2014年7月.建材與裝飾規(guī)劃與設(shè)計淺談海水循環(huán)水系統(tǒng)材料選用及防腐設(shè)計林國敦(福建永福工程顧問有限公司)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、防腐及防污工藝的處理對確保電廠安全運行、延長使用壽命和降低工程造價有著至關(guān)重要的作用,本文針對該循環(huán)水系統(tǒng)各部分的特點進(jìn)行不同的材料選用、防腐和防污工.藝處理。關(guān)鍵詞:海水循環(huán)水系統(tǒng);金屬腐蝕;電化學(xué)腐蝕;陰極保護(hù);陽極保護(hù)中圖分類號:TG174文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1673-0038( 2014 )30-0001-021引言電位差，形成無數(shù)個微小陽極和微小陰極組織的微電池,腐蝕電以海水作為凝汽器等輔機(jī)冷卻水源的電廠,鹽霧腐蝕、海水池的存在促使金屬不斷受到腐蝕。設(shè)計中,可以根據(jù)上述幾種腐腐蝕、土壤腐蝕等對電廠的海水循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)備、管道造成不蝕機(jī)理 .分析設(shè)備工作的環(huán)境因素，設(shè)計不同的防護(hù)措施，或者利影響,嚴(yán)重的會危及到電廠的運行安全和使用壽命。海邊電廠綜合運用各種防腐措施。廠區(qū)地下水水位高，含鹽量高,對混凝士有中等結(jié)晶分解復(fù)合類|3海水循環(huán)系統(tǒng)的防腐方法腐蝕，對鋼材也會有不同程度的腐蝕。為節(jié)省投資、占地少和美3.1 陰極保護(hù)原理觀，電廠供水系統(tǒng)大部分管道和溝道都敷設(shè)在地下，以往的埋地取水頭部進(jìn)水格柵、循環(huán)水泵泵殼及本體大部分、攔污柵、旋管道管材大多為普通碳鋼。由于海水或鹽堿地的腐蝕，埋地焊接|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，而海水含鹽管道往往在短時間的幾年內(nèi)就會腐蝕穿孔。海水循環(huán)水泵房內(nèi)量 是形成腐蝕性的天然電解質(zhì)溶液。因此,應(yīng)合理的選用耐海水循環(huán)水泵攔污柵、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)設(shè)備，至主廠房的循環(huán)水管及主廠|腐蝕材質(zhì)和陰極保護(hù)聯(lián)合防腐措施。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,會產(chǎn)生陰極保護(hù)就是對被保護(hù)的金屬材質(zhì)施加一-定的陰極電流,使嚴(yán)重的腐蝕，同時高速流動的海水中所攜帶的泥沙等固體顆粒|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)電物，又會加速腐蝕。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2金屬在海水中的腐蝕機(jī)理然環(huán)境中發(fā)生腐蝕最方便、最有效的方法之一。 根據(jù)電流供給源金屬受到周圍介質(zhì)的化學(xué)作用、電化學(xué)作用物理融解而產(chǎn)|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。生破壞，稱為金屬腐蝕。按機(jī)理可分為化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕和外加電流保護(hù)措施:利用直流電源,通過輔助陰極被保護(hù)的物理腐蝕。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，金 屬以恒定電流，使之陰極化，以減輕和防止腐蝕。其腐蝕造成的破壞要遠(yuǎn)比化學(xué)、物理腐蝕強(qiáng)烈的多。土壤及水中犧牲陽極保護(hù)措施:在被保護(hù)的金屬上連接- -種電位更 負(fù)的的有關(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，即腐金屬或合金作為陽極,把選擇的金屬或合金做成一-定形狀，連接蝕電池工作的結(jié)果。腐蝕電池包括互相接觸的三個部分:電極電在 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)的金位較負(fù)的陽極(發(fā)生金屬氧化反應(yīng))、電極電位較正的陰極(在陰屬不斷失去電子，產(chǎn)生電流流入被保護(hù)體，使被保護(hù)金屬變成陰極_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。