熱電廠凝汽器銅管腐蝕性試驗分析與研究
凝汽器是熱電廠發(fā)電機組的重要輔機設(shè)備之一,凝汽器銅管的結(jié)垢和腐蝕會顯著降低整個發(fā)電機組的運行效率、增加生產(chǎn)成本,是發(fā)電機組 運行的重要影響因素。發(fā)電廠循環(huán)冷卻水的水質(zhì)狀況直接影響凝汽器銅管的耐蝕性能。針對張家口發(fā)電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng),選取三種凝汽器銅管管材,分別進行兩種緩蝕阻垢劑的阻垢和緩蝕性能比較試驗, 試驗分析了循環(huán)冷卻水中各因子對凝汽器銅管的腐蝕影響及發(fā)生機理,旨在為發(fā)電機組凝汽器銅管的耐蝕防護以及機組 運行提供實際參考。
張家口發(fā)電廠是用水大戶,在電廠各種用水中循環(huán)冷卻水補給水占50%~%,包括蒸發(fā)損失、風吹損失、排污損失、滲漏損失等,因此提高循環(huán)水濃縮倍率,盡量減少排污損失,是發(fā)電廠節(jié)水的重中之重。但隨著循環(huán)水濃縮倍率的提高,循環(huán)水中鹽類物質(zhì)的濃縮加大了凝汽器銅管的腐蝕結(jié)垢傾向,因此選擇一種好的緩蝕阻垢劑對于處理循環(huán)冷卻水具有重要意義?;趯煞N緩蝕阻垢劑進行的循環(huán)水的靜態(tài)和動態(tài)模擬試驗數(shù)據(jù),可 循環(huán)水中各種因子對凝汽器銅管的腐蝕影響,進而評價兩種緩蝕阻垢劑的緩蝕阻垢效果。
銅管在生產(chǎn)過程中經(jīng)歷了軋制和多道次的拉拔工序,每道工序都會使銅管發(fā)生 量的塑性變形。這樣,在力學(xué)性能方面,使得銅管的強度和硬度提高,而塑性和韌性降低,不利于銅管的后續(xù)加工。此外,還會使得銅管內(nèi)部的殘余應(yīng)力升高,儲存能增加,處于不穩(wěn)定狀態(tài),較大的殘余應(yīng)力會使銅管變形或開裂,耐蝕性降低。因此,為加工硬化對銅管綜合性能的影響,生產(chǎn)中采用了在線感應(yīng)退火工藝,利于銅管的后續(xù)內(nèi)螺紋成型。在生產(chǎn)實際中,生產(chǎn)技術(shù)人員通過控制退火爐的線速度來控制銅管的質(zhì)量,也就是通過退火爐的相應(yīng)電壓來控制退火溫度從而控制銅管的質(zhì)量。退火過程中溫度變化復(fù)雜,爐內(nèi)氣體的溫度、銅管的溫度都是隨時間變化的,并且在同一時刻不同位置的溫度還不相同,特別是銅管內(nèi)部的溫度還無法用現(xiàn)有的測溫儀器直接進行 測量。因此,采用合理的Deform-2D有限元法來模擬和預(yù)測銅管在線感應(yīng)退火過程中的溫度場對提高后續(xù)的內(nèi)螺紋旋壓成型加工的產(chǎn)品質(zhì)量顯得尤為重要。
銅管是有 的壁厚,所以加熱過程中內(nèi)外表面的溫度肯定存在著差別,現(xiàn)以線速度為400m/min和500m/min的銅管的內(nèi)、外表面溫度分布為典型,銅管400m/min和500m/min在感應(yīng)器中部內(nèi)、外表面溫度分布。
銅管外表面溫度略高于內(nèi)表面溫度。當銅管通過交變電流時形成交變磁場,在銅管外表面所包圍的磁通遠小于內(nèi)表面被包圍的磁通,所以銅管內(nèi)表面的感應(yīng)電動勢使得銅管中的電流重新分布,也就是說,銅管內(nèi)表面的感應(yīng)電動勢大,外表面感應(yīng)電動勢小,使得大部分電流流向銅管外表面,發(fā)生趨膚效應(yīng),從而導(dǎo)致銅管外表面的感應(yīng)電流大于內(nèi)表面的感應(yīng)電流。
加熱頻率為100Hz時,銅管的溫度只達到20℃左右,遠遠達不到銅管的退火溫度,隨著加熱頻率的增大,銅管的溫度逐步。隨著加熱頻率增大,銅管的功率增大,在銅管內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱也增大,銅管的加熱速度加快。從加快銅管的加熱速度方面考慮,加熱頻率越大越好,但是銅管內(nèi)、外表面的溫差也增大,從減小內(nèi)、外表面的溫差方面考慮,加熱頻率越小越好。加熱頻率由50Hz增大到9000Hz,內(nèi)、外表面溫差由0.00003℃增大到0.07℃,相對銅管的退火溫度而言,影響不大。由于銅管的壁厚較薄,采用高頻感應(yīng)加熱,加熱速度過高,溫度過高,容易產(chǎn)生銅管表面過燒現(xiàn)象,退火過程中將會出現(xiàn)斷料現(xiàn)象;采用低頻感應(yīng)加熱,銅管表面質(zhì)量好但銅管加熱速度很慢,增長了生產(chǎn)周期,降低了生產(chǎn)效率,不利于加工企業(yè)的發(fā)展。加熱頻率的選擇要適中,根據(jù) 在這里選擇6000-8000Hz中頻感應(yīng)加熱,銅管表面質(zhì)量較好并且銅管加熱速度較快,提高生產(chǎn)效率。