摘要：随着市场经济的不断发展，其竞争已日趋激烈。节能降耗、节能减排、提高经济性已不容忽视。黄陵矿业煤矸石发电有限公司50MW机组现有2台N4000-2型双路表面回热式凝汽器,单台冷却面积4000㎡，冷却管采用TP304不锈钢管。凝汽器目前使用的为304不锈钢管以不能适应现在循环水水质要求，加上现管出现腐蚀、结垢及堵管等现象，给机组的供热、安全、经济运行带来了隐患。为了满足该设备现行工况的实际需要，因此，必须对凝汽器进行换管改造。
关键词：凝汽器冷却管；概述；腐蚀失效分析；适用条件；施工工艺；
随着温室效应的不断积累，导致全球气候不断升温，走低碳发展之路、推动绿色转型是应对气候变化、保护生态环境的根本途径。为了履行社会责任，煤矸石发电公司将“坚持低碳发展,推动绿色转型”视为重中之重，作为延安地区重要电源支撑点，公司坚持“科学、低碳、绿色、和谐”发展的理念，在为延安地区提供安全、环保、绿色、高效电能的同时，主动承担节能减排的社会责任，在管理上下功夫，在技改上出实招。
一、概述：
对电厂而言，机组的经济性差主要源于凝汽器的热损失，因此凝汽器的改造是最基本、最有效也是最必然的。冷却管作为凝汽器重要的部件之一，价格约占凝汽器总价的一半以上，因此，冷却管的选材主要考虑的是管材的耐腐蚀性能，不同不锈钢管材耐腐蚀性既取决于材料本身，也取决于冷却水水质等条件。黄陵矿业煤矸石发电有限公司50MW机组现役凝汽器为汽轮机厂配套，随着企业节能减排，循环冷却水量占整个燃煤电厂总用水量的70~90%，公司凝汽器采用不锈钢材料循环水中本身含有氯离子量很小，循环水系统使用过程中由于蒸发，溅出流失等，保有水量不足，每天进水，进水中同样含有氯离子，这样氯离子的含量不断增大，达到一定浓度腐蚀设备。根据对现场设备的咨询了解，以及我们改造凝汽器的经验，经过厂技术人员进行的技术讨论和研究后，认为在不改变凝汽器外壳及其它结构，将原TP304 φ25×0.7 mm的不锈钢管更换为TP316L φ25×0.6 mm的不锈钢管的方案是切实可行的。
二、不锈钢的腐蚀失效分析
1、不锈钢管在各种工业水中具有很低的全面腐蚀速度，它的耐腐蚀是由于含有Cr、Ni等合金元素，在不锈钢表面生成了一层十分致密的氧化膜，但不同的不锈钢耐氯离子的能力是不同的。一般Tp304对于冷却水质要求是氯离子≤200mg/L,具有耐冲击腐蚀、耐氨蚀。故常用于含砂量大的直流供水和含氨浓度大的循环供水的凝气器；Tp316L对于冷却水质要求是氯离子≤600mg/L,特别适用于城市中水冷却。
2、氯离子是一种腐蚀性离子，它的原子半径很小，对多种金属具有腐蚀性，是引起全面腐蚀、点蚀、应力腐蚀的主要离子，尤其是对不锈钢的应力腐蚀，已经得到公认。对于奥氏体不锈钢在氯离子环境下的腐蚀，各种权威的书籍均有严格的要求，氯离子含量要小于25ppm，否则就会发生应力腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀。因此，分析氯离子对不锈钢的腐蚀，以便采取预防措施，延长使用寿命，或合理选材。
A、应力腐蚀失效：不锈钢在含有氧的氯离子的腐蚀介质环境产生应力腐蚀。应力腐蚀失效所占的比例高达45 %左右。常用的防护措施：合理选材,选用耐应力腐蚀材料；控制应力装配时,尽量减少应力集中,并使其与介质接触部分具有最小的残余应力，防止磕碰划伤,严格遵守焊接工艺规范，严格遵守操作规程，严格控制原料成分、流速、介质温度、压力、pH 值等工艺指标。
B、孔蚀失效；小孔腐蚀一般在静止的介质中容易发生。蚀孔通常沿着重力方向或横向方向发展,孔蚀一旦形成,即向深处自动加速。不锈钢表面的氧化膜在含有氯离子的水溶液中便产生了溶解，结果在基底金属上生成孔径为20μm～30μm 小蚀坑,这些小蚀坑便是孔蚀核。只要介质中含有一定量的氯离子,便可能使蚀核发展成蚀孔。
