潘仲達(dá)，裴居峰

（山西漳澤電力股份有限公司河津發(fā)電分公司，山西河津043300）

長(zhǎng)期停備用機(jī)組凝汽器銅管吸附膜脫落與修補(bǔ)

潘仲達(dá)，裴居峰

（山西漳澤電力股份有限公司河津發(fā)電分公司，山西河津043300）

針對(duì)近年來(lái)火力發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期備用停機(jī)造成凝汽器銅管吸附膜脫落腐蝕的問(wèn)題，以漳澤電力河津發(fā)電分公司系統(tǒng)分析研究為例，提出清洗預(yù)膜吸附膜的修補(bǔ)方案，并在其二號(hào)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行實(shí)施，效果良好。

凝汽器銅管；吸附膜；脫落；修補(bǔ)

0 引言

河津發(fā)電分公司2012年1月24日二號(hào)機(jī)組因缺煤停機(jī)，至2012年3月3日二號(hào)機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行。在停機(jī)后由于不能確定機(jī)組停機(jī)時(shí)間，凝汽器銅管采取的保護(hù)措施是：水側(cè)放空，并架設(shè)風(fēng)機(jī)將凝汽器水側(cè)內(nèi)的水汽吹干，待水汽吹干后風(fēng)機(jī)間歇運(yùn)行；但在3月初二號(hào)機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)循環(huán)水中銅離子含量異常升高。

1 循環(huán)水系統(tǒng)概況

河津發(fā)電分公司一期工程為日本三菱重工生產(chǎn)的2×350MW亞臨界凝汽式燃煤機(jī)組，汽機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)為濕冷塔式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，凝汽器材質(zhì)為HSn70-1A和B30（空抽區(qū)）。循環(huán)水補(bǔ)充水處理方式為地下水→弱酸床處理→與原水配水→補(bǔ)充至循環(huán)水系統(tǒng)，弱酸水與生水的配比為60%弱酸水+40%生水，循環(huán)水采用緩蝕阻垢劑+銅緩蝕劑處理。正常運(yùn)行過(guò)程中循環(huán)水濃縮倍率控制在3.0～3.5倍范圍內(nèi)，氯根控制在320～350mg/L之間，有機(jī)磷加藥控制在4.5～5.5mg/L之間，鈣硬控制在5.0～5.4mmol/L之間，銅緩蝕劑加藥維持在唑類含量2.5～3.0mg/L之間，循環(huán)水銅離子含量維持在20～50μg/L以下，十年來(lái)凝汽器銅管運(yùn)行狀況良好，未發(fā)生明顯結(jié)垢和腐蝕現(xiàn)象。

但從2012年4月9日開(kāi)始，二號(hào)機(jī)循環(huán)水銅離子急劇升高，至2012年4月16日銅離子最高升至365 ug/L，給機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重威脅?，F(xiàn)場(chǎng)采取循環(huán)水換水和加大緩蝕劑用藥量，并將循環(huán)水中唑類含量提至6.0mg/L以上，但效果不明顯，說(shuō)明二號(hào)機(jī)組凝汽器銅管內(nèi)壁局部吸附膜脫落造成銅基體發(fā)生腐蝕。

2 銅管吸附膜脫落的原因分析

河津發(fā)電分公司采用的銅緩蝕劑有效緩蝕成分是唑類，其唑類含量約20%，該類化合物與銅合金表面接觸時(shí)能形成良好的保護(hù)膜，其保護(hù)膜表現(xiàn)為沉淀膜和吸附膜的共同結(jié)果，以吸附膜為主。它之所以能起緩蝕作用是因?yàn)樵谒芤褐校坞x在水中的唑類會(huì)與銅合金表面產(chǎn)生主動(dòng)吸附，緊密的排列在金屬表面，形成單分子膜。這層膜與金屬的接觸是致密的，一端與銅表面接觸吸附，另一端與水接觸，與水接觸的一端對(duì)水有很強(qiáng)的排斥作用，所以這種膜可以很好地阻隔水與金屬表面的接觸，從而降低了水中腐蝕性離子對(duì)銅管的腐蝕。另外，銅緩蝕劑中含有滲透劑和表面活性劑，用于清除金屬表面污垢，使緩蝕劑成分可以更好地與金屬表面結(jié)合。

唑類分子在循環(huán)水中一般要保持一定的濃度，因?yàn)檫蝾惻c銅合金成膜過(guò)程是主動(dòng)的吸附過(guò)程，緩蝕劑分子自動(dòng)尋找裸露的銅合金表面并吸附，當(dāng)吸附膜出現(xiàn)破損后，游離的唑類分子會(huì)迅速地吸附到銅材表面補(bǔ)充形成新的保護(hù)膜[1]。

