郝樹宏，張雷
(山西電力科學研究院 化學室，山西 太原 030001)

　　摘要：大型火電廠中，作為循環冷卻水補充水的石灰軟化水出水pH值范圍較寬，一些機組凝汽器鋼管因此產生腐蝕、結垢問題。通過腐蝕和阻垢試驗，考察了石灰軟化處理系坑出水pH住對火電廠循環冷卻水系統腐蝕和結垢的影響，試驗表明，石灰軟化水系統出水pH值為8.5-9.5時，凝汽唇HSn70-1和BFe30-1-1鋼管腐蝕均較輕；隨pH值增高，冷卻水蛄垢傾向略有增加。
　　關鍵詞：電廠；石灰軟化；循環冷卻水；pH值
　　中圖分類號：TU991.27　　 文獻標識碼：B　　 文章編號：1009—2455(2004)01-0020-03

Effects of pH Values of Lime-Softened Water on Corrosion and Scaling of Copper Tubes in Cooling Water System
HA0 Shu—hong，ZHANG Lei
(Chemical Office of Shanxi Electric Power Research Institute，Taiyuan 030001，China)

　　Abstract：The copper tubes in the condensers of some generating sets in 1arge thermal power plants have the problems of corrosion and scaling because of the wide ranges of pH values of the lime-softened outlet water，which is the makeup water of circulating Cooling water．The effects of the pH values of the outlet water from the lime-softening system on the corrosion and scaling of the circulating cooling water system of thermal power plants were studied through corrosion and anti-scaling experiments．The results of the tests showed that the corrosions of copper tubes HSn70-1 and BFe30-1-1 in the condenser were both lighter when the pH values of the outlet water from the lime-softened water system were 8.5-9.5，while the scaling tendency of the cooling water slightly increased with the rising of the pH values．
　　Key words：power plant；lime-sonened；circulating cooling water；pH value

　　火電廠是用水量較大的企業，循環冷卻水占火電廠全部用水量的50％-80％，提高循環冷卻水濃縮倍率，減少排污損失，具有較大的經濟和社會效益。我國北方地區，水的硬度、堿度和含鹽量比較高，為了提高濃縮倍率，一些火電廠采用石灰軟化法成功地將濃縮倍率提高到4-5倍。石灰軟化處理主要流程如圖1。
　　石灰軟化過程中加硫酸調節pH值是重要的一步，硫酸的加入在防止濾池結垢、降低澄清池出水脫碳水的pH值同時，也將直接影響循環冷卻水系統的腐蝕和結垢。目前我國火電廠對此指標沒有明確標準，運行的石灰軟化系統出水pH值從7.8到9.8以上都有，有的機組凝汽器銅管因此出現了腐蝕。本文通過試驗考察不同pH值的石灰軟化水對火電廠循環冷卻水系統凝汽器銅合金管腐蝕結垢的影響。

1 試驗方法

1.1 試驗用水
　　試驗用水取自華北某電廠，生水和石灰軟化主要指標見表1。

表1 石灰軟化前后水質分析結果

1.2 試片材質
　　 試驗試片由目前火電廠常用的HSn 70-1 和BFe 30-1-1 凝汽器銅管制成。
1.3 腐蝕試驗
　　 腐蝕試驗采用電化學動電位掃描法(Potentio-dynamic)和旋轉掛片法(HG／T2159-1991)兩種方法進行。
1.4 阻垢試驗
　　 阻垢試驗采用極限碳酸鹽硬度法測定。

2 結果與討論

2.1 石灰軟化水pH值對銅合金管腐蝕的影響
　　電化學腐蝕試驗以飽和甘汞電極為參比電極，石墨電極為輔助電極，測定HSn 70-1和BFe 30-1-1材質在不同pH值石灰軟水濃縮至5．5倍的極化曲線，掃描速率1 mV／s，根據極化曲線判斷不同pH值石灰軟化水中銅合金的腐蝕傾向。試驗中向石灰軟化水中加入阻垢緩蝕劑的量為7 mg／L，該阻垢緩蝕劑藥品符合《火力發電廠循環冷卻水用阻垢緩蝕劑》(DL／T806-2002)標準，其主要指標見表2。

