长期停备用机组凝汽器铜管吸附膜脱落与修补

潘仲达，裴居峰

（山西漳泽电力股份有限公司河津发电分公司，山西河津043300）

长期停备用机组凝汽器铜管吸附膜脱落与修补

潘仲达，裴居峰

（山西漳泽电力股份有限公司河津发电分公司，山西河津043300）

针对近年来火力发电机组长期备用停机造成凝汽器铜管吸附膜脱落腐蚀的问题，以漳泽电力河津发电分公司系统分析研究为例，提出清洗预膜吸附膜的修补方案，并在其二号发电机组进行实施，效果良好。

凝汽器铜管；吸附膜；脱落；修补

0 引言

河津发电分公司2012年1月24日二号机组因缺煤停机，至2012年3月3日二号机组启动运行。在停机后由于不能确定机组停机时间，凝汽器铜管采取的保护措施是：水侧放空，并架设风机将凝汽器水侧内的水汽吹干，待水汽吹干后风机间歇运行；但在3月初二号机组启动运行后发现循环水中铜离子含量异常升高。

1 循环水系统概况

河津发电分公司一期工程为日本三菱重工生产的2×350MW亚临界凝汽式燃煤机组，汽机循环水系统为湿冷塔式循环冷却水系统，凝汽器材质为HSn70-1A和B30（空抽区）。循环水补充水处理方式为地下水→弱酸床处理→与原水配水→补充至循环水系统，弱酸水与生水的配比为60%弱酸水+40%生水，循环水采用缓蚀阻垢剂+铜缓蚀剂处理。正常运行过程中循环水浓缩倍率控制在3.0～3.5倍范围内，氯根控制在320～350mg/L之间，有机磷加药控制在4.5～5.5mg/L之间，钙硬控制在5.0～5.4mmol/L之间，铜缓蚀剂加药维持在唑类含量2.5～3.0mg/L之间，循环水铜离子含量维持在20～50μg/L以下，十年来凝汽器铜管运行状况良好，未发生明显结垢和腐蚀现象。

但从2012年4月9日开始，二号机循环水铜离子急剧升高，至2012年4月16日铜离子最高升至365 ug/L，给机组的安全稳定运行带来严重威胁。现场采取循环水换水和加大缓蚀剂用药量，并将循环水中唑类含量提至6.0mg/L以上，但效果不明显，说明二号机组凝汽器铜管内壁局部吸附膜脱落造成铜基体发生腐蚀。

2 铜管吸附膜脱落的原因分析

河津发电分公司采用的铜缓蚀剂有效缓蚀成分是唑类，其唑类含量约20%，该类化合物与铜合金表面接触时能形成良好的保护膜，其保护膜表现为沉淀膜和吸附膜的共同结果，以吸附膜为主。它之所以能起缓蚀作用是因为在水溶液中，游离在水中的唑类会与铜合金表面产生主动吸附，紧密的排列在金属表面，形成单分子膜。这层膜与金属的接触是致密的，一端与铜表面接触吸附，另一端与水接触，与水接触的一端对水有很强的排斥作用，所以这种膜可以很好地阻隔水与金属表面的接触，从而降低了水中腐蚀性离子对铜管的腐蚀。另外，铜缓蚀剂中含有渗透剂和表面活性剂，用于清除金属表面污垢，使缓蚀剂成分可以更好地与金属表面结合。

唑类分子在循环水中一般要保持一定的浓度，因为唑类与铜合金成膜过程是主动的吸附过程，缓蚀剂分子自动寻找裸露的铜合金表面并吸附，当吸附膜出现破损后，游离的唑类分子会迅速地吸附到铜材表面补充形成新的保护膜[1]。

河津发电分公司本次停机期间由于未对每一根铜管进行彻底水冲洗，铜管内壁仍附着少量粘泥，泥垢下部也会存有微量高含盐量的循环水，再加上停机期间因环境湿度较高，风机停运后，空气中的水汽不可避免地进入凝汽器铜管内，在外界氧充足的条件下，铜管内壁不仅形不成吸附膜，还会造成吸附膜腐蚀脱落，进而对铜管基体产生垢下电化学腐蚀，在机组启动运行后这种腐蚀将会逐步加剧，最终导致循环水系统铜离子含量异常升高。

