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某电厂拟用造纸中水作为其新建600MW供热机组的循环冷却水补水,国内外关于在造纸中水环境下对火电厂凝汽器换热管的选材及其缓蚀阻垢特性的相关研究还较少。鉴于造纸中水水质的复杂性,且凝汽器管材在其中的腐蚀特性不明,本文旨在研究造纸中水对常用凝汽器管材的腐蚀特性,并对其作为电厂循环冷却水补水的可行性进行论证,同时选出一项合适的缓蚀阻垢工艺。 本文在课题前期研究的基础上,根据相关国标的要求,通过电化学实验、中性盐雾腐蚀实验、动态模拟试验结合电子显微技术(EM),选择了321、TP304L、TP316L及TP317L四种不锈钢材料作为该电厂凝汽器管材的备选材料,并对这四种材料在造纸中水环境下的腐蚀特性进行了研究。结果表明:321、TP304L、TP316L及TP317L在造纸中水下的耐蚀性优劣排名为:TP317L>TP316L>TP304L>321。 本文选取了HEDP、PBTCA、PASP及葡萄糖酸钠4种缓蚀阻垢剂,采用电化学测试评定这4种缓蚀阻垢剂单剂对TP304L的缓蚀作用,并用正交实验法对四种单剂进行了复配,利用阳极极化曲线测量技术和塔菲尔直线外推法来评价复配药剂的缓蚀率。结果表明:HEDP、PBTCA、PASP及葡萄糖酸钠对304L均具有一定的缓蚀效果;4种单剂的复配方案中,以5号复配方案(20mg/L HEDP+5 mg/L PASP+15 mg/L PBTCA+100mg/L葡萄糖酸钠)的缓蚀率最高,达86.5%。 本文通过动态模拟试验来考察TP304L、TP316L及TP317L在接近电厂凝汽器的实际运行工况下的耐蚀性能,并评价5号复配药剂对TP304L的缓蚀阻垢效果。结果显示:在不加任何缓蚀剂的情况下,TP304L、TP316L和TP317L的年腐蚀率分别为0.01862mm/a、0.00324 mm/a、0.00157 mm/a,其中TP316L和TP317L均达到了国标《工业循环冷却水设计规范》(GB50050--2007)关于“年腐蚀率应小于0.005mm/a”的要求,而TP304L的年腐蚀率未达到国标的要求;在5号复配药剂的作用下,TP304L不锈钢的耐蚀性能显著提高,其年腐蚀率下降到了0.00211 mm/a,符合国标要求,但其年污垢热阻有变大的趋势,总体来说其阻垢效果不如缓蚀效果明显。原因有:一是污水厂水处理工艺的变化导致的水质变差的影响;二是该复配配方属于全有机配方,其在循环水中使用会产生“腐蚀倾向降低、结垢倾向增大的现象”。 通过各项实验研究,本文的结论是:使用造纸中水作为新建供热机组的循环冷却水是可行的,选择凝汽器的换热管材时建议优先考虑采用不锈钢TP317L,其次是TP316L;而321在水质条件差的情况下的耐蚀性能很差,故暂不考虑;如果使用TP304L作为凝汽器管材,则需要增加缓蚀阻垢的水处理工艺,从缓蚀阻垢工艺看,若使用本文配制的5号复配药剂,其缓蚀效果显著,但还需通过增加预膜剂或改变水处理剂的投加工艺等方法来提高其阻垢效果。