河津發(fā)電分公司本次停機(jī)期間由于未對(duì)每一根銅管進(jìn)行徹底水沖洗，銅管內(nèi)壁仍附著少量粘泥，泥垢下部也會(huì)存有微量高含鹽量的循環(huán)水，再加上停機(jī)期間因環(huán)境濕度較高，風(fēng)機(jī)停運(yùn)后，空氣中的水汽不可避免地進(jìn)入凝汽器銅管內(nèi)，在外界氧充足的條件下，銅管內(nèi)壁不僅形不成吸附膜，還會(huì)造成吸附膜腐蝕脫落，進(jìn)而對(duì)銅管基體產(chǎn)生垢下電化學(xué)腐蝕，在機(jī)組啟動(dòng)運(yùn)行后這種腐蝕將會(huì)逐步加劇，最終導(dǎo)致循環(huán)水系統(tǒng)銅離子含量異常升高。

3 銅管吸附膜修補(bǔ)措施

根據(jù)以上分析結(jié)果，針對(duì)河津發(fā)電分公司二號(hào)機(jī)凝汽器銅管吸附膜脫落的現(xiàn)象，決定對(duì)凝汽器銅管內(nèi)壁進(jìn)行預(yù)膜，預(yù)膜步驟如下。

3.1 清洗

清洗的目的是將凝汽器銅管表面粘附的污垢、腐蝕產(chǎn)物、檢修殘留物等使緩蝕劑難以在金屬表面形成良好保護(hù)膜的雜質(zhì)剝離下來(lái)，銅管內(nèi)壁的清潔程度直接關(guān)系到預(yù)膜的效果[2]?，F(xiàn)場(chǎng)具體做法如下。

a）2012年4月24日對(duì)二號(hào)機(jī)循環(huán)水逐步進(jìn)行排污換水，將循環(huán)水氯根、鈣硬等指標(biāo)控制在低限運(yùn)行。

b）2012年4月25日聯(lián)系集控連續(xù)投運(yùn)二號(hào)機(jī)組膠球清洗系統(tǒng)，使銅管表面保持良好的清潔狀態(tài)。

c）2012年4月25日將二號(hào)水塔排污門全關(guān)，并在水塔內(nèi)直接倒入粘泥剝離劑1.5 t，濃度約為100mg/L，隨著藥劑加入循環(huán)水運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，系統(tǒng)濁度會(huì)逐漸升高，當(dāng)濁度值連續(xù)2～4 h不升高或出現(xiàn)下降時(shí)，表明系統(tǒng)中的臟污已經(jīng)被清洗干凈（一般循環(huán)24 h）。之后開(kāi)大循環(huán)水排污門進(jìn)行大流量排污換水，徹底將剝離下來(lái)的泥垢、污物等雜質(zhì)通過(guò)排污排出系統(tǒng)，以達(dá)到清潔銅管表面的目的，同時(shí)開(kāi)大補(bǔ)水閥，大流量補(bǔ)充新鮮水以維持水塔水位。

d）當(dāng)循環(huán)水濁度降低到10NTU以下時(shí)，關(guān)閉水塔排污門，同時(shí)適當(dāng)關(guān)小補(bǔ)水閥，在保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，維持水塔較低水位運(yùn)行，此時(shí)循環(huán)水控制指標(biāo)及濃縮倍率已降至低限，為下一步的預(yù)膜創(chuàng)造了良好條件。

清洗是循環(huán)水系統(tǒng)凝汽器銅管預(yù)膜的前提。在停機(jī)期間和日常運(yùn)行過(guò)程中，這些粘附在銅管表面上的污垢或成為垢的生長(zhǎng)點(diǎn)、腐蝕的活性點(diǎn)，或進(jìn)入系統(tǒng)，使水質(zhì)惡化，清洗不僅能夠清潔銅管表面的污垢而且對(duì)于發(fā)揮水處理藥劑的功效，保證設(shè)備安全、長(zhǎng)周期運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。

3.2 預(yù)膜

預(yù)膜的目的就是往循環(huán)水中沖擊式添加高濃度銅緩蝕劑，使其與凝汽器銅管表面生成致密保護(hù)膜，以減緩銅管的腐蝕程度，降低循環(huán)水銅離子的含量[2]?，F(xiàn)場(chǎng)具體做法如下。

a）2012年4月26日在二號(hào)機(jī)組循環(huán)水投加銅緩蝕劑前聯(lián)系集控運(yùn)行停止二號(hào)機(jī)膠球清洗系統(tǒng)。

b）根據(jù)河津發(fā)電分公司二號(hào)機(jī)循環(huán)水系統(tǒng)保有水量15 000 t和投加銅緩蝕劑后循環(huán)水中唑類含量達(dá)到10 ppm～15 ppm計(jì)算，首次沖擊式投加高效銅緩蝕劑的加藥量為：0.75 t～1.125 t。2012年4月26日二號(hào)機(jī)循環(huán)水投加銅緩蝕劑1.0 t，折合理論濃度約13.3mg/L。此外因預(yù)膜藥劑中含有表面活性劑成分，運(yùn)行中將會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，當(dāng)水塔內(nèi)出現(xiàn)大量泡沫時(shí)，應(yīng)及時(shí)投加消泡劑。

c）預(yù)膜時(shí)間按48 h控制，預(yù)膜過(guò)程中水塔排污門全關(guān)。另外沖擊式投加銅緩蝕劑當(dāng)天（4月26日），暫停投加阻垢緩蝕劑。

d）從2012年4月27日開(kāi)始，水塔阻垢緩蝕劑正常投加，同時(shí)每天投加銅緩蝕劑100～150 kg，持續(xù)投加一周。

e）從2012年4月27日開(kāi)始每天監(jiān)測(cè)一次二號(hào)機(jī)循環(huán)水銅離子含量，以便及時(shí)掌握循環(huán)水中銅離子的變化趨勢(shì)和預(yù)膜的效果。

