汽机侧管路及设备防腐的工艺改进

马岩昕

（黑龙江华电齐齐哈尔热电有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

0 引言

某电厂采用2×300 MW直接空冷热电联产机组，锅炉为单汽包、自然循环、四角切圆燃烧，最大蒸发量1 092 t/h，由哈尔滨锅炉厂负责设计生产汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限公司制造的亚临界、中间再热、两缸双排汽、供热抽汽凝汽式汽轮机，型号为CZK300-16.7/0.4/537/537；发电机为哈尔滨电机厂有限公司生产，型号为QFSN-300-2；机组热工控制为单元制，采用炉、机、电集中控制方式。

为了降低机组停用期间的二次锈蚀，改善和提高机组的停用保护效果，该热电厂在1、2号机组小修时与东北电科院共同开展了SW-ODM高效防腐剂停炉保护现场试验，取得了良好的实验效果。

1 机组防腐系统的组成

某电厂1、2号机组的汽轮机侧、锅炉侧防腐系统如下：凝结水泵，轴封加热器，7号、8号低压加热器，6号低压加热器，5号低压加热器，除氧器，给水泵，3号高压加热器，2号高压加热器，1号高压加热器，汽包，水冷壁管，主蒸汽管道，高压缸，再热器，中压缸，低压缸以及凝汽器等。

2 机组发生腐蚀的原因

2.1 汽轮机侧管道的腐蚀

汽轮机侧管道，无论是在运行状态，还是在停运状态，均以氧腐蚀为主。同时，即使凝汽器、除氧器溶解氧合格，机组运行系统中的负压侧仍会进入大量的二氧化碳和氧气，对整个系统造成腐蚀。此外，该热电厂供热机组在夏季需要停机进行检修，在此期间产生的腐蚀问题更应引起足够重视。

2.2 锅炉侧热力系统的腐蚀

造成锅炉侧热力系统腐蚀的原因是：停炉时放水不尽，或热备用期间过长(超过7天)致使空气进入系统内部形成充足的氧气、水分环境，为停运期间产生腐蚀留下隐患，并在运行过程中造成设备的严重腐蚀，给安全生产带来极大危害，所以生产单位必须做好停炉保护工作。

3 目前存在的问题

该电厂在非采暖期需要对机组分别进行停机检修工作，其间停运2台机组，但未停运防腐加药系统。由于未采取专用匹配加药泵，机、炉的防腐剂只能通过现场化验站加药系统临时串用(加磷酸盐系统，加氯系统以及加联胺系统)，致使SWODM高效防腐剂加药操作耗时长达2 h(实际应为30～40 min)，且有大量的防腐药品存留在加药泵和混箱中，造成防腐剂浓度过低，以致防腐效果不佳。每次启机前，凝汽器、除氧器水质的硬度都不合格，需要进行大量的除盐水冲洗(每次耗费1 000 t除盐水)。

由此可见，目前采用的防腐工艺既浪费了药剂，又增大了操作人员的劳动强度，且未能彻底、有效地解决汽机侧管路及相关设备的防腐问题，给电厂的正常运行带来重大干扰。

4 改进措施

在凝结水泵滤网前箱排汽门处接出胶皮软管至加药剂量箱中。利用汽轮机凝汽器的负压，将停运防腐剂吸入凝结水泵前的滤网箱中，再启动凝结水泵，将药液通过凝结水循环流至整个机、炉系统，完成机组停运的防腐工作。这种工艺能节省操作时间和设备投入，减少药液浪费，减轻机组停备期间的腐蚀，还能够降低人员的劳动强度，有效延长机组水汽系统的使用寿命，节省酸洗费用。

5 防腐操作和注意章项

5.1 机组设备和管路的防腐操作

(1) 对机组防腐药品和化验仪器的准备情况进行确认。

(2) 药剂预先摇匀，待用。

(3) 通知加药、采样及工作人员做好相关准备，并及时掌握机组的运行状况。

(4) 停机前的6～8 h，使高速混床停机，并加大氨剂量，提高系统水汽的pH值。

(5) 停运机组所有在线监督化学仪表，关闭样管水门、机组除氧器排空门、机组定和连排。

(6) 机组滑停时，运行人员掌握滑停幅度。当机组滑停时，用加氨泵继续加药，维持系统pH值在9.5～10.2之间。

(7) 当主汽汽温低于500 ℃时，开始加药。将抽药胶皮管插入药桶中(注意避免暴露于空气中)，再缓慢开启手动阀门，药液逐渐下降，抽药液速度不宜过快，换药桶时要关闭手动阀门，防止将空气抽入系统，重复上述操作。将计算好的药液量在规定时间(约15 min)全部注入热力系统，此时，应使凝结水泵系统保持运行，应记录在此期间的锅炉压力、蒸汽流量、蒸汽温度以及负荷运行参数。

