热电厂供热网腐蚀与防护措施探讨

马东伟

(国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050021)

热电厂供热网腐蚀与防护措施探讨

马东伟

(国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050021)

以河北某发电有限责任公司4台300 MW供热机组为例，介绍热电厂供热网腐蚀现状，结合供热网系统用水水质的要求，从热网加热器选择与选材、水质控制、停用保护等方面提出防范供热网腐蚀的措施及建议，并说明实施效果。

热电厂；供热网；腐蚀；加热器；补充水

1 概述

在西方国家集中供暖的水质、水处理及换热设备有严格的标准要求，对换热设备进行了科学管理，供热设备及换热网运行时间长达30年以上。国内尚无供暖系统水质和供热网运行管理标准，各供热网系统依据经验进行管理，供热网设备腐蚀结垢现象频发，甚至造成设备腐蚀破裂。为使供暖系统及换热器等设备高效、安全运行，适应城市采暖的需要，研究并提出热电厂供热网加热器腐蚀破裂的防护措施。

2 供热网系统腐蚀现状

热电厂供热网加热器腐蚀破裂是供热机组特别是300 MW机组热网换热器普遍存在的技术难题。近年来，300 MW机组作为主力供热机组逐步投入运行，热网及热网加热器腐蚀问题日益突出，甚至严重影响城市供暖和机组汽水品质。由于设计材质和实际停止供热中的蒸汽和安装工艺问题，导致许多热电厂热网管路加热器大量出现泄漏，由于热网中的水进入机组热力系统，导致机组热力系统汽水品质劣化，严重影响机组的安全经济运行，特别是由于加热器泄漏导致加热器退出运行，影响冬季城市取暖，导致其它不安全因素发生。

例如河北某发电有限责任公司4台300 MW机组，其供热网于2007年11月正式投入运行，2009年2月14日其3号加热器疏水钠离子高达1 280 μg/L，严重影响机组汽水品质，因此对该加热器进行解列处理。2009年11月2日1号加热器泄漏，11月23日、12月7日3号加热器泄漏，2010年1月31日4号加热器泄漏。2009-2010年供热期内多次出现加热器疏水不合格现象，进而影响机组汽水品质，造成机组大量排污。2010年4月热网停运后检查1-4号加热器均出现大量漏点。

该单个加热器换热管总根数为3 860根，根据打压和抽管检查分析，发现泄露管根数众多，其中：1号、4号换热器100根左右泄漏，2号换热器1 300多根泄漏，3号换热器800多根泄漏，因此严重影响供热质量和机组汽水品质，供热电厂和供热公司急需相关热网换热器腐蚀破裂防护措施研究，而国内对此问题研究刚刚开始，还没有研究出有效的防护措施和保护方案。

3 供热网系统用水水质要求

根据热电厂供热采暖系统的技术要求，其补充水及循环水应当满足供热网系统及换热设备材质对水质的要求，即在运行过程中，保证循环水对换热系统的腐蚀和结垢处于一定的范围内，不能在设计年限内对换热管产生大的腐蚀和结垢，进而影响系统的正常运行。

供热网补充水应满足如下基本要求：

a. 将供热网系统设备和管路金属腐蚀减到最小。

b. 抑制水垢、污泥的生成及微生物等有机物质的生长，防止堵塞系统管路，同时防止其漏入供热设备，污染汽水品质。

c. 投资和运行成本低，易于运行操作。

根据河北部分供热机组运行情况及相关资料，提出供热网用水水质要求建议，见表1。

表1 供热网用水水质要求建议

水质指标补充水循环水悬浮物0-pH值(25℃)7～99～10．5总硬度/(mmol·L-1)0≤0．6溶解氧/(mg·L-1)-≤0．1ρ油量/(mg·L-1)≤1≤2ρ氯离子/(mg·L-1)钢制设备≤100≤300304不锈钢≤10≤25316不锈钢≤25≤100铜质设备≤25≤100铝制设备≤25≤25ρ硫酸根离子/(mg·L-1)≤10≤100ρ总铁/(mg·L-1)≤0．1≤0．5ρ总铜/(mg·L-1)≤0．1≤0．2

4 供热网防护措施及建议

4.1 热网加热器的选择

基于上述分析，为充分利用回波信号的二维结构稀疏信息，本文首先基于回波信号的方位向联合稀疏特征，进行方位向联合重构.在方位向处理完毕后，可以将距离向构建为任意稀疏MMV模型进行距离向重构，提升距离向重构速度.下面具体分析基于CFS ISAR回波二维结构稀疏信息的高分辨成像方法.