運(yùn)行一周后，若循環(huán)水中Cu2+＞50μg/L，則繼續(xù)補(bǔ)加銅緩蝕劑，劑量按補(bǔ)水計(jì)投加2～5mg/L，直到Cu2+降至50μg/L以下；若循環(huán)水中Cu2+＜50μg/L，則預(yù)膜結(jié)束，說(shuō)明在凝汽器銅管內(nèi)壁已經(jīng)形成了致密保護(hù)膜。本次二號(hào)機(jī)凝汽器銅管預(yù)膜一周后循環(huán)水銅離子含量降至50μg/L以下。

凝汽器銅管預(yù)膜結(jié)束后，循環(huán)水系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，按照預(yù)膜前控制標(biāo)準(zhǔn)投加阻垢緩蝕劑和銅緩蝕劑。

4 銅管吸附膜修補(bǔ)效果

河津發(fā)電分公司二號(hào)機(jī)凝汽器銅管預(yù)膜前后循環(huán)水銅離子含量及加藥量的變化見(jiàn)表1。（其中循環(huán)水加藥量折合成唑類含量表示）。

表1 銅含量及加藥量的變化統(tǒng)計(jì)表

通過(guò)表1可看出，河津發(fā)電分公司二號(hào)機(jī)凝汽器銅管經(jīng)過(guò)清洗、預(yù)膜后，循環(huán)水銅離子含量恢復(fù)至正常運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)（Cu2+＜50μg/L），充分說(shuō)明凝汽器銅管內(nèi)壁重新生成了致密保護(hù)膜。

河津發(fā)電分公司二號(hào)機(jī)組凝汽器銅管在清洗、預(yù)膜后，經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的運(yùn)行，截止2012年6月底，循環(huán)水銅離子含量一直處于30μg/L上下波動(dòng)，再未發(fā)生超過(guò)50μg/L的現(xiàn)象，說(shuō)明本次二號(hào)機(jī)凝汽器銅管的清洗、預(yù)膜完全達(dá)到了預(yù)期目的。

5 結(jié)論

對(duì)于長(zhǎng)期停備用凝汽式發(fā)電機(jī)組，由于凝汽器銅管內(nèi)壁金屬表面狀態(tài)發(fā)生改變，相比運(yùn)行期間的穩(wěn)定狀態(tài)其保護(hù)膜更容易被腐蝕脫落，本次河津發(fā)電分公司通過(guò)對(duì)二號(hào)機(jī)組凝汽器銅管的清洗和預(yù)膜工作，完全修復(fù)了凝汽器銅管內(nèi)壁的保護(hù)膜，達(dá)到了預(yù)期目的，也為大家提供了一個(gè)解決此類問(wèn)題的方法和途徑。

［1］金熙，項(xiàng)成林，齊冬子.工業(yè)水處理技術(shù)問(wèn)答及常用數(shù)據(jù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997：377-382.

［2］祁魯梁，李永存，宋業(yè)林.工業(yè)用水節(jié)水與水處理技術(shù)術(shù)語(yǔ)大全［M］.北京：中國(guó)水利水電出版社，2003：172-174.

Exfoliation and Repair of Adsorption M embrane on Condenser Copper Tube Caused by Unit Long-term Reserve Shutdown

PAN Zhong-da，PEI Ju-feng
（Shanxi Zhangze Power Co.，Ltd.，Hejin Power Generation Company，Hejin，Shanxi 043300，China）

In recent years，the problem of corrosive exfoliation of asdorption membrane on condenser copper tube caused by long-term reserve shutdown atHejin Power Generation Company was analyzed systematically.Repairing programme is proposed to clean theadsorptionmembraneofpre-membrane，and the programmewas implemented in No.2 unit，which gained good effect.

condenser copper tube；adsorptionmembrane；shedding；repair

TK264.1+1

B

1671-0320（2014）01-0051-03

2013-09-12，

2013-11-02

潘仲達(dá)（1966-），男，山西萬(wàn)榮人，2005年畢業(yè)于天津大學(xué)熱能動(dòng)力專業(yè)，工程師，從事電廠化學(xué)運(yùn)行及監(jiān)督管理工作；

裴居峰（1978-），男，山西永濟(jì)人，1997年畢業(yè)于長(zhǎng)沙電力學(xué)院電廠化學(xué)專業(yè)，工程師，從事電廠化學(xué)水處理技術(shù)工作。