電廠直流系統(tǒng)常見故障及運行

【專家解說】：1 概要 電力工業(yè)是能源工業(yè)的重要組成部分，確保發(fā)電設(shè)備的安全生產(chǎn)是非常重要的。在我國的發(fā)電設(shè)備中，火力發(fā)電設(shè)備占71.8%，是主要的電能生產(chǎn)方式， 除此之外，還有水電設(shè)備、核電設(shè)備及地?zé)崤c風(fēng)力發(fā)電設(shè)備等。經(jīng)調(diào)查，不同電力設(shè)備均存在腐蝕問題 。腐蝕故障輕者使發(fā)電設(shè)備運行不正常，影響電能質(zhì) 量，重者引起意外停機而中斷電力供應(yīng)，因此世界各國對電力設(shè)備的防腐工作都給予足夠的重視。 2 火力發(fā)電廠水系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕火力發(fā)電是靠燃煤或燃油/氣釋放的熱能將水加熱成蒸汽，來推動汽輪機作功，轉(zhuǎn)化為電能。蒸汽的冷卻是由冷卻水系統(tǒng)通過凝汽器完成的。為了節(jié)約用水，濱海電廠的冷卻水通常采用敞開式海水冷卻。但因海水是較強的腐蝕介質(zhì)，必然會對設(shè)備產(chǎn)生不同程度的腐蝕。在火力發(fā)電廠中，容易產(chǎn)生腐蝕的設(shè)備通常是與海水接觸的輸水管、凝汽器、泵、軸、葉輪、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、攔污柵等。腐蝕形式有以下幾種： 2.1 電化學(xué)腐蝕 鋼鐵在海水中主要發(fā)生氧腐蝕，碳鋼是電廠循環(huán)水設(shè)備主要用材，如輸水管道、 水室等。由于海水的強腐蝕性，因此，必須采用相應(yīng)的保護措施。 2.2 電偶腐蝕 電偶腐蝕是由于具有不同電極電位的材質(zhì)在介質(zhì)中電連接造成的，電位負(fù)的金屬腐蝕加速，而電位正的金屬受到保護。如凝汽器的管束和管板多用不同的 材質(zhì)，并采用脹接方式連接，如黃銅-不銹鋼、黃銅-碳鋼、白銅-不銹鋼、鈦-鈦的組合形式；旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)的碳鋼-不銹鋼組合等，在海水介質(zhì)中，使電位負(fù)的金 屬加速腐蝕，在火力發(fā)電廠此種腐蝕也是常見的 。 2.3 選擇性腐蝕 主要是指黃銅在海水中發(fā)生的黃銅脫鋅腐蝕。產(chǎn)生黃銅脫鋅腐蝕的機理主要有兩種：一種是鋅選擇性溶解理論，另一種是溶解-沉積理論?？刹捎玫弯\黃 銅或在黃銅中加一定量的砷來抑制黃銅脫鋅的腐蝕。 2.4 局部腐蝕 由于海水中活性陰離子Cl的存在，破壞材料表面的鈍化膜，形成小陽極大陰極的腐蝕電池，使局部出現(xiàn)孔蝕，縮短設(shè)備的使用壽命，造成海水泄漏。與 全面腐蝕相比，局部腐蝕的危害性更大。在碳鋼設(shè)備內(nèi)壁涂刷涂料時，要避免局部的破損。另外，在海水介質(zhì)中要選擇耐孔蝕的金屬材料。不銹鋼是電廠凝汽器管束、管板、泵軸、軸套的可選材之一，一定要選擇含鉬不銹鋼才能避免孔蝕的發(fā)生。 2.5 沖刷腐蝕 沖刷腐蝕是由于海水存在一定的流速，而且海水中含有少量的泥砂造成的，常發(fā)生在拐彎處和水流直接沖到的位置。此種腐蝕的解決存在一定的難處。 除了以上所列腐蝕形式外，還存在縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕等。這里不再敘述。 3、 防護措施 3.1 選擇耐蝕材料 選擇耐蝕材料，可以從根本上解決腐蝕問題，是大家所希望的。但所花經(jīng)費太多，實際上不可能把所有的設(shè)備都換成貴金屬材料。所以，通常在關(guān)鍵部位 選用，如用鈦制作凝汽器的管束及管板等。 3.2 陰極保護 陰極保護是防止或減緩設(shè)備腐蝕行之有效的方法。根據(jù)陰極保護極化電流的來源不同，陰極保護技術(shù)分為外加電流的陰極保護和犧牲陽極的陰極保護， 均已成為成熟的技術(shù)在工程上得到應(yīng)用。這兩種方法的原理相同，但供給電流的方式不同，各有優(yōu)缺點。 3.2.1 外加電流的陰極保護 利用直流電源，通過輔助陽極給被保護的金屬通以恒定電流，使之陰極極化，以減輕和防止腐蝕。