郝樹(shù)宏，張雷
(山西電力科學(xué)研究院 化學(xué)室，山西 太原 030001)

　　摘要：大型火電廠中，作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水的石灰軟化水出水pH值范圍較寬，一些機(jī)組凝汽器鋼管因此產(chǎn)生腐蝕、結(jié)垢問(wèn)題。通過(guò)腐蝕和阻垢試驗(yàn)，考察了石灰軟化處理系坑出水pH住對(duì)火電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)腐蝕和結(jié)垢的影響，試驗(yàn)表明，石灰軟化水系統(tǒng)出水pH值為8.5-9.5時(shí)，凝汽唇HSn70-1和BFe30-1-1鋼管腐蝕均較輕；隨pH值增高，冷卻水蛄垢傾向略有增加。
　　關(guān)鍵詞：電廠；石灰軟化；循環(huán)冷卻水；pH值
　　中圖分類號(hào)：TU991.27　　 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B　　 文章編號(hào)：1009—2455(2004)01-0020-03

Effects of pH Values of Lime-Softened Water on Corrosion and Scaling of Copper Tubes in Cooling Water System
HA0 Shu—hong，ZHANG Lei
(Chemical Office of Shanxi Electric Power Research Institute，Taiyuan 030001，China)

　　Abstract：The copper tubes in the condensers of some generating sets in 1arge thermal power plants have the problems of corrosion and scaling because of the wide ranges of pH values of the lime-softened outlet water，which is the makeup water of circulating Cooling water．The effects of the pH values of the outlet water from the lime-softening system on the corrosion and scaling of the circulating cooling water system of thermal power plants were studied through corrosion and anti-scaling experiments．The results of the tests showed that the corrosions of copper tubes HSn70-1 and BFe30-1-1 in the condenser were both lighter when the pH values of the outlet water from the lime-softened water system were 8.5-9.5，while the scaling tendency of the cooling water slightly increased with the rising of the pH values．
　　Key words：power plant；lime-sonened；circulating cooling water；pH value

　　火電廠是用水量較大的企業(yè)，循環(huán)冷卻水占火電廠全部用水量的50％-80％，提高循環(huán)冷卻水濃縮倍率，減少排污損失，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。我國(guó)北方地區(qū)，水的硬度、堿度和含鹽量比較高，為了提高濃縮倍率，一些火電廠采用石灰軟化法成功地將濃縮倍率提高到4-5倍。石灰軟化處理主要流程如圖1。
　　石灰軟化過(guò)程中加硫酸調(diào)節(jié)pH值是重要的一步，硫酸的加入在防止濾池結(jié)垢、降低澄清池出水脫碳水的pH值同時(shí)，也將直接影響循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的腐蝕和結(jié)垢。目前我國(guó)火電廠對(duì)此指標(biāo)沒(méi)有明確標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行的石灰軟化系統(tǒng)出水pH值從7.8到9.8以上都有，有的機(jī)組凝汽器銅管因此出現(xiàn)了腐蝕。本文通過(guò)試驗(yàn)考察不同pH值的石灰軟化水對(duì)火電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)凝汽器銅合金管腐蝕結(jié)垢的影響。

1 試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)用水
　　試驗(yàn)用水取自華北某電廠，生水和石灰軟化主要指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 石灰軟化前后水質(zhì)分析結(jié)果

1.2 試片材質(zhì)
　　 試驗(yàn)試片由目前火電廠常用的HSn 70-1 和BFe 30-1-1 凝汽器銅管制成。
1.3 腐蝕試驗(yàn)
　　 腐蝕試驗(yàn)采用電化學(xué)動(dòng)電位掃描法(Potentio-dynamic)和旋轉(zhuǎn)掛片法(HG／T2159-1991)兩種方法進(jìn)行。
1.4 阻垢試驗(yàn)
　　 阻垢試驗(yàn)采用極限碳酸鹽硬度法測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 石灰軟化水pH值對(duì)銅合金管腐蝕的影響
　　電化學(xué)腐蝕試驗(yàn)以飽和甘汞電極為參比電極，石墨電極為輔助電極，測(cè)定HSn 70-1和BFe 30-1-1材質(zhì)在不同pH值石灰軟水濃縮至5．5倍的極化曲線，掃描速率1 mV／s，根據(jù)極化曲線判斷不同pH值石灰軟化水中銅合金的腐蝕傾向。試驗(yàn)中向石灰軟化水中加入阻垢緩蝕劑的量為7 mg／L，該阻垢緩蝕劑藥品符合《火力發(fā)電廠循環(huán)冷卻水用阻垢緩蝕劑》(DL／T806-2002)標(biāo)準(zhǔn)，其主要指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 緩蝕阻垢劑藥品主要指標(biāo)

