现场要求

造成加药系统严重腐蚀的一个不可忽略的原因是药剂厂家未对现场要求进行全面评估，仅对水循环系统进行过动态模拟试验，药剂招标与基建期加药设备工程脱节，导致基建期加药系统所选用材质严重不适于ZC-504有机磷酸盐阻垢缓蚀剂。所以，综合评估现场设备情况及生产要求，明晰设备特定的服役环境至关重要。

辅机循环加药系统应做到全面评估现场要求、合理选材、严格把控设备加工和安装质量，全部更换加药系统设备，保障循环冷却水系统安全稳定运行。

[1] 赖春晓.焊缝腐蚀的原因和解决方法 [J].全面腐蚀控制,2004(12)：10-12.

[2] 曹新生.不锈钢应力腐蚀破裂成因的分析 [J].内蒙古科技与经济，2002(12)：212-213.

Circulating water system of auxiliary equipment for corrosion and prevention

LIU Hailing1,PENG Jiemin1,YIN Zhijun2
（1.CPI Shentou Power Generation Co.,Ltd.,Shuozhou,Shanxi036011,China;2.Shanxi China Coal Pingshuo Energy and Chemical Co.,Ltd.,Shuozhou,Shanxi036000,China）

The circulatingwater chemical feedingsystemofan auxiliaryunit was added intolarge amount ofcorrosive chloride ions to which steels are quite sensitive,meanwhile,the installation of the unit is not proper so that after running only for 47 days,the system was malfunctioned due to serious corrosion.In response to this situation,countermeasures and suggestions are put forward,including comprehensive site assessing,reasonable material selection,strict control on equipment fabrication and installation etc.so as to ensure the safe and stable operation ofcirculatingwater coolingsystem.

corrosion;chlorine ion;water stabilizer;scale and corrosion inhibitor

TM621.8

A

1671-0320（2017）06-0059-03

2017-02-16，

2017-10-19

刘海玲（1973），女，山西朔州人，1995年毕业于太原理工大学化工工程专业，高级工程师，从事发电设备防腐防垢及水处理技术工作；

彭杰民（1961），男，山西忻州人，1982年毕业于大同电力学校热能动力专业，工程师，从事发电设备防腐防垢及水处理技术工作；

尹志君（1971），男，山西朔州人，2014年毕业于中央广播电视大学行政管理专业，助理工程师，朔州市安监局客座专家，从事化工防腐及水处理技术工作。