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)金屬腐蝕反應(yīng)機(jī)理如下:電流,由于電位較負(fù)的金屬不斷產(chǎn)生電流而融解,并逐漸的消耗陽極過程:金屬融解為金屬離子并失去電子,正離子進(jìn)入溶掉， 被稱為犧牲陽極。液。反應(yīng)式為:(Me)--Men++ne,此時若不發(fā)生其他電極過程,陽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)生極過程會很快停止。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)式中流, 即能把腐蝕電流抵消等于零，金屬腐蝕就停止了。的(D),接受陽極釋放出的電子,反應(yīng)式為:D+ne-→De]。 在陰極| 3.2 陰極保護(hù)和涂層聯(lián)合應(yīng)用區(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)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)接觸情況是水溶液中的H離子和O,分子。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)，起到阻止腐電流的流動:在金屬中靠電子從陽極流向陰極,在溶液中靠離蝕的發(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，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)移向而 且在安裝和使用過程中也會破損，腐蝕易集中發(fā)生在這些部陽極區(qū)，這樣就使整個系統(tǒng)中的電路構(gòu)成回路,腐蝕就發(fā)生了。位，采用陰極保護(hù)，彌補(bǔ)了涂料的不足,陰極保護(hù)和涂層聯(lián)合保金屬電化學(xué)腐蝕的機(jī)理可歸納為腐蝕電池作用，用肉眼看不護(hù)是最經(jīng)濟(jì),同時也是保護(hù)效果最好的方法。見電極構(gòu)成的腐蝕原電池稱為微電池。在腐蝕電池中,絕大多數(shù)4海水循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備、管道的選材及防腐設(shè)計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每個火電廠中國煤化工文氣象條件的不同個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而不同,并有其|YHCN MH位、海水鹽度等資規(guī)劃與設(shè)計建材⑤裝飾2014年7月料，是該系統(tǒng)選材及防腐設(shè)計的前提條件。座完成后，對焊接破壞的涂層進(jìn)行修補(bǔ)。海水循環(huán)水系統(tǒng)包括取水頭部、重力式自流引水暗溝、循環(huán)4.5 其它設(shè)備、管道的材料選用和防腐水泵房、循環(huán)水壓力管道.凝汽器、虹吸井、排水溝道和排水口建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(構(gòu))物及設(shè)施等。煤瀝青漆涂料三道+鋁犧牲陽極的保護(hù)方法,犧牲陽極直接焊接海水循環(huán)水系統(tǒng)基本流程為:取水頭部- ,重力式自流引水暗|在鋼管內(nèi)壁 上:閥門采用耐海水材質(zhì)。溝→泵房前池一鋼閘門→欄污柵及清污機(jī)→側(cè)面進(jìn)水旋轉(zhuǎn)濾海邊電廠埋地管道的防腐采用陰極保護(hù)(在鋼管內(nèi)壁上焊接網(wǎng)一,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|犧牲陽極塊) 及涂層保護(hù)外，管道選材上采用耐海水腐蝕的材質(zhì)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)或在設(shè)計上采取- -定 的方法，減少管道與土壤的接觸。對于工業(yè)水排水溝- >海水脫硫曝氣池-◆循環(huán)水排水溝- -排水口-一大海。水-水熱交換器的海水冷卻管材可選用塑料管、孔網(wǎng)鋼塑管或玻4.1取水頭部、鋼閘門、攔污柵及移動式清污機(jī)、旋轉(zhuǎn)|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濾網(wǎng)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取水頭部進(jìn)水口格柵采用FcuZn37Sn耐蝕防污銅合金攔污|新型復(fù)合管道。 