3 铜管吸附膜修补措施

根据以上分析结果，针对河津发电分公司二号机凝汽器铜管吸附膜脱落的现象，决定对凝汽器铜管内壁进行预膜，预膜步骤如下。

3.1 清洗

清洗的目的是将凝汽器铜管表面粘附的污垢、腐蚀产物、检修残留物等使缓蚀剂难以在金属表面形成良好保护膜的杂质剥离下来，铜管内壁的清洁程度直接关系到预膜的效果[2]。现场具体做法如下。

a）2012年4月24日对二号机循环水逐步进行排污换水，将循环水氯根、钙硬等指标控制在低限运行。

b）2012年4月25日联系集控连续投运二号机组胶球清洗系统，使铜管表面保持良好的清洁状态。

c）2012年4月25日将二号水塔排污门全关，并在水塔内直接倒入粘泥剥离剂1.5 t，浓度约为100mg/L，随着药剂加入循环水运行时间的延长，系统浊度会逐渐升高，当浊度值连续2～4 h不升高或出现下降时，表明系统中的脏污已经被清洗干净（一般循环24 h）。之后开大循环水排污门进行大流量排污换水，彻底将剥离下来的泥垢、污物等杂质通过排污排出系统，以达到清洁铜管表面的目的，同时开大补水阀，大流量补充新鲜水以维持水塔水位。

d）当循环水浊度降低到10NTU以下时，关闭水塔排污门，同时适当关小补水阀，在保证系统安全稳定运行的前提下，维持水塔较低水位运行，此时循环水控制指标及浓缩倍率已降至低限，为下一步的预膜创造了良好条件。

清洗是循环水系统凝汽器铜管预膜的前提。在停机期间和日常运行过程中，这些粘附在铜管表面上的污垢或成为垢的生长点、腐蚀的活性点，或进入系统，使水质恶化，清洗不仅能够清洁铜管表面的污垢而且对于发挥水处理药剂的功效，保证设备安全、长周期运行起着至关重要的作用。

3.2 预膜

预膜的目的就是往循环水中冲击式添加高浓度铜缓蚀剂，使其与凝汽器铜管表面生成致密保护膜，以减缓铜管的腐蚀程度，降低循环水铜离子的含量[2]。现场具体做法如下。

a）2012年4月26日在二号机组循环水投加铜缓蚀剂前联系集控运行停止二号机胶球清洗系统。

b）根据河津发电分公司二号机循环水系统保有水量15 000 t和投加铜缓蚀剂后循环水中唑类含量达到10 ppm～15 ppm计算，首次冲击式投加高效铜缓蚀剂的加药量为：0.75 t～1.125 t。2012年4月26日二号机循环水投加铜缓蚀剂1.0 t，折合理论浓度约13.3mg/L。此外因预膜药剂中含有表面活性剂成分，运行中将会产生大量泡沫，当水塔内出现大量泡沫时，应及时投加消泡剂。

c）预膜时间按48 h控制，预膜过程中水塔排污门全关。另外冲击式投加铜缓蚀剂当天（4月26日），暂停投加阻垢缓蚀剂。

d）从2012年4月27日开始，水塔阻垢缓蚀剂正常投加，同时每天投加铜缓蚀剂100～150 kg，持续投加一周。

e）从2012年4月27日开始每天监测一次二号机循环水铜离子含量，以便及时掌握循环水中铜离子的变化趋势和预膜的效果。

运行一周后，若循环水中Cu2+＞50μg/L，则继续补加铜缓蚀剂，剂量按补水计投加2～5mg/L，直到Cu2+降至50μg/L以下；若循环水中Cu2+＜50μg/L，则预膜结束，说明在凝汽器铜管内壁已经形成了致密保护膜。本次二号机凝汽器铜管预膜一周后循环水铜离子含量降至50μg/L以下。

凝汽器铜管预膜结束后，循环水系统恢复正常运行状态，按照预膜前控制标准投加阻垢缓蚀剂和铜缓蚀剂。

4 铜管吸附膜修补效果

河津发电分公司二号机凝汽器铜管预膜前后循环水铜离子含量及加药量的变化见表1。（其中循环水加药量折合成唑类含量表示）。

表1 铜含量及加药量的变化统计表

通过表1可看出，河津发电分公司二号机凝汽器铜管经过清洗、预膜后，循环水铜离子含量恢复至正常运行标准（Cu2+＜50μg/L），充分说明凝汽器铜管内壁重新生成了致密保护膜。

河津发电分公司二号机组凝汽器铜管在清洗、预膜后，经过一个多月的运行，截止2012年6月底，循环水铜离子含量一直处于30μg/L上下波动，再未发生超过50μg/L的现象，说明本次二号机凝汽器铜管的清洗、预膜完全达到了预期目的。

5 结论

对于长期停备用凝汽式发电机组，由于凝汽器铜管内壁金属表面状态发生改变，相比运行期间的稳定状态其保护膜更容易被腐蚀脱落，本次河津发电分公司通过对二号机组凝汽器铜管的清洗和预膜工作，完全修复了凝汽器铜管内壁的保护膜，达到了预期目的，也为大家提供了一个解决此类问题的方法和途径。

［1］金熙，项成林，齐冬子.工业水处理技术问答及常用数据［M］.北京：化学工业出版社，1997：377-382.

［2］祁鲁梁，李永存，宋业林.工业用水节水与水处理技术术语大全［M］.北京：中国水利水电出版社，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

潘仲达（1966-），男，山西万荣人，2005年毕业于天津大学热能动力专业，工程师，从事电厂化学运行及监督管理工作；

裴居峰（1978-），男，山西永济人，1997年毕业于长沙电力学院电厂化学专业，工程师，从事电厂化学水处理技术工作。