主要優(yōu)點，輸出電流可調(diào)，有效保護范圍大，大型工程投資費用較小，施工地點集中。缺點是，需要外部電源，平時需專門人員管理。 3.2.2 犧牲陽極的陰極保護 在被保護的金屬上連接一種電位更負(fù)的金屬或合金作為陽極，它與被保護金屬在電解質(zhì)溶液中組成大電池，使被保護金屬變成陰極而陰極極化，從而得到保護。主要優(yōu)點：不需外部電源，不用維護管理，不會對鄰近非保護金屬構(gòu)筑物產(chǎn)生干擾腐蝕，在有雜散電流影響的區(qū)域，可以起到排流的作用。缺點是：輸出電流不易調(diào)節(jié)，大型工程投資費用較高。 綜上所述，無論是由外部電源引入的保護電流還是由電池內(nèi)產(chǎn)生的電流，都必須達(dá)到足夠克服和抵消離開金屬陽極區(qū)的腐蝕電流，也就是說，如果能把腐蝕電流抵消掉等于零，金屬腐蝕就停止了。 工程實踐表明：防止碳鋼循環(huán)水管、凝汽器等設(shè)備的腐蝕，陰極保護是常采用的較好方法。但為了減少保護面積，節(jié)約電能，對碳鋼材料的保護常采用陰 極保護與涂層聯(lián)合的保護方法。國內(nèi)外火力發(fā)電廠大多都采取了相應(yīng)的措施，如華能大連電廠、華能營口電廠、華能丹東電廠、深圳媽灣電廠、鎮(zhèn)江電廠等， 取得較大的經(jīng)濟效益。在陰極保護設(shè)計與實施中，保護電流密度的選擇、如何使保護電流均勻分布，是十分關(guān)鍵的。另外在對與鈦電連接的設(shè)備實施陰極保 護時，還要防止鈦的氫脆問題，即控制使鈦產(chǎn)生氫脆的臨界電位值。關(guān)于引起鈦氫脆的臨界電位值究竟是多少，圍繞此研究開展了許多工作 。 4、腐蝕經(jīng)濟與管理 腐蝕是材料在各種環(huán)境作用下發(fā)生的破壞和變質(zhì)，遍及國民經(jīng)濟各部門，給國民經(jīng)濟帶來巨大的損失。根據(jù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的調(diào)查，每年因腐蝕造成的濟損失約占國民生產(chǎn)總值的2%～4%，我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失至少達(dá)200億元。腐蝕的經(jīng)濟損失可分為直接損失和間接損失兩大類。直接損失是指更換被腐蝕掉的結(jié)構(gòu)、機器或零件所需的經(jīng)費和采取防護措施的經(jīng)費。而間接損失較難估計，通常包括停工、產(chǎn)品損失、降低產(chǎn)品效率、產(chǎn)品的污染以及腐蝕 導(dǎo)致的人身安全事故等所需的費用。材料性能是技術(shù)判據(jù)，資源、能源和環(huán)保即是社會問題，也有經(jīng)濟問題，因此，經(jīng)濟是材料的重要判據(jù)。腐蝕即是材料的一種破壞現(xiàn)象，就必須考慮經(jīng)濟問題。搞好腐蝕與防護工作，關(guān)系到節(jié)約能源、節(jié)省材料、保護資源、保護環(huán)境、保證正常生產(chǎn)和人身安全，發(fā)展新技術(shù)等一系列重大的社會和經(jīng)濟問題。為了減少腐蝕的經(jīng)濟損失，以及對腐蝕的失效進行有效分析，須從管理方面從事協(xié)調(diào)和配合。管理與科技信息具有同樣的重要性。 參考文獻(xiàn) [1] 竇照英，電力工業(yè)的腐蝕與防護，化學(xué)工業(yè)出版社，1995.2 [2] 陳強等，湛江發(fā)電廠循環(huán)水泵的腐蝕防護綜合治理，廣東電力， 2003，Vol.16，NO.4 [3] 胡學(xué)文等，陰極保護防蝕技術(shù)在火力發(fā)電廠凝汽器上的應(yīng)用研 究，電力學(xué)報，2001，Vol.16，NO.3 [4] 孟超等，陰極保護技術(shù)在濱海電廠凝汽器防腐上的應(yīng)用，腐蝕 科學(xué)與防護技術(shù) 2001，Vol.13，增刊 [5] 周國定等，電化學(xué)方法應(yīng)用于電力設(shè)備防腐蝕，上海電力學(xué)院 學(xué)報，2001，Vol.17，NO.3 [6] 郭敏，鈦的應(yīng)用與腐蝕，全面腐蝕控制，2000，Vol.14，NO.2 這個是網(wǎng)上找的，看行不。