火力发电厂循环水系统的腐蚀与防护初探

谢丽娅,孙文鹏,李晓静（.山东电力工程咨询院有限公司　水暖部；.山东省水利勘测设计院　水保环评室,济南　5003）

火力发电厂循环水系统的腐蚀与防护初探

谢丽娅1,孙文鹏2,李晓静2
（1.山东电力工程咨询院有限公司水暖部；2.山东省水利勘测设计院水保环评室,济南250013）

摘要：电厂是国家能源的主要来源，在我国能源尤以火力发电为主，而良好的设备是能够顺利发电的保证。但是，经调查可知，无论是何种类型的发电厂其发电设备都存在不同程度的腐蚀问题。本文通过对电厂循环水系统的腐蚀原因分析，对防腐工作进行了简要的探讨。

关键词：火力；发电厂；循环水系统

0　引言

水循环系统中结垢和金属设备的腐蚀长期以来一直困扰着发电企业。在循环水中加入一些药剂或是允许换热冷却设备不间断的排出污水，就会对水资源造成严重污染。企业每年在防止水循环结垢和避免金属腐蚀方面花费的成本相当于发电企业总投资成本的5%左右。水处理工作向来是国内外发电企业重大的科研课题之一，长期以来人们从来没有停止过对结垢和金属腐蚀现象的研究，本文仅就腐蚀问题做一些探讨。

1　循环水系统发生腐蚀的原因分析

1.1发电设备本身存在的问题

市场经济的大背景下，竞争日趋激烈，不可避免的有些设备供应商为了谋取不正当利益，在设备生产上动了手脚。如有的厂商考虑到耐腐材料的成本较其他材料高出许多，往往会选择偷工减料，通过给金属表面镀膜的方法达到暂时的工作要求，这就为电厂的安全生产埋下了一个很大的隐患。由于循环水多是城市中中水或海水，因此水中含有大量的活性阴离子，设备的表层膜极易和阴离子发生化学反应而受到破坏，进而引起金属内部重要结构发生进一步腐蚀，轻则影响供电质量，重则会导致整个火力发电厂停机维修。若在海水为主要循环水的发电厂中，这种现象会更为严重，因为循环水系统中大部分钢铁设备在海水中都会受到氧化腐蚀，造成设备发生海水渗漏，进而影响其正常工作。

1.2水循环中水质问题

按照国家有关文件对工业用水的要求，火力发电厂应尽量使用可再生水源，如：经生化处理后的城市中水作为工业用水，尤其是电厂中用水量较大的循环冷却水。同时，由于火力发电厂自有的生产用水水源往往会受到日常生活垃圾和工业垃圾的污染。这两面的原因共同导致了发电厂水循环系统中氨、氮、磷等化学元素和微生物悬浮物的含量增加，化学元素和微生物易与其他物质发生反应或转化，如硝化反应。在采用开式循环水系统的发电厂中，硝化反应引起的主要问题就是循环水系统的设备腐蚀，它会影响发电机组的正常工作，严重时甚至会使设备出现大量液体泄露现象，发电机组不得不停运检修。因此，在探究防止水循环系统的腐蚀问题时，一个重要的方向就是找出硝化反应时如何影响循环水的水质和冷却水系统正常运行的，进而研究出有效的杀菌方法，从而解决结垢和腐蚀问题，保证机组稳定安全有序运行。

1.3管理工作不到位

水系统中出现严重的腐蚀现象有很大一部分原因是相关负责人对设备管理不当引起的。循环水系统所在的环境复杂且特殊，因此其监督和维修任务必需有专门的负责人。但是在实际的管理工作中，绝大多数负责人仍存在对其工作重点的理解偏差，从主观上认为所谓对循环水系统的管理只须要保证其正常运行就可，在这种观点的指引下人员往往只是机械的定期进行设备更换，却忽略了比设备更换更重要的防腐蚀工作，不断的更换设备限制了电厂的经济性发展，防腐措施的施行也随之捉襟见肘，从而造成了恶性循环。

2　火力发电厂循环水系统的防腐措施初探

2.1去除水中多余元素

当循环水系统中补水采用城市中水时，应采用有效措施除去系统中的氨氮和细菌。一般而言，城市中水进行深度处理或预处理时，常往水中加入混凝剂和石灰石，采用混凝澄清过滤的处理工艺。需强调的是，为了提高除去水中微生物和氨氮的效率，电厂会事先采取去除微生物和氨氮的措施，如经过完善的提高碱度的曝气吹脱法和预先采用硝化反应的生物法，然后才进行混凝澄清过滤工艺。

2.2采用数字化极化水处理工艺

数字化极化水处理工艺是一种有效的防腐蚀方法，在循环水处理中具有广阔的发展前景。其主要原理是，利用水分子中氢氧原子不对称，使水分子呈现极性这一特点，令水分子在极化电场的作用下发生结构变化，极性增强，循环水中存在的阴、阳离子与极性水分子正、负端亲和性增强，使阴离子被包围，降低阴离子对管道或金属壁的化学腐蚀；极化处理还可抑制菌类、藻类的生存，防止微生物对管壁的生物腐蚀。

2.3选择良好的耐腐蚀材料

防腐蚀工作的落实必需要有高质量的耐腐蚀材料作保障，这需要企业在设备的材料投入上加大力度。实际上要将电厂水系统的所有设备改换成耐腐设备是不现实的，而且也没有必要，改换耐腐蚀设备是一笔巨大的经济支出，很有可能会制约整个发电厂的经济性发展。为了做好防腐蚀工作同时不影响电厂正常运作，需要相关部门做一个设备使用现况的具体检测和了解，在重要设备的关键部位施行耐腐材料改造即可。

2.4安装防护装置或增设旁流设备

由于循环水中存在一部分的泥沙和其他杂质，循环水系统的管道或水塔等设备常常会受到这些物质的破坏，为了避免这种物理腐蚀现象的发生，可以在重要设备的周围安装防护罩以达到保护的目的，避免设备在长期的运行中一些不必要的损耗。要注意的是，挡板材料的选择也尽量选用抗冲击性较好的材料，保证其能长久的发挥作用。另外，在开式循环冷却水系统中，对冷却塔进行生化处理时，可能会带入大量的黑色粘泥。粘泥会堵塞凉水塔填料，附着在凝汽器的铜管内壁，降低凝汽器的热交换效率，造成管壁在粘泥下的腐蚀，为防止这种现象的发生可以给设备增加旁流装置。

3　结语

发电厂循环水系统的防腐工作是一项重要的研究课题，良好的防腐措施可以保证水系统的安全稳定运行，从而节省维修和更换设备的成本，具有极其重要的意义。但是防腐蚀工作不能盲目，必需要以专业态度对其进行深入研究，并将全面有效的技术落实到生产中，以保证循环水系统的稳定运行，进而推动整个火力发电系统的全面建设，促进工业经济又快又好的发展。

参考文献：

[1]李润兰，操高城.采用城市中水作为火电厂循环水对水源的影响［J］.能源与节能,2014.

[2]吕永刚．数字化极化水处理系统在发电厂循环水系统的应用［J］.科技创新导报,2014(31):44-45．

作者简介：谢丽娅（1982-）,女,黑龙江绥化人,硕士，研究方向：火力发电厂水工工艺及环境保护。