不锈钢凝汽器水质稳定剂

本项目针对不锈钢的耐蚀特点，从缓蚀的角度展开研究，结合江苏某电厂的循环冷却水进行实验，通过极化曲线测定及水质分析，确定了适合该厂不锈钢凝汽器冷却水条件、可在高浓缩倍率下使用的水质稳定剂。研究内容包括：（1）原水及其在浓缩过程中的结垢趋势和侵蚀性。在冷却水原水中不锈钢不出现点蚀。冷却水浓缩过程中[Cl-]/[Ca2+]比值逐渐增大，同时不锈钢出现点蚀，且浓缩倍率越高，点蚀电位越低；（2）根据不锈钢在冷却水中的耐蚀性特点复配三种水质稳定剂1#、2#和3#；（3）进行三种药剂的阻垢和缓蚀实验。在含有1#药剂冷却水中浓缩倍率≤3时，不锈钢不出现点蚀，在含有2#药剂的冷却水中，浓缩倍率≤5时不锈钢不发生点蚀，而在含有3#药剂时，不锈钢在浓缩至6倍的冷却水中仍未点蚀，说明3#药剂的阻垢和缓蚀效果较好。实验显示[Cl-]/[Ca2+]比值的变化与不锈钢的点蚀直接相关。

近几年，焊接不锈钢管在国内凝汽器领域得到了广泛的应用。国内外新建电厂的凝汽器和老电厂凝汽器改造中大量地选用了焊接不锈钢管，取得了成功的经验和良好的效果。

因不锈钢焊接管抗冲刷性好，能够抵挡蒸汽带水滴在高速中的冲击碰撞，而铜合金管在水流的冲击下会被破坏，局部保护膜丧失抗腐蚀性，同时受到硫化物、聚硫化合物和硫元素的污染，因此，铜合金很快会腐蚀穿孔，不锈钢管因其本身特性，可以有效避免产生冲击腐蚀和硫化物腐蚀。

超薄壁不锈钢焊接管之所以能够大批量在电厂凝汽器中应用，其主要优势如下。

1）传热性能

不锈钢焊管采用冷轧不锈钢带，经成型、焊接、热处理等，制成高光洁度的焊管，其表面具有低的润滑性能，不会形成水膜，有稳定的传热能力，随着国内焊接技术的快速发展，焊缝质量和强度有技术保障，通过减小管材壁厚，可以进一步提升和增强蒸汽与管外壁的换热效果。因管内污垢层与不锈钢的热膨胀系数差异很大，当受热时，由于线型曲率变化不等而自动脱落，因此，不锈钢焊管抗结垢能力强。虽然铜合金管的导热系数比不锈钢管高很多，但不锈钢焊管管壁光洁度好，清洁度好，清洁系数高，水垢厚度小，管内流速大，采用不锈钢超薄壁焊管，总体传热系数与铜合金管大致相当，提高了凝汽器运行效率，增加运行效益。

2）管束振动

凝汽器中采用超薄壁不锈钢焊接管，势必要考虑设备振动和水的冲击性对管材强度和使用安全性的影响。用超薄壁不锈钢焊管取代铜合金管，由于其管壁的减薄和比重的减轻，在凝汽器装备设计时，必须考虑管材的最大跨距值，以防止汽流激振对管束的影响。根据美国HEI标准有关预防汽流激振的经验公式，来确定管束最大跨距值。采用超薄壁不锈钢焊接管，可以通过缩小隔板间距，适当增加隔板数量，以确保凝汽器管束不被振动损坏，避免装备运行风险。

3）抗腐蚀能力

在流动介质环境中，白铜管对于流速的提高最为敏感，极易发生冲击腐蚀，而不锈钢由于其钝化膜的作用，对于冲击腐蚀敏感性很低。但在含有大量砂砾等杂质的流动介质中，由于不锈钢钝化膜被冲击破坏，反而容易发生腐蚀，但其抗腐蚀能力仍强于白铜，可以有效减少凝汽器因腐蚀泄漏造成的经济损失。根据瑞阳电厂的运行经验，采用铜合金管运行时，凝汽器因腐蚀泄漏单台机组造成的经济损失每年超过400万元，经济损失较大。

4）经济性显著

在传统电厂凝汽器装备中，常用铜合金管作为换热管，但铜合金管与不锈钢管相比，考虑到腐蚀问题，铜合金管材壁厚厚，壁厚达到了超薄壁不锈钢焊接管的一倍以上，其单位成本高，除铜合金管的换热效率高之外，基本上没有其他优势，而不锈钢管的耐腐蚀性远远高于铜合金管，使壁厚可以更薄，在一定程度上，可以弥补不锈钢管的换热效率。因此，超薄壁不锈钢焊接管单位成本更低，整机使用寿命更长，设备故障率更低，成本节约更加显著。

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