水循環(huán)系統(tǒng)中結(jié)垢和金屬設(shè)備的腐蝕長期以來一直困擾著發(fā)電企業(yè)。在循環(huán)水中加入一些藥劑或是允許換熱冷卻設(shè)備不間斷的排出污水，就會對水資源造成嚴(yán)重污染。企業(yè)每年在防止水循環(huán)結(jié)垢和避免金屬腐蝕方面花費的成本相當(dāng)于發(fā)電企業(yè)總投資成本的5%左右。水處理工作向來是國內(nèi)外發(fā)電企業(yè)重大的科研課題之一，長期以來人們從來沒有停止過對結(jié)垢和金屬腐蝕現(xiàn)象的研究，本文僅就腐蝕問題做一些探討。

一、循環(huán)水系統(tǒng)發(fā)生腐蝕的原因分析

1.1 發(fā)電設(shè)備本身存在的問題

市場經(jīng)濟(jì)的大背景下，競爭日趨激烈，不可避免的有些設(shè)備供應(yīng)商為了謀取不正當(dāng)利益，在設(shè)備生產(chǎn)上動了手腳。如有的廠商考慮到耐腐材料的成本較其他材料高出許多，往往會選擇偷工減料，通過給金屬表面鍍膜的方法達(dá)到暫時的工作要求，這就為電廠的安全生產(chǎn)埋下了一個很大的隱患。由于循環(huán)水多是城市中中水或海水，因此水中含有大量的活性陰離子，設(shè)備的表層膜極易和陰離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而受到破壞，進(jìn)而引起金屬內(nèi)部重要結(jié)構(gòu)發(fā)生進(jìn)一步腐蝕，輕則影響供電質(zhì)量，重則會導(dǎo)致整個火力發(fā)電廠停機(jī)維修。若在海水為主要循環(huán)水的發(fā)電廠中，這種現(xiàn)象會更為嚴(yán)重，因為循環(huán)水系統(tǒng)中大部分鋼鐵設(shè)備在海水中都會受到氧化腐蝕，造成設(shè)備發(fā)生海水滲漏，進(jìn)而影響其正常工作。

1.2 水循環(huán)中水質(zhì)問題

按照國家有關(guān)文件對工業(yè)用水的要求，火力發(fā)電廠應(yīng)盡量使用可再生水源，如：經(jīng)生化處理后的城市中水作為工業(yè)用水，尤其是電廠中用水量較大的循環(huán)冷卻水。同時，由于火力發(fā)電廠自有的生產(chǎn)用水水源往往會受到日常生活垃圾和工業(yè)垃圾的污染。這兩面的原因共同導(dǎo)致了發(fā)電廠水循環(huán)系統(tǒng)中氨、氮、磷等化學(xué)元素和微生物懸浮物的含量增加，化學(xué)元素和微生物易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)或轉(zhuǎn)化，如硝化反應(yīng)。在采用開式循環(huán)水系統(tǒng)的發(fā)電廠中，硝化反應(yīng)引起的主要問題就是循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)備腐蝕，它會影響發(fā)電機(jī)組的正常工作，嚴(yán)重時甚至?xí)乖O(shè)備出現(xiàn)大量液體泄露現(xiàn)象，發(fā)電機(jī)組不得不停運檢修。因此，在探究防止水循環(huán)系統(tǒng)的腐蝕問題時，一個重要的方向就是找出硝化反應(yīng)時如何影響循環(huán)水的水質(zhì)和冷卻水系統(tǒng)正常運行的，進(jìn)而研究出有效的殺菌方法，從而解決結(jié)垢和腐蝕問題，保證機(jī)組穩(wěn)定安全有序運行。

1.3 管理工作不到位

水系統(tǒng)中出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象有很大一部分原因是相關(guān)負(fù)責(zé)人對設(shè)備管理不當(dāng)引起的。循環(huán)水系統(tǒng)所在的環(huán)境復(fù)雜且特殊，因此其監(jiān)督和維修任務(wù)必需有專門的負(fù)責(zé)人。但是在實際的管理工作中，絕大多數(shù)負(fù)責(zé)人仍存在對其工作重點的理解偏差，從主觀上認(rèn)為所謂對循環(huán)水系統(tǒng)的管理只須要保證其正常運行就可，在這種觀點的指引下人員往往只是機(jī)械的定期進(jìn)行設(shè)備更換，卻忽略了比設(shè)備更換更重要的防腐蝕工作，不斷的更換設(shè)備限制了電廠的經(jīng)濟(jì)性發(fā)展，防腐措施的施行也隨之捉襟見肘，從而造成了惡性循環(huán)。

