淺談海水循環(huán)水系統(tǒng)材料選用及防腐設(shè)計(jì)

1、淺談海水循環(huán)水系統(tǒng)材料選用及防腐設(shè)計(jì)林國敦（福建永福工程顧問有限公司）防腐及防污工藝的處理對確保電廠安全運(yùn)行、延長使摘要：火電廠采用海水直流循環(huán)，對于循環(huán)水系統(tǒng)材料的選用、防腐和防污工用壽命和降低工程造價(jià)有著至關(guān)重要的作用，本文針對該循環(huán)水系統(tǒng)各部分的特點(diǎn)進(jìn)行不同的材料選用、藝處理。陰極保護(hù)；陽極保護(hù)關(guān)鍵詞：海水循環(huán)水系統(tǒng)；金屬腐蝕；電化學(xué)腐蝕；中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文章編號：（2014）TG174B1673-003830-0001-021引言腐蝕電電位差，形成無數(shù)個(gè)微小陽極和微小陰極組織的微電池，可以根據(jù)上述幾種腐池的存在促使金屬不斷受到腐蝕。設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)不同的防護(hù)措施，或者蝕機(jī)理，分析設(shè)

2、備工作的環(huán)境因素，以海水作為凝汽器等輔機(jī)冷卻水源的電廠，鹽霧腐蝕、海水管道造成不腐蝕、土壤腐蝕等對電廠的海水循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)備、利影響，嚴(yán)重的會(huì)危及到電廠的運(yùn)行安全和使用壽命。海邊電廠廠區(qū)地下水水位高，含鹽量高，對混凝土有中等結(jié)晶分解復(fù)合類占地少和美腐蝕，對鋼材也會(huì)有不同程度的腐蝕。為節(jié)省投資、以往的埋地觀，電廠供水系統(tǒng)大部分管道和溝道都敷設(shè)在地下，埋地焊接管道管材大多為普通碳鋼。由于海水或鹽堿地的腐蝕，管道往往在短時(shí)間的幾年內(nèi)就會(huì)腐蝕穿孔。海水循環(huán)水泵房內(nèi)至主廠房的循環(huán)水管及主廠循環(huán)水泵、攔污柵、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)設(shè)備，房的循環(huán)水管道等接觸海水的鋼結(jié)構(gòu)，在海水的作用下，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，同時(shí)高速流動(dòng)的海

3、水中所攜帶的泥沙等固體顆粒物，又會(huì)加速腐蝕。3海水循環(huán)系統(tǒng)的防腐方法攔污柵、旋取水頭部進(jìn)水格柵、循環(huán)水泵泵殼及本體大部分、而海水含鹽轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、系統(tǒng)內(nèi)的閥門和管道均長期在海水中工作，應(yīng)合理的選用耐海水量是形成腐蝕性的天然電解質(zhì)溶液。因此，腐蝕材質(zhì)和陰極保護(hù)聯(lián)合防腐措施。陰極保護(hù)就是對被保護(hù)的金屬材質(zhì)施加一定的陰極電流，使被保護(hù)金屬的電極電位負(fù)于某一電位值，使其上的陽極反應(yīng)電流得到抑制。陰極保護(hù)使防止金屬材料在海水、淡水、土壤等自然環(huán)境中發(fā)生腐蝕最方便、最有效的方法之一。根據(jù)電流供給源的不同，陰極保護(hù)分為外加電流保護(hù)措施和犧牲陽極保護(hù)措施。通過輔助陰極被保護(hù)的外加電流保護(hù)措施：利用直流電源，以減輕和

4、防止腐蝕。金屬以恒定電流，使之陰極化，犧牲陽極保護(hù)措施：在被保護(hù)的金屬上連接一種電位更負(fù)的連接金屬或合金作為陽極，把選擇的金屬或合金做成一定形狀，在被保護(hù)金屬上，由于兩者之間有一定的電位差，電位較負(fù)的金使被保護(hù)金屬變成陰屬不斷失去電子，產(chǎn)生電流流入被保護(hù)體，極而極化，從而得到保護(hù)。電位較負(fù)的金屬產(chǎn)生的電流稱為保護(hù)并逐漸的消耗電流，由于電位較負(fù)的金屬不斷產(chǎn)生電流而融解，掉，被稱為犧牲陽極。無論是由于外部電源引入的保護(hù)電流還是由電流內(nèi)部產(chǎn)生的電流，都必須大到足夠克服和抵消離開金屬陽極區(qū)的腐蝕電綜合運(yùn)用各種防腐措施。3.1陰極保護(hù)原理2金屬在海水中的腐蝕機(jī)理電化學(xué)作用、物理融解而產(chǎn)金屬受到周圍介質(zhì)的