表2 緩蝕阻垢劑藥品主要指標

　　測得BFe 30-1-1 和 HSn 70-1 銅合金管的極化曲線見圖1、圖2。可以看出，在試驗范圍內，BFe 30-1-1管材隨pH值增加腐蝕傾向增大，HSn70-1 管材隨pH值增加腐蝕傾向減小。

　　將不伺pH值石灰軟化水濃縮至5.5倍(阻垢緩蝕劑加人量7mg／L)進行旋轉掛片試驗，溫度50土1℃，試片線速度0.5m／s，時間180h，結果見表3。

表3 旋轉掛片腐蝕實驗結果

　　由表3可見，試驗范圍內雖然銅試片平均腐蝕速率均符合《火電廠水汽化學監督導則》(DL 561—95)≤0.005 mm／a的標準，但石灰軟化水pH值小于8.4可能造成HSn 70-1材質的局部腐蝕，pH值升高，很耐腐蝕的BFe 30-1-1試片腐蝕加快，這與電化學測試一致。許多火電廠考慮經濟因素和防止氨腐蝕，凝汽器空抽區采用BFe 30-1-1銅管，另外部分采用HSn 70-1管材，這樣作為循環冷卻水補充水的石灰軟化水pH值太高對BFe 30-1-1防腐不利，pH值太低容易造成HSn 70-1局部腐蝕，因此合適的pH值應在8.5-9.5之間。
2.2 石灰軟化水pH值對循環冷卻水結垢性能的影響
　　石灰軟化水pH值對循環冷卻水結垢性能的影響用極限碳酸鹽硬度法測定。不同pH值石灰軟化水加入7mg／L表2所示阻垢緩蝕劑藥品，在55土1℃下恒溫蒸發濃縮，同時補充相應pH值和加藥量的石灰軟化水，保持2000mL，基本不變，測定其極限濃縮倍率，以K_cl-K_YD≥0.2為判斷標準，式中：K_cl，K_YD分別為用氯離子和硬度表示的濃縮倍率，試驗結果見表4。

表4 阻垢試驗結果

　　可以看出，隨硫酸加入量減少和石灰軟化水pH值增加，循環冷卻水終點pH值略有增加，極限濃縮倍率和極限碳酸鹽硬度均逐漸降低，水質結垢傾向增加。但由于軟化水堿度較小，加入少量硫酸就可以使其pH值有較大變化，因此極限碳酸鹽硬度變化幅度沒有pH值變化明顯。大型火力發電廠采用石灰軟化水為循環冷卻水系統補充水，考慮到濃縮倍率太高的腐蝕問題和節水效益的降低，一般將濃縮倍率控制在5.0以下，由表4可以看出，石灰軟化水pH值在7.6-10.0之間均能滿足濃縮倍率5.0以下不結垢的要求，因此應根據腐蝕情況決定石灰軟化水出水pH值的控制指標。

3 結論

　　生水經石灰軟化處理應用于我國北方火電廠循環冷卻水系統作為補充水，軟化水pH值(即硫酸加入量)影喻循環冷卻水系統的腐蝕和結垢，腐蝕和阻垢試驗表，明：對于同時包含有HSn 70-1和BFe 30-1-1銅管的冷卻水系統，石灰軟化水pH值控制在8.5-9.5之間，兩種材質冷卻管的腐蝕均較小，而且能夠滿足循環冷卻水濃縮倍率小于5.0倍的要求。

作者簡介：郝樹宏(1974—)，男，山西代縣人，工程師，工學碩 士，從事電廠化學及循環冷卻水等研究，電話(0351)4215333，haoshuhong@sohu.com。