中水对凝汽器铜管庸蚀性强，导致凝汽器频繁发生泄漏。通过采用TP316L不锈钢管替代铜管，并做好不锈钢管的安装及运行维护工作，解决了中水对凝汽器管的腐蚀问题，保证了凝汽器安全运行。

1项目背景

火电厂是用水大户，它的耗水量约占工业用水量的20%，而循环冷却系统的补充水量又占火电厂用水量的80%。山东光明热电股份有限公司3机凝汽器管材质为HSn70-1AB铜管，循环水补水为矿井排水。随着矿井开采深度的加大，排水量降低，由于缺水严重制约着电厂的安全经济运行。

2009年开始使用矿区污水处理厂中水作为循环水补水，从挂片监测情况看有明显腐蚀现象，大修时对凝汽器抽管检查，铜管内壁有蓝绿色附着物，部分点蚀坑深度在0.2~0.3mm，产生明显的局部脱锌腐蚀，酸洗时产生镀铜现象，严重影响机组的安全经济运行。针对此问题，采用TP316L不锈铜管替代铜管，加强不锈铜管的安装及运行维护，以保证凝汽器安全运行。

在未使用中水前，腐蚀率均在国家标准0.005mm/a以下，使用中水后，挂片的腐蚀率如表1所示。

使用中水后腐蚀成倍增加，后虽经加缓蚀剂处理，腐蚀有所降低，但仍远高于国家标准。分析其原因主要为中水含有的氨氮加速了铜管的腐蚀速度。污水处理厂排放指标执行GB18918-2002生活污水排放标准，氨氮小于25mg/L，正常情况下控制在10-20mg/L，而黄铜管适用于较清洁水质，其指标为：c（s2-）<0.02mg/L，c（NH，）<1mg/L，c（NH，-N）<1mg/L，CODM<10mg/L.铜管对应力腐蚀破裂敏感，当同时存在足够大的拉应力和含氨的腐蚀介质时，会导致发生点蚀，而引起腐蚀的主要因素又互相影响，污染水质中的硫化物对腐蚀起促进作用。因此在污染水质中点蚀一且发生，其腐蚀速度发展很快。该台机组还担负着矿区冬季循环水供暖的任务，供热出水温度在6070℃，温度高增加了铜管的脱锌腐蚀。

2凝汽器管的选择

正确合理地选用凝汽器管，是防止凝汽器管腐蚀、延长其使用寿命的重要措施。随着薄壁直缝不锈钢焊接管技术的发展，其在电厂凝汽器中的应用越来越广泛。薄壁直缝不锈钢焊接管比重小、管壁薄，在TP316L不锈钢管根数相同情况下，其重量仅为铜合金管的57%左右。不锈钢与大多数铜合金材料不同，它在普通冷却水中为钝态，不需要再次生成保护膜，且能够抵抗硫离子、氨等污染水源的腐蚀，具有优异的抗磨性。一般情况下，除点蚀、缝隙腐蚀、微生物腐蚀外，其他类型的腐蚀极少发生，在解决凝汽器管腐蚀方面有着极大的优越性。

在使用中水的凝汽器机组中采用不锈钢管有较大的优势，但不锈钢对氯离子敏感，所以选择不锈钢品种时应参照表2循环水氯离子浓度在300~400mg/L，因此选择TP316材质能够满足要求。壁厚越薄，安装时就越难，胀接时要求就越高，而且抗振性能降低，磨穿加快，寿命降低。该机组还担负着冬季循环水供暖的任务，期间循环水温度高、压力高，所以选择壁厚0.7mm管。随着有色金属价格的大幅提高，不锈钢管的性价比逐渐优于铜管。该机组以0.7mm TP316L替代1.0mmHSn70-1AB铜管的费用（铜管回收）情况如表3所示。

3"机组凝汽器参数如下：铜管规格：20 x1 x4562mm；冷却面积：1000m；循环水量：2016m/h；管内平均循环水流速：1~2m/h；设计进水温度：27℃；凝汽器端差：<7~12℃；凝汽器管材：HSn70-1AB铜管；铜管根数：3540根。

综合以上，说明凝汽器不锈钢管更换在技术上是可行的，经济上是合算的，操作安全是可靠的。

3不锈钢管的更换操作流程

不锈钢管具有优良的技术经济性能，但也必须合理选材、规范安装、正确运行。只有这样，才能发挥不锈钢管凝汽器的优越性。

3.1不锈钢管化验数据

安装前对管材化验数据及外观进行仔细检查。不锈钢带来自山西太钢不锈钢股份有限公司，批号、箱号、炉号三号齐全。外壁焊缝与外壁母材平齐，内焊缝高度不高于母材0.1mm。内外表面光滑、光亮、无凹痕及其他缺陷，弯曲度<2.0mm/m。