(8) 加药1.5 h后，采集除氧水、给水、炉水、蒸汽和凝结水样，并测定pH值及铜、铁、硅、钠、硬度等含量。

(9) 在允许情况下，应尽快使机组放水。

5.2 注意事项

(1) 停机前，给水pH值应提高至9.5。

(2) 停机前，炉水pH值提高到9.7～9.8之间。

(3) 停机前，把在线仪表停运解列，防止在仪表电极及交换柱中有膜生成。

(4) 锅炉采用热炉放水余热烘干法。

(5) 加药过程中，确认汽包水位等有无异常(药液循环过程会产生泡沫)。

(6) 冲洗下来的表面物可能使水中的铜、铁含量升高，这是正常现象。

(7) 在除氧器、凝汽器水放掉之前，应跟踪化验水质情况。

(8) 对金属样品进行定期监视，随时了解机组设备和管路系统的腐蚀程度，以便随时采取和调整相应措施，做到未雨绸缪。

(9) 在加入SW-ODM高效防腐剂的过程中，相关工作人员应戴防护眼镜、口罩、手套等防护用品，工作地点应配有自来水、药品等应急用品。

6 防腐效果

该电厂将汽包、除氧器、排汽装置等部分热力设备的人孔门打开，经2～3天冷却后，对防腐保护的效果进行了详细检查。

6.1 汽包检查

汽包壁颜色整体以灰蓝色为主，水位线清晰，分离器外壳颜色呈灰蓝色。汽包壁和分离器外壳上沾有薄薄一层蓝灰色细铁末，汽包两端底部有少量沉积物，根据颜色判断大部分为铁的氧化产物，说明机组运行中铁含量稍有偏高。

这是首次使用SW-ODM高效防腐剂保护，但汽包壁和内部装置的颜色已均匀转化为蓝灰色，蓝色保护膜已经明显形成。由于设备基体表面铁的氧化产物破坏了水的表面张力，所以蓝色保护膜的憎水性表现得不是非常理想，但不影响机组停运保护的效果。只要停机期间不接触水，系统不会发生新的锈蚀。实践证明：整个检修期间，锅炉汽包及其附件未产生任何新的锈蚀，保护效果明显。

6.2 除氧器检查

除氧水箱汽水分界线明显，水位线上颜色以灰蓝色为主，水位线以下颜色以铁锈红为主。除氧器(水箱)汽侧形成了非常明显的蓝色憎水膜，膜面平整有金属光泽，停机过程中，蒸汽凝结形成的水珠悬挂在水箱顶部。除氧器(水箱)水侧膜面平整，憎水性明显。通过检查可以看出：除氧水箱内壁颜色正由铁锈红向蓝色转变。

6.3 排汽装置及乏汽母管检查

排汽装置内部支架和乏汽通道的内壁整体为蓝灰色，支架的迎汽面由于蒸汽冲刷露出钢材本色，侧面和背面为蓝灰色，表面的铁锈略带红色。在现场检查时，迎汽面表面的水珠晶莹剔透，在轻微的振动或吹动下可自由滚动，保护膜的憎水性非常明显，如图1所示。

图1 排汽装置表面的保护膜

排汽装置底部水室的金属表面光滑，呈铁锈红色，局部挂有少量水滴，保护膜的憎水性非常明显，如图2和图3所示。

图2 水室内部表面未腐蚀

图3 水室底部表面未腐蚀

通过此次检查发现：汽包、除氧器、排汽装置等热力设备内部已形成了较为明显的保护膜，不过其颜色和色泽会因各自表面沉积物的不同而有所不同。这与运行环境密切相关，特别与机组正常运行中凝结水的溶解氧、铁含量有关。

在除氧器、低压加热器、凝汽器热井、凝结水管等部位的金属基体表面铁的氧化物以Fe2O3为主，所以铁锈比较明显。金属表面越光滑，形成的保护膜越均匀，运行期间的溶解氧和铁含量就越低，保护膜的颜色也越接近蓝色，憎水性也更好。随着SW-ODM高效防腐剂使用次数的增加，各部位的颜色将逐步向蓝灰色转化，但转化程度将受到运行环境的影响。

7 效益分析

原有防腐工艺和改进后的防腐工艺所需费用明细如表1所示。该电厂采用改进工艺对机组设备及系统管路进行防腐后，每年可节约24.94万元，大大降低电厂经济支出。

表1 防腐工艺的费用明细

8 结束语

经过防腐工艺改进并采用SW-ODM高效防腐剂后，该电厂机组的锅炉和汽机通流部分形成了致密、完整的蓝色保护膜，使锅炉、汽机、除氧器、加热器、给水泵等设备得到有效保护，明显地减轻了腐蚀程度，延长了设备的使用寿命。同时，还缩短了机组再次启动的冲洗时间，使机组尽快投入运行，节约了燃煤、燃油和水资源，是一种高效、环保、经济可行的防腐工艺，值得应用和推广。