|
1．FZJ-Ⅱ型凝汽器管腐蚀在线监测系统简介
西安热工研究院有限公司承担了国家电力公司重点科技攻关项目“凝汽器管腐蚀在线监测装置的研制及其应用的研究”，成功研制出FZJ-Ⅱ型凝汽器管腐蚀在线监测系统，获2004年中国电力科技二等奖，2008年获得美国发明专利。该系统有以下特点：
本装置是国内外首个能同时测量凝汽器管均匀腐蚀速率和点腐蚀（小孔腐蚀）速率的在线监测装置，可以快速（两分钟内）准确地测量运行机组凝汽器管的实际腐蚀速率，可以实时跟踪凝汽器管均匀腐蚀和局部腐蚀速率的变化。
其主要性能指标
项目 |
指标 |
项目 |
指标 |
均匀腐蚀测量灵敏度 |
0.0001 mm/a |
小孔腐蚀测量灵敏度 |
0.001 mm/a |
均匀腐蚀测量响应时间 |
≤5min |
小孔腐蚀测量响应时间 |
≤1s |
腐蚀电位测量灵敏度 |
0.1mV |
连续自动测量时间 |
≥4000h |
腐蚀电位测量响应时间 |
≤1s |
极化电阻测量误差 |
≤3%（模拟电阻） |
FZJ-Ⅱ型凝汽器管腐蚀在线监测系统配备高性能计算机，windows操作界面，具有自动监测功能，可连续自动监测凝汽器管的小孔腐蚀速率、腐蚀电位和均匀腐蚀速率，实现自动储存和数据处理。仪器经过特殊的防干扰设计，在现场使用中抗干扰性强，测量结果重现性好。
2．使用FZJ-Ⅱ腐蚀在线监测系统的作用
可以及时发现凝汽器管的腐蚀问题；检验凝汽器管防腐措施的有效性，并指导调整防腐措施，直到凝汽器管腐蚀问题得到有效地解决。采用该技术可取得以下经济效益：(1)及时发现腐蚀问题，并指导采取经济有效的防腐措施，从而避免凝汽器管的快速腐蚀损坏，避免凝汽器管泄漏造成的水冷壁腐蚀、结垢、爆管和汽轮机积盐。(2)优选缓蚀剂和防腐措施,可避免使用无效和低效缓蚀剂造成药品费的浪费和耽误铜管的防腐。(3)优化加药量。可以在保证缓蚀效果的情况下，减少加药量，节约缓蚀剂药品费用。
（1）确保凝汽器管防腐效果
影响凝汽器管腐蚀的因素很多，例如管材质量的差异、沉积物的形成、微生物的附着、水温的变化、水流速的变化、水处理药剂质量和剂量的变化、水质的变化、加酸量的变化、杀菌剂的种类和剂量、缓蚀剂的质量和剂量变化、停机保养情况等各种因素都会影响或引发凝汽器管的腐蚀。因此，如果不采取有效的腐蚀监测，随时都会发生凝汽器管的加速腐蚀问题。由于机组连续运行的特点，如果不采用有效的腐蚀监测，这些腐蚀问题得不到及时发现，造成凝汽器管的腐蚀损坏。
使用FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统可以随时发现凝汽器管腐蚀速度的变化，结合当时其它因素的变化情况，可以较准确地判断腐蚀原因；同时指导现场采取相应的防腐措施，例如运行中成膜、改变缓蚀剂的种类或增加缓蚀剂的剂量、投加杀菌剂或粘泥剥离剂、加强胶球清洗等措施，直到腐蚀速度得到有效控制。因此，有效的腐蚀在线监测是确保凝汽器管防腐成功的关键。
（2）确保凝汽器管局部腐蚀得到有效的控制
凝汽器管局部腐蚀是造成凝汽器管腐蚀损坏的常见原因，占凝汽器管水侧腐蚀损坏事故的80%以上。以往采用挂片测量失重的方法和国内其它测量均匀腐蚀速度的电化学方法测量的腐蚀速度较低时，并不能保证凝汽器管的局部腐蚀也得到有效控制。由于局部腐蚀的特点，很多情况下均匀腐蚀降低了，局部腐蚀并不降低，有时局部腐蚀反而增加。
FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统在国内外首次实现了对凝汽器管局部腐蚀的在线监测，可以对采取的防止局部腐蚀措施的效果进行在线评估，避免减少均匀腐蚀却加速局部腐蚀的现象发生，确保采取的防止局部腐蚀的措施有效。