3.2施工

3.2.1エ艺

工艺流程：割管→拔管→抽管→新管检查→TP316L不锈钢管工艺性能试验（试胀）→管板孔的清理→管头抛光→穿管→胀管→灌水试验。

3.2.2准备工作

1）施工所需的工具、设备及其他辅材，施工前须准备齐全，做到专管专用。操作施工现场保持清洁。2）容器内安装12V照明。

3.2.3拔卸旧管

1）清理端板水室污垢。

2）拆卸TP316L不锈钢管堵头，清理打扫管口内壁100mm深的管垢。

3）使用隔板内切管器，在端板一边将所需要换的旧铜管隔板切断。

4）拔管机分两端同时拔管，拆除旧铜管时不能损坏管板、管板孔。

3.2.4穿管

1）凝汽器壳体内外所有管孔测量，管板孔与TP316L不锈钢管间隙应为0.2-0.5mm，管板和隔板的管孔中心线达到穿管要求。

2）清除管板及板孔内的铁屑和杂物，直到呈现金属光泽为止。不得形成纵沟槽和椭圆，并用有机溶剂进行清理。

3）对不锈钢管进行外观检查。TP316L不锈钢管两端管头打磨光亮，TP316L不锈钢管表面应无裂纹、砂眼、毛刺、凹陷、折纹、腐蚀、油垢等缺陷，管内无杂物，被压扁的、无法校直的TP316L不锈钢管不得穿入。

4）穿管时，为了使TP316L不锈钢管准确地插入相应的管孔内并防止TP316L不锈钢管损伤或错穿，需使用穿管引导器。穿入费力时，不可强行打入，以免损坏不锈钢管。TP316L不锈钢管露出管板长度1.5~2mm。

5）穿管从凝汽器底部开始，由下而上进行，遇空抽区时先穿空抽区不锈钢管，不得踩踏不锈钢管，以免TP316L不锈钢管损伤。

3.2.5胀管

1）按胀管要求进行试胀，试验在临时管板上进行，合格后方可进行胀管。

2）采用两端翻边胀接工艺，不允许扩胀部分超过管板内壁。

3）胀管深度控制在管板厚度的75%~90%，无欠胀或过胀现象，扩胀系数为8%~11%，管壁的减薄量应在管壁厚度的4%-6%之间。

4）TP316L不锈钢管胀接前在管板四角及中央各胀一根标准管，以检查管板距离有无不一致和管板中央个别部位有无凸起造成长度不足的情况。TP316L不锈钢管胀接程序应根据管束分布情况对称进行。不得因胀接程序不合理而造成管板变形。

5）TP316L不锈钢管穿入后应先胀一端，另一端用板外内切管器统一切平后，管口露出管板1.5-2mm，再进行翻边胀接，翻边角度应在12-150。用电动胀管机胀管，胀口或翻边应平滑光亮，无裂纹（见图1）。

3.2.6灌水试验

凝汽器汽侧灌水试验前，内部应清扫干净，装设临时支座，用除盐水做灌水试验，水温不低于s℃。灌水高度要充满整个冷却管的汽侧空间，并高出顶部冷却管100mm，维持24h不渗漏即为合格。试验结束后，要及时将水放尽。

4运行注意事项

1）高度重视不锈钢管的杀菌灭藻。

不锈钢管不像铜管那样具有杀菌作用，却又同其他材料一样也存在微生物腐蚀，而冷却塔内光照、温度等适宜微生物生长，所以不锈钢管的杀菌灭藻工作就显得尤为重要。投运前应确保胶球清洗系统能够正常投运。不锈钢管对氯离子比较敏感，所以应采用非氧化性杀菌剂抑制微生物增殖、附着、剥离粘泥，并定期更换非氧化性杀菌剂种类，防止菌类对药剂产生抗药性，降低处理效果。

2）保持冷却水高流速运行。

冷却水长期低流速运行或长期停留在凝汽器内会降低不锈钢管耐腐蚀性，流速对不锈钢的点蚀电位有较大影响。因此在不引起不锈钢管冲击腐蚀的情况下，应尽量以高流速运行，有利于防止淤泥在管内和水室沉积。

3）做好停备用保护。

不锈钢管凝汽器的停运保护工作比铜管凝汽器更为重要，因为不锈钢表面会在停运期间产生点蚀。不锈钢管凝汽器停运时要特别注意氯化物的富集，凝汽器停用时管内的残留循环水会蒸发浓缩，沉积物下的C1-浓度增大，致使局部地方超过不锈钢管的许用CI浓度，而引起其快速腐蚀。可在停备用期间采用湿式或干式保护法。干式保护就是将循环水放空，用除盐水冲洗，然后通风保持干燥。湿式保护即在排空后注入除盐水，并始终保持满水位。

4）力求保持不锈钢管的内部清洁。

不锈钢的良好耐蚀性依赖于其表面存在的钝态氧化膜，而表面清洁、结构均一，是形成均匀、致密钝化膜的前提条件。由于不锈钢对氯离子的敏感性较强，当氯化物在垢层下浓缩达到危害性浓度时，就会引起不锈钢凝汽器管的点蚀。因此保持不锈钢管的内部清洁对防止凝汽器不锈钢管的腐蚀起着非常重要的作用。对于发生在各种冷却器上的应力腐蚀破裂，往往温度的影响要比CI-浓度的影响还重要，因此要注意氯离子浓度和温度的联合作用。

5效益分析

5.1更换不锈钢管的腐蚀率统计更换不锈钢管后腐蚀情况如表5所示。

更换TP316L不锈钢管后，腐蚀率大幅降低，低于国家标准0.005mm/a的标准，使中水回用成为可行，年可利用中水50万1以上。

5.2汽轮机参数的变化

更换不锈铜管后汽轮机参数变化情况如表6所示。

更换后真空度提高了2.9个百分点，端差降低了1.6℃，机组的整体热效率提高。

6结语

不锈钢管具有良好的机械性能，耐蚀性能和经济性能，对氨氮含量高的中水具有铜管无法比拟的抗腐蚀能力，因此为水资源短缺的地方利用中水提供了一条路径。同时应做好选材、安装、运行维护充分发挥其技术、经济优势。