　　測(cè)得BFe 30-1-1 和 HSn 70-1 銅合金管的極化曲線見(jiàn)圖1、圖2?？梢钥闯觯谠囼?yàn)范圍內(nèi)，BFe 30-1-1管材隨pH值增加腐蝕傾向增大，HSn70-1 管材隨pH值增加腐蝕傾向減小。

　　將不伺pH值石灰軟化水濃縮至5.5倍(阻垢緩蝕劑加人量7mg／L)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掛片試驗(yàn)，溫度50土1℃，試片線速度0.5m／s，時(shí)間180h，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　由表3可見(jiàn)，試驗(yàn)范圍內(nèi)雖然銅試片平均腐蝕速率均符合《火電廠水汽化學(xué)監(jiān)督導(dǎo)則》(DL 561—95)≤0.005 mm／a的標(biāo)準(zhǔn)，但石灰軟化水pH值小于8.4可能造成HSn 70-1材質(zhì)的局部腐蝕，pH值升高，很耐腐蝕的BFe 30-1-1試片腐蝕加快，這與電化學(xué)測(cè)試一致。許多火電廠考慮經(jīng)濟(jì)因素和防止氨腐蝕，凝汽器空抽區(qū)采用BFe 30-1-1銅管，另外部分采用HSn 70-1管材，這樣作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)充水的石灰軟化水pH值太高對(duì)BFe 30-1-1防腐不利，pH值太低容易造成HSn 70-1局部腐蝕，因此合適的pH值應(yīng)在8.5-9.5之間。
2.2 石灰軟化水pH值對(duì)循環(huán)冷卻水結(jié)垢性能的影響
　　石灰軟化水pH值對(duì)循環(huán)冷卻水結(jié)垢性能的影響用極限碳酸鹽硬度法測(cè)定。不同pH值石灰軟化水加入7mg／L表2所示阻垢緩蝕劑藥品，在55土1℃下恒溫蒸發(fā)濃縮，同時(shí)補(bǔ)充相應(yīng)pH值和加藥量的石灰軟化水，保持2000mL，基本不變，測(cè)定其極限濃縮倍率，以K_cl-K_YD≥0.2為判斷標(biāo)準(zhǔn)，式中：K_cl，K_YD分別為用氯離子和硬度表示的濃縮倍率，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 阻垢試驗(yàn)結(jié)果

　　可以看出，隨硫酸加入量減少和石灰軟化水pH值增加，循環(huán)冷卻水終點(diǎn)pH值略有增加，極限濃縮倍率和極限碳酸鹽硬度均逐漸降低，水質(zhì)結(jié)垢傾向增加。但由于軟化水堿度較小，加入少量硫酸就可以使其pH值有較大變化，因此極限碳酸鹽硬度變化幅度沒(méi)有pH值變化明顯。大型火力發(fā)電廠采用石灰軟化水為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補(bǔ)充水，考慮到濃縮倍率太高的腐蝕問(wèn)題和節(jié)水效益的降低，一般將濃縮倍率控制在5.0以下，由表4可以看出，石灰軟化水pH值在7.6-10.0之間均能滿足濃縮倍率5.0以下不結(jié)垢的要求，因此應(yīng)根據(jù)腐蝕情況決定石灰軟化水出水pH值的控制指標(biāo)。

3 結(jié)論

　　生水經(jīng)石灰軟化處理應(yīng)用于我國(guó)北方火電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)作為補(bǔ)充水，軟化水pH值(即硫酸加入量)影喻循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的腐蝕和結(jié)垢，腐蝕和阻垢試驗(yàn)表，明：對(duì)于同時(shí)包含有HSn 70-1和BFe 30-1-1銅管的冷卻水系統(tǒng)，石灰軟化水pH值控制在8.5-9.5之間，兩種材質(zhì)冷卻管的腐蝕均較小，而且能夠滿足循環(huán)冷卻水濃縮倍率小于5.0倍的要求。

作者簡(jiǎn)介：郝樹(shù)宏(1974—)，男，山西代縣人，工程師，工學(xué)碩 士，從事電廠化學(xué)及循環(huán)冷卻水等研究，電話(0351)4215333，haoshuhong@sohu.com。