（3）提高防腐处理的经济性
以往电厂发现凝汽器管腐蚀，许多药剂生产厂家均可提供缓蚀剂。如果没有腐蚀在线监测手段，很难确定这些缓蚀剂的效果。盲目地选择缓蚀剂不仅造成浪费，也会延误防腐时机，使铜管进一步腐蚀损坏。另外，药剂生产厂家从经济利益出发，往往要求电厂增加缓蚀剂的加药量。
采用FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统可以准确判断缓蚀剂的防腐效果，选择缓蚀效率高价格合理的缓蚀剂；运行中根据腐蚀速度的具体情况调节缓蚀剂的加药量，避免过量加药造成的浪费，因此可以在保证防止凝汽器管腐蚀的前提下，节省大量的药剂费用，取得显著的经济效益。
（4）提高机组运行的安全经济性
- 及时发现腐蚀问题，并指导采取经济有效的防腐措施，从而避免凝汽器管的快速腐蚀损坏。可节约凝汽器换管费用数百万元。
- 避免凝汽器管泄漏造成的水冷壁腐蚀、结垢和爆管，避免爆管损失一百万元以上。
- 避免凝汽器泄漏引起的水冷壁结垢和汽轮机积盐，从而避免结垢和积盐引起的锅炉效率降低和汽轮机效率降低，降低煤耗，延长锅炉的酸洗周期，每年每台机组可节约费用数百万元。
3.FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统与国内同类技术的比较
（1）解决传感器测量结果的代表性问题
国内现有的腐蚀测量传感器是用与被测金属相同材质的金属加工成棒状电极，制成三电极或双电极传感器，安装在凝汽器水室或循环水系统中。这种电极的表面状态与凝汽器铜管内壁的表面状态完全不同，传感器表面的流体状态与凝汽器管内表面的流体状态也不同。一台凝汽器有上万根铜管，多年凝汽器涡流探伤的经验表明，虽然铜管材质相同，接触的水质也相同，但总是有一部分铜管腐蚀严重，一部分铜管腐蚀较轻或者不腐蚀。上述方法制造的腐蚀传感器监测的腐蚀速度可能与腐蚀较轻的铜管的腐蚀速度相同，其结果是认为铜管不腐蚀了，一段时间以后仍然会发生凝汽器管的腐蚀泄漏，腐蚀监测未起到应有的作用。
FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统，采用涡流探伤的方法找到腐蚀最严重的铜管和腐蚀程度最有代表性的铜管。将这两种铜管抽出，制作凝汽器管在线监测传感器。这种腐蚀监测传感器的腐蚀在线监测结果代表所有凝汽器管的腐蚀情况。这样，FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统测量的凝汽器腐蚀速度得到控制，就确保所有凝汽器管的腐蚀速度得到有效控制。
（2）局部腐蚀速度的测量
凝汽器管局部腐蚀是造成凝汽器管腐蚀损坏的常见原因，占凝汽器管水侧腐蚀损坏事故的80%以上。以往国内外没有在线测量局部腐蚀速度的方法。国内其它测量均匀腐蚀速度的电化学方法测量的腐蚀速度较低时，并不能保证凝汽器管的局部腐蚀也得到有效控制。由于局部腐蚀的特点，很多情况下均匀腐蚀降低了，局部腐蚀并不降低，有时局部腐蚀反而增加。
FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统在国内外首次实现了对凝汽器管局部腐蚀速度的在线监测，可以对采取的局部腐蚀防止措施的效果进行在线评估，避免了减少均匀腐蚀却加速局部腐蚀的现象发生，确保采取的防止局部腐蚀的措施有效。
4.FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统的使用方法