由于多孔增強(qiáng)體完全包覆在塑料之中,這種復(fù)合柵，在海水中的使用壽命大于50年。管克服了鋼管和塑料管各自的缺點，又保持了鋼管和塑料管各每臺水泵流道入口設(shè)有鋼閘板門,供檢修欄污柵、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)|自的優(yōu)點。 孔網(wǎng)鋼塑管道系統(tǒng)采用電熱熔管件連接，利用塑料熱和循環(huán)水泵時使用。鋼閘門平時在陸地，使用較少,閥門本體材|加工原理 ,通過管件內(nèi)部發(fā)熱體將管件與管材熔融，把管道或管質(zhì)為Q235,只采用涂料防腐即可，導(dǎo)槽材質(zhì)為HT200Ni2Cr。道與配件可靠地連接在- -起， -次完成永不滲漏。孔網(wǎng)鋼塑管采每臺水泵流道設(shè)1個欄污柵，浸泡在海水中和干濕交界中的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|地的侵蝕。1Cr18Ni9Ti, 整套設(shè)備防腐涂料采用H54-S4漆膜。4.6循環(huán)水系統(tǒng)防污措施每套欄污柵后設(shè)1臺旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)。采用全框架結(jié)構(gòu)，主要部件防污措施設(shè)計原則:攔擋截留,加次氯酸鈉殺滅,抑制生長，材質(zhì): 1Cr18Ni9Ti,并涂刷防腐漆。及時清除。4.2循環(huán)水泵(1)在循環(huán)水流道.上設(shè)置攔污柵、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)層層攔截,避免海循環(huán)水泵采用單基礎(chǔ)轉(zhuǎn)子可抽式、立軸導(dǎo)葉式斜流泵,泵下|生物 和污物進(jìn)入流道和設(shè)備。出水結(jié)構(gòu)。(2)在柵、網(wǎng)上分別設(shè)有清污機(jī)和水沖洗裝置,將攔截下的海主要部件材質(zhì): .生物和污物及時清除。外接管、導(dǎo)葉體和吸入喇叭口: HT200Ni2Cr(3) 在取水口加次氯酸鈉,并隨水進(jìn)入流道和設(shè)備,抑制海生葉輪: ZGOCr18Ni12Mo2Ti物的生長繁殖。主軸: 0Cr17Ni12Mo25結(jié)論軸套及與海水接觸的堅固件: 1Cr18Ni9Ti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|腐及防污工藝的處理對確保電廠安全運行、延長使用壽命和降法，將犧牲陽極塊用安裝螺栓均勻固定在泵殼上;泵殼內(nèi)壁，葉|低工程造價有著至關(guān)重要的作用。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。參考文獻(xiàn)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| 1)西北電力設(shè)計院 電力工程水務(wù)設(shè)計手冊北京:中國建筑工業(yè)出版社，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。199 3參比電極:在外加電流保護(hù)系統(tǒng)中,用于測量被保護(hù)體的電|12)華東建筑設(shè)計研究院有限公司主編.給水排水設(shè)計手冊(第二版)第4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，使結(jié)構(gòu)|冊.工業(yè)給 水處理北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.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。收稿日期:2014-7-124.3廠外循環(huán)水管道作者簡介:林國敦(1980-),男,給排水工程師，大學(xué)本科,主要從目前海濱新建電廠如采用鋼管已大多采用普通焊接鋼管,以事火力發(fā)電廠內(nèi)給排水工程的設(shè)計工作。降低I程造價,但必須做好陰極保護(hù)和涂料聯(lián)合保護(hù)措施。鋼管內(nèi)外壁均考慮采用犧牲陽極塊和涂料聯(lián)合保護(hù)防腐。4.4主廠房內(nèi)設(shè)備、管道循環(huán)水采用海水,凝汽器冷卻水管材質(zhì)選用鈦管。對廠房內(nèi)的凝汽器進(jìn)水出口循環(huán)水管道和凝汽器至排水井的循環(huán)水管道及設(shè)備的防腐采用涂層(內(nèi)壁:噴砂除銹+厚漿型環(huán)氧煤瀝青漆涂料三道)和外加電流陰極保護(hù)方法。根據(jù)設(shè)計計中國煤化工算在管道指定位置開孔，將電極基座焊接安裝到開孔位置上,基MHCNMH G.2.