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電廠原水管道的腐蝕研究與防護(hù)

文檔作者：張瑞潔等文檔來源：東北吉林學(xué)院等		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年11月01日
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、南廣
第20眷第4期
2000年l2月
遵脅訪
東北電力學(xué)院學(xué)報(bào)
3ournalOfNortheastadila
InstituteOfElectriePower Eng．meering
V ．20．No．4
Dee ．20o0
文章雛號：l∞5．2992(20~0)tM-00744)3
摘 要：D電廠以高co2含量的地下水為原水，造成原水管線的鑄銑管腐蝕．研究了庸蝕發(fā)生的原
因與機(jī)理．井采取經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、有數(shù)的防腐方法，使腐蝕得以控制。
芙鍵詞：c 腐蝕；鑄鐵管；曝(充)氣法
中圈分類號：TO085 ．4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
D電廠生產(chǎn)用水為地下水，地下水位一般在地下4o 60m，由深井泵提升到配水站，然后經(jīng)過3 km
的鑄鐵管輸送到電廠水處理車間。測定井口出水與電廠生水中的全鐵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)全鐵售量大大增加，水
處理車間的來水色度常常呈黃褐色，給補(bǔ)給水和生活用水的處理增加了很大麻煩和負(fù)擔(dān)。此外．由于輸
水管路的腐蝕使得循環(huán)冷卻水中吉有大量的鐵的氧化物，凝汽器銅管結(jié)有較嚴(yán)重的鐵垢。為此，我們進(jìn)
行了綜合分析和試驗(yàn)研究，以期找出較好的解決辦法。
l 水質(zhì)穩(wěn)定性的判據(jù)
1．1 用水質(zhì)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)來判斷
水質(zhì)穩(wěn)定性_l】又叫安定度，試驗(yàn)方法可通過SS-31—1．84“安定性指數(shù)的測定”來實(shí)現(xiàn)，即將水通過粒
狀大理石濾層測定水在過濾前后的堿度(或pH)變化，當(dāng)用堿度表示穩(wěn)定性時(shí)．計(jì)算式為：
AB =B2一BI
式中t,B為堿度的增值，即用堿度表示的穩(wěn)定度；BI、曰2為分別為過濾前后的堿度。
用pH值的變化表示穩(wěn)定性的判斷方法類似于用堿度。如果測得△B>0，表示此水為Co2的不飽
和溶液，具有腐蝕性；若t,B<0，表示此水為CO2的過飽和溶裱，也不穩(wěn)定；如△B：O，則表示此水為
Co2的飽和溶液。
1．2 用平衡a。2含量來判斷
平衡時(shí)的[co2] 含量可通過平衡[co2]的計(jì)算曲線，由pH、溫度r查得比值
， [C02J卑(m~／L)
一面 oL／L)一
即平衡[co2] = ·JD
式中：如}為堿度
由此得到的平衡[co2]平還需校正，根據(jù)吉鹽量 、溫度r可查得修正系數(shù)n；則修正后的平衡CO2
收薯日期： 0oD_10—05
怍魯筒介：張璉潔(I970一)．女，硬士，東j匕電力學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系講師。
防
。
。 觸
研
-腐亡日 沈秀休m～
管 鯊
水 塑
1～
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第4期 張瑛潔等：電廠原水管道的腐蝕研究與防護(hù) 75
含量為[CO2] ：口·[CO2]v-
[CO2]撞、Ico2]平分別為修正后和修正前的平衡含量( g／L)；口為與含鹽量、水溫有關(guān)的修正系
數(shù)。
原水實(shí)刪[co2] 含量與[CO2] 相比較，如果
[CO2]宴>[CO2]柱，說明水質(zhì)具有腐蝕性；
[c02] <[c02] ，說明水質(zhì)具有結(jié)垢傾向；
[c02] ：[C02] ，表示水質(zhì)穩(wěn)定。
2 原水水質(zhì)穩(wěn)定性判斷試驗(yàn)
2．1 安定性試驗(yàn)法
水質(zhì)資料數(shù)據(jù)(見表1)。
水在經(jīng)過3 km的鑄鐵管后，測定井口出水與電廠生
水中的全鐵，結(jié)果發(fā)現(xiàn)壘鐵含量大大增加，水處理車間的
來水色度常常呈黃褐色，所以，初步懷疑是鑄鐵管的腐蝕
所致，做如下驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：
按照SS．31一1．84“安定性指數(shù)的測定”所規(guī)定的方
法，將5號井水樣通過固體粒狀太理石(CaCO3)濾屢，測
定結(jié)果表明AB=B2一B1=1．00—0．33=0．67(mmo1／
L))0。顯然，水通過粒狀大理石之后堿度增大，這表明
袁1 3月份取樣化驗(yàn)的部分結(jié)果(由電廠提供)
水中的CO2含量大于平衡CO2值，使得CaCO，組分發(fā)生溶解，由安定性指數(shù)判據(jù)可知，該水具有腐蝕
性。
2．2 計(jì)算平衡co2含量判斷水的侵蝕性
對3號井，由pH=7．36，T=11℃，查得比值k=6；所以，平衡[c02]： ·JO：6 x 8．7：52．2rag／
L。根據(jù)含鹽量740．3592 mg／L、溫度T=11℃ ，查得修正系數(shù)n=0．767；校正后平衡的CO2含量即
[CO2】柱=a[CO2]平：0．767×52．2=40．04 n3g／L。而原水中實(shí)際的[CO2]為51．2mg／L，大于校正后的
平衡c02含量(4o．04 g／L)，這表明該原水具有腐蝕性。
同理，4號井、5號井可分別求得該條件下，校正后的平衡CO2含量為32．52mg／L和34．52 n3g／L。