5、化學(xué)作用、電化學(xué)腐蝕和生破壞，稱為金屬腐蝕。按機(jī)理可分為化學(xué)腐蝕、物理腐蝕。電化學(xué)腐蝕是造成各種金屬結(jié)構(gòu)物腐蝕的主要原因，物理腐蝕強(qiáng)烈的多。土壤及水中其腐蝕造成的破壞要遠(yuǎn)比化學(xué)、的有關(guān)金屬結(jié)構(gòu)物的腐蝕主要是由于電化學(xué)腐蝕造成的，即腐蝕電池工作的結(jié)果。腐蝕電池包括互相接觸的三個(gè)部分：電極電、電極電位較正的陰極（在陰位較負(fù)的陽極（發(fā)生金屬氧化反應(yīng)）極上進(jìn)行著溶液中某種物質(zhì)的還原反應(yīng)）和電介質(zhì)溶液組成。金屬腐蝕反應(yīng)機(jī)理如下：正離子進(jìn)入溶陽極過程：金屬融解為金屬離子并失去電子，陽液。反應(yīng)式為：此時(shí)若不發(fā)生其他電極過程，MeMen+ne，極過程會(huì)很快停止。陰極過程：在電解質(zhì)中能吸收電子的氧化物質(zhì)，即反應(yīng)

6、式中反應(yīng)式為：的（D），接受陽極釋放出的電子，D+neDe。在陰極區(qū)能和陽極區(qū)釋放出的電子結(jié)合的物質(zhì)是（D）是很多的，大多數(shù)情況是水溶液中的H+離子和O2分子。在溶液中靠離電流的流動(dòng)：在金屬中靠電子從陽極流向陰極，3.2陰極保護(hù)和涂層聯(lián)合應(yīng)用金屬腐蝕就停止了。流，即能把腐蝕電流抵消等于零，防腐涂料的主要作用是防止化學(xué)介質(zhì)和水分子等介質(zhì)接觸起到阻止腐設(shè)備、管道外壁而與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)，蝕的發(fā)生。涂層在涂覆過程中不可避免地存在著毛細(xì)孔或裸處，而且在安裝和使用過程中也會(huì)破損，腐蝕易集中發(fā)生在這些部陰極保護(hù)和涂層聯(lián)合保位，采用陰極保護(hù)，彌補(bǔ)了涂料的不足，護(hù)是最經(jīng)濟(jì)，同時(shí)也是保護(hù)效果最好的方法

7、。子的遷移，即陽離子從陽極區(qū)移向陰極區(qū)和陰離子從陰極區(qū)移向腐蝕就發(fā)生了。陽極區(qū)，這樣就使整個(gè)系統(tǒng)中的電路構(gòu)成回路，用肉眼看不金屬電化學(xué)腐蝕的機(jī)理可歸納為腐蝕電池作用，絕大多數(shù)見電極構(gòu)成的腐蝕原電池稱為微電池。在腐蝕電池中，的金屬腐蝕屬于腐蝕微電池作用，構(gòu)成微電池的原因主要是整個(gè)金屬表面的物理和化學(xué)性質(zhì)不均勻，使金屬表面建立起電極管道的選材及防腐設(shè)計(jì)4海水循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備、每個(gè)火電廠所取用海水由于地理環(huán)境、水文氣象條件的不同海水鹽度等資而不同，并有其特殊性，因此詳細(xì)了解包括潮位、·1·料，是該系統(tǒng)選材及防腐設(shè)計(jì)的前提條件。重力式自流引水暗溝、循環(huán)海水循環(huán)水系統(tǒng)包括取水頭部、虹吸

8、井、排水溝道和排水口建水泵房、循環(huán)水壓力管道、凝汽器、（構(gòu)）物及設(shè)施等。取水頭部重力式自流引水暗海水循環(huán)水系統(tǒng)基本流程為：溝泵房前池鋼閘門欄污柵及清污機(jī)側(cè)面進(jìn)水旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)循環(huán)水泵出口液控蝶閥循環(huán)水壓力進(jìn)水管凝汽器及閉式循環(huán)冷卻器循環(huán)水壓力回水管排水井虹吸井循環(huán)水排水溝海水脫硫曝氣池循環(huán)水排水溝排水口大海。管道的材料選用和防腐4.5其它設(shè)備、座完成后，對焊接破壞的涂層進(jìn)行修補(bǔ)。水泵出口鋼管和液控蝶閥：管道采用噴砂除銹和厚漿型環(huán)氧犧牲陽極直接焊接煤瀝青漆涂料三道鋁犧牲陽極的保護(hù)方法，在鋼管內(nèi)壁上；閥門采用耐海水材質(zhì)。（在鋼管內(nèi)壁上焊接海邊電廠埋地管道的防腐采用陰極保護(hù)犧牲陽極塊）及涂層保護(hù)外，管道選

