真空泵冷却水系统防腐蚀治理浅谈

真空泵冷却水系统防腐蚀治理浅谈

席明亮

（福建大唐国际宁德发电有限责任公司设备部）

福建大唐国际宁德发电公司3、4号机组为600MW超临界机组，分别配置三台50%容量水环式真空泵，正常运行时两用一备，可以采用单抽或双抽的运行方式，启动时三台真空泵可一起投入运行。真空泵型号有两种，分别为2BW4353-0MK4、TC11E。真空泵在机组运行中通过抽取凝汽器中的不凝结气体维持凝汽器的真空。真空泵作为重要辅机，一旦故障退出运行，就会降低机组运行可靠性，甚至导致机组无法维持凝汽器真空，继而出现机组非计划停运。

真空泵要正常运行，用作冷却器冷却水的开式水必不可少。宁德发电公司位于福建省宁德市福安市白马港，紧邻赛江入海口，因此宁德发电公司开式水系统直接抽取海水作为工作介质。由于开式水取水口在赛江入海口附近，所抽取的海水水质随潮汐变化极大，当涨潮时，海水大量倒灌，开式水中的含盐量明显增加，当落潮时，海水减退，开式水中的含盐量下降。加之周边海水养殖及季节、天气影响，导致开式水的水质变化大，腐蚀性强，故而真空泵的冷却器冷却水系统面临着严重的腐蚀问题。真空泵冷却器的冷却水由开式水进水母管引出，经真空泵冷却器冷却水进水母管至每台真空泵冷却器冷却水进水分管，通过真空泵冷却器与真空泵工作液完成热交换，换热后的冷却水经真空泵冷却器冷却水出水分管汇总到真空泵冷却器冷却水出口母管，最终流入开式水出水母管，完成整个换热过程。真空泵冷却器设置冷却水进口门、出口门各一个。

宁德发电公司3、4号机组自投运以后，真空泵组冷却器冷却水系统腐蚀情况就一直比较严重，为了解决腐蚀问题，结合实际对冷却水系统的各个部位进行了针对性的治理。

开式水进、回水母管的管径为DN2200，在机组检修中，定期打开管道人孔对开式水母管内壁除锈打磨、刷漆防腐，并在适当的位置布置了阳极块，以此来减缓海水对开式水母管的腐蚀，起到了一定的效果。

真空泵冷却器冷却水进、回水母管原设计材质为不锈钢，管径为DN200，投运几年后腐蚀情况越来越严重，渗漏点频出，由于管径小，只能通过外部补焊的方式进行临时处理，后调研采购来同规格的衬胶钢管，安装使用效果较好，海水腐蚀性问题基本解决。

真空泵冷却器冷却水进、回水分管原设计材质同样为不锈钢，管径为DN100，后更换为热熔管或电熔管，其中热熔管管径为DN125，电熔管管径为DN100，热熔或电熔材质对海水有极好的耐腐蚀性能，改造后再未发生过腐蚀现象，在这一管段海水腐蚀问题得到了彻底解决。

真空泵冷却器本身采用了耐腐蚀性能强的钛管和钛复合板，冷却器水室端盖采用的是内部衬胶的防腐蚀端盖，抗海水腐蚀能力均较好。整个真空泵冷却器冷却水系统只有冷却水进、出口门成为了海水腐蚀的薄弱环节，多年来一直是真空泵组被腐蚀最严重的部位，也是真空泵组缺陷最易发的部位。

真空泵冷却器冷却水进、出口门的型号为：Z41H-16PDN100，原设计材质为不锈钢316，投运后受海水腐蚀严重，超过半年就开始出现黑色渗水，且渗水点的数量随时间增长逐渐变多。在阀门体上，腐蚀主要表现为点蚀，即阀门阀体的内壁以一个点为中心逐渐腐蚀脱落扩大，缓慢向阀体外壁发展，最后在阀体外壁表面形成一个细小的圆孔，腐蚀污水不断从圆孔流出，最终形成一个以阀体内壁为底面，以阀体外壁为顶点的类圆锥状腐蚀坑洞。阀门的法兰结合面同样受到海水腐蚀，以法兰内径端面开始，金属材质不断被腐蚀脱落，形成坑洞，并继续向法兰外径端面发展，整个法兰结合面被腐蚀的凹凸不平，严重时无法形成密封面，导致海水直接从法兰结合面出渗出。