而原水中的[cO2]分別為70．1 g／L和53．7 mg／L，大于校正后的平衡c02含量(35．52mg／L和34．
52mg／L)，這表明4號井、5號井的原水也均具有腐蝕性。
因此，從理論上也證實(shí)了該原水確實(shí)具有腐蝕性。水中的鐵含量增加，是由于地下水中CO2含量
過高導(dǎo)致鑄鐵管的CO2腐蝕引起的。
3 模擬試驗(yàn)
3．1 試驗(yàn)系統(tǒng)
圖1試驗(yàn)系統(tǒng)中，水在閉路中循環(huán)210 min，相當(dāng)于流經(jīng)3
km，因此，在系統(tǒng)運(yùn)行210rain前后各進(jìn)行一次全鐵與亞鐵含
量的測定。
3．2 測定方法
壘鐵含量采用鹽酸鄰菲羅啉分光光度法測定；亞鐵含量
用磺基水楊酸分光光度法測定。
3．3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果
模擬現(xiàn)場條件，水溫T=10℃ ，含鹽量為700 mg／L，
l：有機(jī)璉璃密封水箱；2：鑄鐵瞥；3：^Bs管
4：耐腐蝕泵；5：捧空氣罔；6：排圬閥；
罔l c02腐蝕模擬試驗(yàn)系統(tǒng)田
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76 末北電力學(xué)院學(xué)報(bào) 第20卷
[c丑2 ]=100 mg／L驗(yàn)證cO2含量與出水鐵含量的關(guān)系，得到數(shù)據(jù)見表2。
由以上數(shù)據(jù)可以看出，在相同堿度的情 表2模擬現(xiàn)場條件驗(yàn)證co2吉量與出術(shù)性古量的關(guān)系
況下，鑄鐵管的腐蝕度隨著CO2含量的增
大而增大；在CO2含量相同的情況下(如2
和5組)，堿度大的腐蝕速度小，這符合實(shí)
際規(guī)律。
4 防腐方法
項(xiàng)目 1 2 3 4 5 6
9．70 8．70 8．70 9 o6 9 O6
66．45 73．13 42 00 66．92 52．25
6．90 12．53 8．32 12．49 10 42
5 32 10．74 5．42 9．85 7．39
堿度／ g。L’‘
[co2]／mg-L’
AFo(~)tmg-L’
△F ／mE-L’‘
9 7O
100．00
14 92
l0．83
根據(jù)以上分析，腐蝕過程的主要控制因素是堿度(JDj和游離co2。因此，防腐方法可以從以下幾個(gè)
方面著手： ·
(1)采用化學(xué)方法增加JD?？梢约尤隢aOR、Ca(ott)2或二者的合劑來中和水中的CO2，但考慮
到取水井離電廠較遠(yuǎn)，運(yùn)行管理不方便，而且運(yùn)行費(fèi)用較高，故此法未被采用。
(2)采用物理方法去除co2，即在鑄鐵管人口增設(shè)除碳器，此法運(yùn)行簡單，安全可靠，可使古量降至
5 nl【g／L以下。
(3)從腐蝕電化學(xué)的角度看，也可添加緩蝕劑防腐_2J，但在此情況下存在諸多弊端。突出的是，加大
了后續(xù)除鹽設(shè)備的負(fù)擔(dān)，也使得原水段的運(yùn)行管理因各種緩蝕劑的特殊要求而復(fù)雜化，所以不宜采用。
(4)如果用陰極保護(hù)來防腐，投資太大，運(yùn)行費(fèi)用也高，除特殊情況，否則也不宜采用。
綜合以上方法，采用曝氣方法去除水中過剩的CO2，是一種技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較好的便于實(shí)現(xiàn)和管理的方
法，故該電廠采用此法防止輸水管道的腐蝕，分別在3、4、5號井井口增設(shè)了3臺除二氧化碳器，使原水
的含鐵量大大降低，水處理車間的來水色度消失了，防腐效果非常好。
5 結(jié)論
地下水游離CO2含量過高而導(dǎo)致的管系腐蝕情況，往往不易被察覺和重視，但對于特定的水處理
系統(tǒng)的用戶而言，原水的保質(zhì)供應(yīng)很重要，采用除二氧化碳器的曝氣法去除過剩的c02含量，是一種簡
便實(shí)用的方法，但應(yīng)注意曝氣后水中氧的含量增大，故在運(yùn)行中應(yīng)防止氧腐蝕的發(fā)生；但在該廠中投有
出現(xiàn)此種情況，證明該法可靠、有效。
參考文獻(xiàn)
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Study on Corrosion and Prevention of Raw W ater Pipeline in Power Plant
ZHANGYing-jie1，YANGXiao-gmng~，CHEN Sh~ ai
(1．Department of Applied Chemistry，Notheast China Institute of Electric Power Engino~fing，Jilin
City 132012；2-Technology Department of Hegang Power Plant，HeiLongJiang Prov．154100)
Ahsttl~ ：The rgW water ofD power plantis underwater of high cch content，which brings about corrosion
of cast iron pfpeline．The paper discussed the mechanism and main eansc of the phenomenon，&amp;amp;successful
control technology with economical，efficient and conviw'ent future has been adoptecd to keep corrosion out．
K呵 ：co2 egrrosion；cast iron pipeline；aeration method
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