二、火力發(fā)電廠循環(huán)水系統(tǒng)的防腐措施初探

2.1 去除水中多余元素

當(dāng)循環(huán)水系統(tǒng)中補水采用城市中水時，應(yīng)采用有效措施除去系統(tǒng)中的氨氮和細(xì)菌。一般而言，城市中水進(jìn)行深度處理或預(yù)處理時，常往水中加入混凝劑和石灰石，采用混凝澄清過濾的處理工藝。需強(qiáng)調(diào)的是，為了提高除去水中微生物和氨氮的效率，電廠會事先采取去除微生物和氨氮的措施，如經(jīng)過完善的提高堿度的曝氣吹脫法和預(yù)先采用硝化反應(yīng)的生物法，然后才進(jìn)行混凝澄清過濾工藝。

2.2 電化學(xué)處理

電化學(xué)循環(huán)水處理技術(shù)是利用水及水中礦物質(zhì)的電化學(xué)特性，在外加直流電的作用下使部分結(jié)垢物質(zhì)以固體形態(tài)在陰極析出，排出循環(huán)水系統(tǒng)。同時可以調(diào)節(jié)循環(huán)水的pH，施加陰極保護(hù)。陽極則產(chǎn)生一些具有強(qiáng)氧化性的殺菌物質(zhì)，并且水經(jīng)過電化學(xué)設(shè)備處理后，水分子團(tuán)會變小，使循環(huán)水系統(tǒng)中的離子濃度在較高的情況下仍可很好地控制結(jié)垢和腐蝕情況，從而在減少排污的情況下達(dá)到除垢防垢、緩解腐蝕和殺菌滅藻的目的。所以電化學(xué)技術(shù)處理循環(huán)水是一種環(huán)境友好型的循環(huán)冷卻水處理技術(shù)。電化學(xué)技術(shù)對循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕的控制主要通過以下三個方面實現(xiàn)：首先，電化學(xué)設(shè)備會對循環(huán)水的pH值起到一定的調(diào)節(jié)作用，使系統(tǒng)的pH值趨向于8~9的低腐蝕區(qū)間；其次通過殺菌滅藻控制粘泥消除粘泥下腐蝕，通過除垢阻垢作用消除垢下腐蝕；最后，循環(huán)水經(jīng)過電化學(xué)設(shè)備時，電場對水起到一定的極化作用，使氯離子水合性增強(qiáng)、活度降低、自由遷移能力減弱，從而抑制了氯離子的腐蝕性，該種水合作用對氯離子不銹鋼的點蝕有良好的抑制作用。通過以上耦合作用，電化學(xué)系統(tǒng)使循環(huán)水系統(tǒng)在較高離子濃度下，腐蝕可控，腐蝕速率達(dá)標(biāo)。

2.3 采用數(shù)字化極化水處理工藝

數(shù)字化極化水處理工藝是一種有效的防腐蝕方法，在循環(huán)水處理中具有廣闊的發(fā)展前景。其主要原理是，利用水分子中氫氧原子不對稱，使水分子呈現(xiàn)極性這一特點，令水分子在極化電場的作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，極性增強(qiáng)，循環(huán)水中存在的陰、陽離子與極性水分子正、負(fù)端親和性增強(qiáng)，使陰離子被包圍，降低陰離子對管道或金屬壁的化學(xué)腐蝕；極化處理還可抑制菌類、藻類的生存，防止微生物對管壁的生物腐蝕。

2.4 選擇良好的耐腐蝕材料

2.5 安裝防護(hù)裝置或增設(shè)旁流設(shè)備

由于循環(huán)水中存在一部分的泥沙和其他雜質(zhì)，循環(huán)水系統(tǒng)的管道或水塔等設(shè)備常常會受到這些物質(zhì)的破壞，為了避免這種物理腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，可以在重要設(shè)備的周圍安裝防護(hù)罩以達(dá)到保護(hù)的目的，避免設(shè)備在長期的運行中一些不必要的損耗。要注意的是，擋板材料的選擇也盡量選用抗沖擊性較好的材料，保證其能長久的發(fā)揮作用。另外，在開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，對冷卻塔進(jìn)行生化處理時，可能會帶入大量的黑色粘泥。粘泥會堵塞涼水塔填料，附著在凝汽器的銅管內(nèi)壁，降低凝汽器的熱交換效率，造成管壁在粘泥下的腐蝕，為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生可以給設(shè)備增加旁流裝置。

三、結(jié)語

發(fā)電廠循環(huán)水系統(tǒng)的防腐工作是一項重要的研究課題，良好的防腐措施可以保證水系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，從而節(jié)省維修和更換設(shè)備的成本，具有極其重要的意義。但是防腐蝕工作不能盲目，必需要以專業(yè)態(tài)度對其進(jìn)行深入研究，并將全面有效的技術(shù)落實到生產(chǎn)中，以保證循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，進(jìn)而推動整個火力發(fā)電系統(tǒng)的全面建設(shè)，促進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)又快又好的發(fā)展。

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