C、缝隙腐蚀;对于任何金属材料都不同程度的存在有非金属夹杂物，这些非金属化合物，在Cl离子的腐蚀作用下将很快形成坑点腐蚀，在闭塞电池的作用，坑外的Cl离子将向坑内迁移，而带正电荷的坑内金属离子将向坑外迁移。由于缝隙中存在闭塞电池的作用，导致Cl离子富集而出现的腐蚀现象。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这类腐蚀一般发生在法兰垫片、搭接缝、螺栓螺帽的缝隙，以及换热管与管板孔的缝隙部位，缝隙腐蚀与缝隙中静止溶液的浓缩有很大关系，一旦有了缝隙腐蚀环境，其诱导应力腐蚀的几率是很高的。
三、TP316L和TP304板片材料含氯(Cl—)水溶液中的适用条件
1、304型不锈钢这是最廉价、最广泛使用的奥氏体不锈钢（如食品、化工、原子能等工业设备）。适用于一般的有机和无机介质。例如，浓度＜30％、温度≤100℃或浓度≥30％、温度＜50℃的硝酸；温度≤100℃的各种浓度的碳酸、氨水和醇类。在硫酸和盐酸中的耐蚀性差；尤其对含氯介质(如冷却水)引起的缝隙腐蚀最敏感。
2、316L型不锈钢：适用于一般的有机和无机介质。例如,天然冷却水、冷却塔水、软化水；碳酸；浓度＜50％的醋酸和苛性碱液；醇类和丙酮等溶剂；温度≤100℃的稀硝酸（浓度＜20％＝、稀磷酸（浓度＜30％）等。但是,不宜用于硫酸。由于添加Mo，其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温蠕变强度特别好，可在严酷的条件下使用，316L不锈钢的最大碳含量0.03,可用于焊接后不能进行退火和需要最大耐腐蚀性的用途中。故在海水和其他含氯介质中的耐蚀性比304型好,完全可以替代304型。由于含碳量更低（≤0.03％），故可焊性和焊后的耐蚀性也更好，可用于半焊式或全焊式PHE。PRE为25。
四、施工工艺
1、凝汽器汽、水侧清理及拆除旧管。
2、采用专用电锤将旧管拆除。
3、拆除旧管时不能损坏管板、管板孔。
4、对凝汽器内部管板进行打磨、除锈，以便新不锈钢管的安装。
5、安装新不锈钢管前应保证管板孔清洗干净、无锈蚀、无油垢、无划伤、无毛刺等。
6、穿管时应在凝汽器两端管板和各道隔板处都设专人，使穿管对准各道管孔，避免冲撞和划伤。
7、不锈钢管穿入费力时，不可强行打入，以免损坏不锈钢管。
8、按胀管要求进行试胀，不允许扩胀部分超过管板厚度。试胀合格后方可进行胀管。
9、管板与管孔应用清扫器等打磨干净，不允许在纵向有划伤的槽道。
10、胀管时，胀口深度控制在管板厚度的75%—90%，管壁的减薄量应在管壁厚度的4%—6%之间。
11、进水侧进行翻边胀接，翻边角度约15º;出水侧直胀，不锈钢管外露部分光洁、平整无毛刺。
12、凝汽器更换完不锈钢管后，汽侧应进行灌水试验，灌水高度要充满整个冷却管的汽侧空间，并高出顶部冷却管100mm以上，维持4小时不渗漏算合格。
结束语：
循环冷却水处理，最重要的是解决换热设备的结垢和腐蚀问题。结垢要影响换热效率，多耗能源，影响工艺操作。腐蚀会减少设备使用寿命，并存在安全隐患。为了防止结垢和腐蚀，综上可以看出：换热管的选用，不论是从性能上比较，还是从安全上比较，316L不锈钢管优越的经济性及安全性远远优于304管；因此选用316L不锈钢管在安全上是可靠的，在技术上是可行的。
参考文献
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[3]葛红花.影响凝汽器不锈钢耐腐蚀性夫人因素{J}山东工业技术.2002.12
论文作者:彭康利
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/5
标签：凝汽器论文; 应力论文; 不锈钢论文; 不锈钢管论文; 介质论文; 氯离子论文; 浓度论文; 《电力设备》2017年第26期论文;