韩城发电厂3号机双冷水铜离子超标原因分析及处理

电力18讯：    韩城发电厂(陕西韩城　715415)　韩抚顺　刘文奇
摘　要:对韩城发电厂3号机双冷水铜离子超标原因进行分析,采取了处理措施,使双冷水铜含量处于合格范围内,保证了机组安全运行。
关键词:双冷水　冷水器　铜含量　防腐
中图分类号:ＴＫ264.1　文献标识码:Ｂ　文章编号:1008 4835(2000)03-0059-60
收稿日期:2000-04-04


　　韩城发电厂3号机1998年12月大修完毕启动后,双冷水铜含量持续超标,最低200μｇ/Ｌ、最高达480μｇ/Ｌ左右。铜含量严重超出添加缓蚀剂时双冷水铜含量应≤40μｇ/Ｌ的国家标准。为促使铜含量合格,采用了提高双冷水中ＭＢＴ浓度的办法,即ＭＢＴ浓度控制在1.0～1.5ｍｇ/Ｌ。但发现一经投加缓蚀剂,双冷水电导率即超标,双冷水对地电压升高造成换水频繁,因此无法保证ＭＢＴ在1.0ｍｇ/Ｌ以上,铜含量仍超标。

1　原因分析
    双冷水铜含量超标,可能是发电机铜线棒或大修中更换的三台冷水器中两台铜管遭到腐蚀而引起。为确认发电机铜线棒、冷水器铜管是否存在腐蚀,将大修中更换下来的一台冷水器重新投入运行,并解列另一台新冷水器。即投入运行的冷水器为两台且铜管表面都已形成了良好的保护膜。这一措施实施后,3号机双冷水铜离子在五日内即由大于400μｇ/Ｌ降至40μｇ/Ｌ左右。此时可初步判定新换的两台冷水器铜管存在明显腐蚀,致使铜含量超标。
    为进一步确认,将4号机(此时该机双冷水铜含量为5μｇ/Ｌ)一台冷水器解列,将3号机大修中更新的一台冷水器投入4号机双冷水系统,运行24、36、72、小时后,测定4号机铜含量由最初的5μｇ/Ｌ上升至20、60、100μｇ/Ｌ。遂将原4号机冷水器重新投入运行,解列此台新冷水器后,铜含量上降,三日后即合格。
    由上可以判定,造成铜含量超标的主要原因是,新更换的冷水器铜管(材质为Ｈｓｎ70 1Ａ)在运行中铜管不能形成保护膜所致。
    影响铜管在水中腐蚀的因素主要有水有溶解氧、ｐＨ值、水中二氧化碳含量及水的纯度。从图1可知,不论氧含量的高、低都不可能使腐蚀速度比无氧或低氧时低。而韩城发电厂的双冷水系统为非密闭式敞开系统,双冷水中含氧量远大于密闭式要求的20μｇ/Ｌ,易使铜管遭到腐蚀。
    当水的ｐＨ值在中性或弱碱性范围内,铜的腐蚀速率明显偏低。由于双冷水补充水为除盐水,缓冲性能差,而3号机换水频繁,当双冷水换至导电率合格,对地电压合格时,就使空气中二氧化碳溶入水中,ｐＨ值偏低,从而造成腐蚀速率偏高。而加入ＭＢＴ后电导率又超标、对地电压高,不得不频繁排换水,双冷水中的锌、铜离子被一块排掉,势必造成腐蚀。主要反应为:
    2Ｃｕ+Ｈ2Ｏ=Ｃｕ2Ｏ+2Ｈ++2ｅ
    Ｃｕ-2ｅ=Ｃｕ2+
　　Ｃｕ-2ｅ=Ｃｕ+

2　处理方法
2.1　小型试验
    取一未经成膜的试片(材质与新冷水器管材相同),悬挂在一敞口容器中,进行动态成膜试验(模拟三台冷水器铜管外表面积与系统双冷水容积比例进行)。
    试验条件:成膜液温度35～43℃(模拟我厂发电机双冷水系统实际温度);ＭＢＴ浓度3.0ｍｇ/Ｌ左右;ｐＨ值>6.8,确保在7.3左右。
    每日分析测定铜含量、ＭＢＴ浓度、ｐＨ值。保持容器液位不变(不排水),水位下降后即补充除盐水。经过8天试验发现,铜含量处于30～40μｇ/Ｌ,未继续增高。见表1。这时,将容器中的溶液全部排放,充入ＭＢＴ浓度为0.6～1.1ｍｇ/Ｌ的除盐水溶液。在动态下试验。测试数据见表2。经过96小时,铜含量仅在3～5μｇ/Ｌ。
    通过试验发现,试片在ＭＢＴ3.0ｍｇ/Ｌ,ｐＨ值7.3左右溶液中即能形成良好保护膜。将形成保护膜的试片放入ＭＢＴ0.6～1.1ｍｇ/Ｌ的溶液中,试片的腐蚀速率较低,系统铜含量不大于5μｇ/Ｌ。
2.2　冷水器一次性成膜
    根据小型试验经验,将大修中更新的冷水器,从运行系统中解列,连接一闭式循环系统,对此冷水器用ＭＢＴ进行动态一次性成膜。
    成膜条件:水温35～43℃(模拟我厂发电机双冷水系统实际温度);将ＭＢＴ浓度控制在4.0ｍｇ/Ｌ左右;ｐＨ值>6.8,在7.3左右。不断补充除盐水使溶液箱液位保持不变。试验数据见表3。
　　由表3看出,成膜补期,ＭＢＴ消耗量比较大,ｐＨ值下降较快,从第一天14时45分开始,ＭＢＴ在4.2ｍｇ/Ｌ左右,两小时后即降至0.4ｍｇ/Ｌ,立即补加,以保证ＭＢＴ浓度在4.0以上,后又多次补加。在24小时内系统铜含量由最初的5.0μｇ/Ｌ上升至80μｇ/Ｌ,在后来的试验中发现铜含量基本不再升高。这表明此时铜管腐蚀速率较低,继续成膜四日后停止。
    将此台冷水器系统中水排尽,补入新的除盐水,溶入ＭＢＴ,保证ＭＢＴ浓度在0.8ｍｇ/Ｌ左右。并测定铜含量、ＭＢＴ逍度、ｐＨ值。