在机组检修期间，对凝汽器铜管进行涡流探伤（抽查或全部检测），并抽取1～2根有代表性的铜管制作腐蚀测量传感器。
在凝汽器外部安装FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统。
在凝汽器运行期间测量凝汽器铜管腐蚀速率和腐蚀状态随时间的变化情况。
调整凝汽器运行防腐措施（包括试验不同的缓蚀阻垢剂、不同的杀菌处理、不同的成膜工艺等），监测不同防腐措施前后腐蚀速率和腐蚀状态的变化，最终确定一种经济可靠的防腐措施，有效控制凝汽器铜管的腐蚀泄漏。
5.应用情况简介
（1）山东章丘发电厂应用情况
山东章丘发电厂安装两台135MW机组，凝汽器安装上海产的HSn70-1黄铜管。由于铜管表面有残碳膜，#1机组2002年9月投产，2003年2月凝汽器铜管发生大面积点腐蚀泄漏，一次堵管480多根。2003年5月将#1机组凝汽器全部铜管更换为不锈钢管，直接经济损失达200多万元。为了避免#2机组凝汽器铜管发生同样的腐蚀泄漏，2003年5月采用FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统对#2机组凝汽器防腐处理进行优化处理，使腐蚀得到有效控制，同时，对缓蚀剂加药量进行优化，在缓蚀剂生产厂家推荐加药量的基础上减少加药量，一台机组每年节约加缓蚀剂成本12.8万元。#2机组运行两年多未发生腐蚀泄漏，涡流探伤检查也未发现铜管有明显腐蚀。
（2）神头第一发电厂应用情况
神头第一发电厂#6机组装机容量200MW，凝汽器安装捷克产的海军黄铜管。该机组1986年投产，2003年11月涡流探伤发现凝汽器约30%的铜管发生局部腐蚀，约10%以上的铜管腐蚀穿透。2004年2月采用FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统对凝汽器防腐处理进行优化。首先对电厂采用的成膜防腐处理（铜缓蚀剂一次成膜）效果进行检查，发现成膜处理可减小均匀腐蚀速率约40%，但对于危害最大的局部腐蚀无防腐效果，甚至局部腐蚀有明显的增大。随后对运行中添加缓蚀剂的效果进行监测和优化，最终确定的处理方案不仅使均匀腐蚀降低到标准值以下（小于0.005mm/a），同时使局部腐蚀速率降低70%以上。采用FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统避免了同类型的其他3台200MW机组采用无效的铜缓蚀剂一次成膜处理（甚至增加局部腐蚀速率），可减少处理成本几十万元，同时采用运行中添加缓蚀剂处理，有效地控制了局部腐蚀速度，延长了铜管的使用寿命，保证了机组的安全经济运行。
（3）华能德州发电厂应用情况
华能德州电厂#5、#6机组装机容量为2×660MW，凝汽器采用HSn70-1B黄铜管。#5、#6机组分别于2002年6月29日和2002年10月13日完成了168小时试运行。2002年11月27日，在#5机组试运行6个月、#6机组试运行2个月后，对凝汽器进行抽管检查，发现管内壁出现了有规律的、与铜管轴向成一定角度（约45°）的交叉条纹状损伤，并且部分铜管出现点腐蚀。2003年5月10日#6机组采用FZJ-Ⅱ型腐蚀在线监测系统，经过一个多月的监测和调整，均匀腐蚀速度降低到0.002mm/a以下，条纹状腐蚀速度能控制在0.005mm/a左右，点腐蚀速度能控制在0.02mm/a以下。指导现场采取经济有效的防腐措施，避免更换铜管造成巨大浪费，同时也保证了机组的安全经济运行。
|