9、材上采用耐海水腐蝕的材質(zhì)或在設(shè)計(jì)上采取一定的方法，減少管道與土壤的接觸。對于工業(yè)孔網(wǎng)鋼塑管或玻水-水熱交換器的海水冷卻管材可選用塑料管、璃鋼管等耐腐蝕的管材?？拙W(wǎng)鋼塑管是以氬弧對接焊成型的多孔薄壁鋼管為增強(qiáng)體，外層和內(nèi)層雙面復(fù)合熱塑性塑料的一種這種復(fù)合新型復(fù)合管道。由于多孔增強(qiáng)體完全包覆在塑料之中，管克服了鋼管和塑料管各自的缺點(diǎn)，又保持了鋼管和塑料管各利用塑料熱自的優(yōu)點(diǎn)。孔網(wǎng)鋼塑管道系統(tǒng)采用電熱熔管件連接，把管道或管加工原理，通過管件內(nèi)部發(fā)熱體將管件與管材熔融，道與配件可靠地連接在一起，一次完成永不滲漏?？拙W(wǎng)鋼塑管采用法蘭連接方式與鋼管連接，連接件的材料采用316L，以防鹽堿地的侵蝕。旋轉(zhuǎn)鋼閘

10、門、攔污柵及移動(dòng)式清污機(jī)、4.1取水頭部、濾網(wǎng)取水頭部進(jìn)水口格柵采用FcuZn37Sn耐蝕防污銅合金攔污柵，在海水中的使用壽命大于50年。供檢修欄污柵、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)每臺水泵流道入口設(shè)有鋼閘板門，和循環(huán)水泵時(shí)使用。鋼閘門平時(shí)在陸地，使用較少，閥門本體材導(dǎo)槽材質(zhì)為HT200Ni2Cr。質(zhì)為Q235，只采用涂料防腐即可，每臺水泵流道設(shè)1個(gè)欄污柵，浸泡在海水中和干濕交界中的欄污柵采用犧牲陽極塊和涂料聯(lián)合保護(hù)防腐，主要材料選用整套設(shè)備防腐涂料采用H54-S4漆膜。1Cr18Ni9Ti，主要部件每套欄污柵后設(shè)1臺旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)。采用全框架結(jié)構(gòu)，材質(zhì)：并涂刷防腐漆。1Cr18Ni9Ti，立軸導(dǎo)葉式斜流泵，泵下循環(huán)水泵

11、采用單基礎(chǔ)、轉(zhuǎn)子可抽式、4.6循環(huán)水系統(tǒng)防污措施4.2循環(huán)水泵出水結(jié)構(gòu)。加次氯酸鈉殺滅，抑制生長，防污措施設(shè)計(jì)原則：攔擋截留，及時(shí)清除。旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)層層攔截，避免海（1）在循環(huán)水流道上設(shè)置攔污柵、生物和污物進(jìn)入流道和設(shè)備。將攔截下的海（2）在柵、網(wǎng)上分別設(shè)有清污機(jī)和水沖洗裝置，生物和污物及時(shí)清除。（3）在取水口加次氯酸鈉，并隨水進(jìn)入流道和設(shè)備，抑制海生物的生長繁殖。防火電廠采用海水直流循環(huán)，對于循環(huán)水系統(tǒng)材料的選用、腐及防污工藝的處理對確保電廠安全運(yùn)行、延長使用壽命和降低工程造價(jià)有著至關(guān)重要的作用。參考文獻(xiàn)中國建筑工業(yè)出版社，1西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程水務(wù)設(shè)計(jì)手冊.北京：1993.（第二版）第42

12、華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司主編.給水排水設(shè)計(jì)手冊冊.工業(yè)給水處理.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.主要部件材質(zhì)：外接管、導(dǎo)葉體和吸入喇叭口：HT200Ni2Cr葉輪：ZGOCr18Ni12Mo2Ti主軸：0Cr17Ni12Mo2軸套及與海水接觸的堅(jiān)固件：1Cr18Ni9Ti對循環(huán)水泵外殼防腐采用涂層和鋁犧牲陽極的陰極保護(hù)方泵殼內(nèi)壁，葉法，將犧牲陽極塊用安裝螺栓均勻固定在泵殼上；輪及軸保護(hù)管采用涂層和外加電流陰極保護(hù)。外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)由輔助陽極，參比電極，恒電位儀及相應(yīng)的電纜組成。輔助陽極：在外加電流保護(hù)系統(tǒng)中與直流電源正極連接的外設(shè)電極，其作用是使電流從電極經(jīng)介質(zhì)到被保護(hù)體表面。用于測量被保護(hù)體的電參比電極：在外加電流保護(hù)系統(tǒng)中，使結(jié)構(gòu)位，并向控制系統(tǒng)傳遞信號，以便調(diào)節(jié)保護(hù)電流的大小，的電位處于給定范圍。恒電位儀：在外加電流保護(hù)系統(tǒng)中提供電源。以目前海濱新建電廠如采用鋼管已大多采用普通焊接鋼管，5結(jié)論4.3廠外循環(huán)水管道收稿日期：2014-7-12（1980-）作者簡介：林國敦，男，給排水工程師，大學(xué)本科，主要從事火力發(fā)電廠內(nèi)給排水工程的設(shè)計(jì)工作。降低工程造價(jià)，