随着城市建设规模的不断扩大，采暖供热面积、供暖负荷快速增长，目前国内城市普遍采用大型热电联产供热机组，蒸汽和一次热网通常采用热网加热器进行热量交换，热网加热器一般分为管式热网加热器和板式热网加热器2种，由于板式热网加热器板间阻力大，水侧阻力比管式加热器大一些，造成热网循环水泵的功率消耗增加，而且尺寸小，运行中散热较差，热效率比管式热网加热器略高，投资略高些。同时，板式热网加热器容易结垢和腐蚀，且设备需进口，而管式换热器已全部实现国产化，技术成熟价格低廉，北方热电厂蒸汽和一次热网之间可考虑采用管式热网加热器。管式热网加热器按照布置方式分为立式热网加热器和卧式热网加热器，卧式热网加热器因为传热效果好，换热面易于布置，操作方便等优势，近年来在大型热电联产机组上得到广泛应用。

4.2 热网加热器换热管材选择

根据北方采用卧式热网加热器的换热管材，50 MW以下供热机组采用软化水作为水网循环水补充水源，建议采用20G普通碳钢或TP304不锈钢管材(氯离子≤25 mg/L)作为换热器管材。

50 MW以上(含)供热机组热网加热器建议采用除盐水或反渗透产品水作为水网循环水补充水源。换热器管材建议采用TP304不锈钢管材(氯离子≤25 mg/L)和TP316不锈钢管材(氯离子≤100 mg/L)。对于300 MW及以上供热机组热网加热器推荐采用TP316不锈钢管材。

4.3 供热网水质控制

4.3.1 补给水选择

a. 离子交换处理。50 MW及以上供热机组的供热网补充水采用阴、阳树脂进行一级除盐或二级除盐处理，以防止出现因热网加热器泄漏，不良水质流入机组热力系统污染汽水品质。对热水锅炉等低参数工业锅炉供热的供热网补充水可采用钠离子软化水处理方式进行处理，保证补给水硬度小于等于1.6 mmol/L，以防止出现结垢现象。

b. 反渗透处理。对50 MW及以上供热机组的供热网补充水采用反渗透处理产品水作为水源，可有效防止供热网结垢现象，同时，添加碱性药剂，保证补充水pH值在7～9。

4.3.2 循环水水处理方式调整

为了维持供热网循环水溶解氧含量和pH值在控制要求范围内，在运行时应定时进行水质品质检测，保证其水质品质在合格范围内，若有超出控制要求时，应通过投加防腐缓蚀剂、碱性药品等加药手段进行水质调整。

通过在循环水主循环回路上设置旁路自动加药系统，进行pH值自动检测，实现自动控制药品添加量。若供热网循环水水质出现劣化严重，通过加药手段不足以恢复水质品质时，应迅速进行循环水水质更换，保证水质在合格范围内。

4.4 其他措施及建议

在换热器停用期间应采取相应保护方法加强供热机组换热设备保护，常用的保护方法有充氮法、干燥剂法和钝化剂湿法。设备停用期间，严禁出现热蒸汽漏入换热器系统。

采用热水锅炉或热电厂作为热源的供热网系统，应设置热网交换器和热交换器，将采暖系统与热源厂一次热网(供热网)水系统分开。

5 防护措施实施效果

河北某发电有限责任公司4台300 MW机组热网加热器在非供暖期经过改造，将TP304管全部更换为TP316管，尽量消除安装及焊接过程应力，采取措施保证非供暖期蒸汽不漏入热网加热器，严格补充水采用反渗透出水水质，并在非供暖期停用期间进行充氮气等方案后，机组经过2年供暖运行，未再出现泄漏现象。

6 结束语

近年来，热网及热网加热器腐蚀问题日益突出，既影响城市供暖又影响机组汽水品质。经过多年的经验积累和现场分析，根据供热网系统水质要求，提出一系列防止热网及加热器腐蚀破裂的防护方法和建议，包括优化热网设备选材，补充水水质控制，选择合理有效的停用保护措施等，这些措施及建议的实施，可达到防止热电厂供热网及加热器腐蚀破裂的效果和停用防护预想要求，为供热机组的供暖运行和防护提供有力保证。

本文责任编辑：王洪娟

Discussion on Heating Network Corrosion and Protective Measures in Thermal Power Plant

Taking four 300 MW thermal power plant in some Hebei Power Company as an example,the actuality of heating network corrosion and leakage in thermal power plant is introduced.Combining with water quality of heating network system quality requirements,protection measures and recommendations to prevent corrosion of the heating network are put forward from the aspects of the heater selection of heating network,quality of supplemental water control,disable protection and other aspects,and the implement results are explained.

thermal power plant;heating network;corrosion;heater;supplemental water

2013-05-17

马东伟(1966-)，男，高级工程师，主要从事电力系统化学水处理及腐蚀研究工作。

TK172

B

1001-9898(2013)04-0004-02