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凝汽器冷却管在蒸汽侧的腐蚀和防止措施

  
评论: 更新日期:2011年01月17日

  1.3 冲刷腐蚀

  冲刷腐蚀亦称汽侧腐蚀,是冷却管主要损坏形式之一。它主要发生在直接受到汽轮机排汽冲刷和受到其它排入凝汽器的高能流体的冲刷的外围冷却管上。

  汽侧的耐腐蚀性能与冷却管的耐腐蚀性能、耐疲劳强度、弹性模数、硬度和极限强度等有关,且不锈钢管、钛管优于铜合金管。

  蒸汽速度是影响冲刷腐蚀速度的主要参数,在凝汽器的结构设计中,如能适当地使汽流分散来降低排汽、疏水和排气口附近的蒸汽速度,则可以大大减少或消除冲刷腐蚀;对于大量的汽水快速排放可使用大容量的外置式疏水扩容器。

  控制冲刷腐蚀的另一常用方法,是安装用耐磨蚀性能更好的材质制成挡汽板或护套管。

  1.4 振动损坏

  在讨论凝汽器汽侧腐蚀损坏时,往往将冷却管的振动损坏归并进来一起论述。

  在凝汽器冷却管发生振动,当振幅很高时,冷却管在一种或多种机理作用下可能受到损坏。磨损率高也会促使疲劳损坏或腐蚀疲劳。即使是振幅小的一些冷却管,也会在靠近中间管板和管板处产生疲劳损坏或微振磨损。

  流体引起的振动一般局限于凝汽器管束的外围管子或设计不当造成的窄蒸汽通道两侧的管子。不管是微振磨损、碰撞损坏、还是疲劳损坏,都可能使大量的冷却管受到影响。使得现今每台凝汽器的迎风面三排管子采用厚壁管。

  冷却管振动原因是设计失误使中间管板跨距过大或高能流体流入口处的导流板不能使流体有效地分散所造成。

  1.5 汽侧腐蚀与凝汽器负荷、结构的关系

  在绝大部分或许多情况下,冷却管蒸汽侧会受到来自汽轮机低压缸排汽的高速湿蒸汽流的浸蚀,但是总的来看,冷却管蒸汽侧的腐蚀严重程度是与凝汽器的负荷有关系的。

  上述事故的发生,在考虑汽轮机低压缸排汽部分尺寸和布置以及凝汽器的位置时就会遇到这个问题,基本上冷却管和凝汽器的结构部分的腐蚀与低压缸排出的蒸汽速度和蒸汽中水份的含量有很大的关系。当然,这也是与所受冲击部分的材质表面硬度热处理有关。但是,由于凝汽器结构所造成的局部蒸汽速度过高和局部高速流动的水滴数量则是尤为重要。

  由于蒸汽速度与绝对压力成反比,所以压力的数值大小是非常重要的。由此可知,当凝汽器循环冷却水入口温度较低时,就会造成凝汽器蒸汽侧较低的压力和较高的排汽速度。

  汽轮机低压缸排汽部份与管束上面顶排冷却管之间的凝汽器喉部最好是尽量做到呈扩散形。在排汽膨胀很急剧的部位,高速汽流不能够有折转并应是很好地充满整个流道的横截面。凝汽器顶排冷却管是蒸汽侧发生腐蚀最为严重的部位。

  2 近代技术发展趋势

  必须研究以提供必要的布置方案和结构来适应和满足大功率汽轮机组的发展。

  与低压缸排汽速度变化有关的一些影响因素可以归纳为:

  凝汽器的合适的渐扩形进汽口(喉部),汽轮机低压缸排汽口与凝汽器最上面顶排冷却管子之间的距离。

  低压缸排汽口与凝汽器管束的排列形状和尺寸,凝汽器管束和汽轮机低压缸的布置和相对位置,以及低压缸的扩压部分结构等等。为进入凝汽器的高速蒸汽流动分布制造了无法回避的负面影响,增大了排汽流动的压力损失,也加剧了冷却管蒸汽侧的浸蚀程度。

  另外一个值得注意的问题是依据《高能流体排入表面式凝汽器的推荐设计准则》(美国电力研究所),大量的疏水、排汽涌入凝汽器,使凝汽器必然成为各种水、汽的汇集点,它们最终影响了低压缸排汽流动形状、速度,增加的水滴数量势必更加严重地加速了蒸汽侧冷却管的浸蚀。

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