阀门阀体和法兰面被腐蚀后，给真空泵的安全运行带来了不良影响，即使外边面没有表面出渗水点，阀门内壁也存在的被腐蚀的安全隐患。

为了解决腐蚀问题，在选用同规格型号阀门的基础上，提升阀门阀体的材质等级，把真空泵冷却器冷却水进、出口门更换为更耐腐蚀的不锈钢316L材质的阀门，阀门使用寿命有所延长，但并没有明显的改善，仍然存在严重的海水腐蚀，只能定期更换新阀门。在更换阀门的同时，尝试使用金属修补剂对已经被腐蚀的阀门进行修复，在严格按照金属修补剂使用规范修补后，使用效果不好，且修补剂价格偏高，无法大量运用在实际中。

2015年，在宁德电厂4号机组B级检修中，对4A、4B两台真空泵冷却器冷却水进、出口门及管道进行了改造，将真空泵冷却器冷却水分管改为DN125的热熔管，并将闸阀改为隔膜阀，隔膜阀的型号为：G41J-16CDN125，阀门通流部分及隔膜都采用衬胶或橡胶材质，耐海水腐蚀性能明显增加，有效解决腐蚀问题，在阀门使用期间没有发生腐蚀现象。在解决了阀门腐蚀的问题后，隔膜阀在使用中又出现了新的问题，即隔膜阀无法适应真空泵冷却器冷却水系统的运行工况。真空泵冷却器冷却水系统与开式循环水系统直接相连，在海水涨潮时，真空泵冷却水系统管道内部压力增加，表现为正压系统；当海水落潮时，因虹吸作用，真空泵冷却水系统管道内部压力降低，表现为负压系统。随着每天的海水涨落潮，真空泵冷却水系统管道内部频繁出现正压状态、负压状态变化。而隔膜阀靠阀销固定膜片，在投运后隔膜阀阀销承受着周期性拉伸力、压缩力，导致隔膜阀阀销的使用工况明显恶化。隔膜阀安装投运后2个月，已安装的各台隔膜阀相继发生阀销断裂的情况，最严重的一台隔膜阀阀销直接断裂成3段，不得已，将真空泵冷却器冷却水进、出口门由隔膜阀重新改回为闸阀，并继续在阀门材质上进行调研和探索。

2016年，经调研，双相不锈钢具有更好的抗海水腐蚀能力，宁德发电公司也有4台循环水泵相继将泵体材质升级改造为双相不锈钢SAF2205，使用效果较好，循环水泵抗海水腐蚀能力明显增强。考虑到真空泵冷却器冷却水进、出口阀门是海水腐蚀的集中点，决定采用比SAF2205更高等级的双相不锈钢SAF2507，采购阀门安装试运，使用效果有所提升，耐海水腐蚀性能比不锈钢316L强，但使用一年后，个别阀门仍逐渐出现海水点蚀，整体来看继续使用双相不锈钢SAF2507材质的阀门只能有限度的减缓海水腐蚀，并不能有效的解决海水腐蚀问题。

在使用SAF2507材质阀门的基础上，继续进行调研。发现市场上有一种衬塑闸阀，衬塑闸阀阀体结构与普通闸阀相同，阀杆与阀芯连接，抗拉伸、压缩能力强，同时阀芯、阀杆、阀门内部流道及法兰面全部衬塑，耐腐蚀性也可以得到保证。

2018年，采购了2台衬塑闸阀安装试用。衬塑闸阀自投运后，使用效果良好，衬塑处理后的阀门通流部位抗海水腐蚀能力明显增强，基本避免了海水对阀门内部的腐蚀。闸阀阀杆的结构形式也能适应宁德电厂真空泵冷却水系统管道内部频繁出现正压状态、负压状态交替变化的实际工况，保证阀杆的强度和使用寿命。从整体情况来看，有效的解决了真空泵冷却器冷却水进、出口门严重腐蚀的问题，补齐了真空泵冷却水系统的短板。

真空泵作为电厂的重要辅助设备，在绝大多数电厂中都有安装使用。真空泵的工作液使用闭式水，水质有保证，在各电厂中的通用性很强。真空泵冷却水使用的开式水，通常会结合电厂所在地区的实际情况来选用，内陆电厂会抽取深井水作为开式水，沿河电厂会抽取河水作为开式水，沿海电厂会抽取海水作为开式水。相比较之下，沿海电厂开式水的水质是最差的，最突出的特点就是含盐量多，腐蚀性强，而且不同海域的海水还有各细微的差别。

宁德发电公司的开式水就是水质最差的一种，导致包括真空泵冷却水系统在内的整个开式水系统都面临着严重的腐蚀问题。通过长期的探索、试验，将整个冷却水系统划分为几个部分，分别选用适合的方法逐个治理解决，最终找出了适合于宁德发电公司的有效解决方案，将整个冷却水系统理顺，整治完毕，保证真空泵组能够安全稳定的运行。