Коррозия тракта питательной воды и конденсата

Повышенная повреждаемость основного и вспомогательного оборудования ТЭС и АЭС коррозией связана с наличием в рабочих средах кислорода, свободной углекислоты, кислот, щелочей, а также таких активных стимуляторов коррозионных процессов как хлориды и др. Основное оборудование эксплуатируется при высоких температурах и давлениях, наличии больших тепловых и механических напряжений. Совокупность всех этих факторов приводит к появлению и развитию практически всех видов коррозии.

Организация противокоррозионной защиты теплоэнергетического оборудования является сложной задачей. Основными путями ее решения являются:

• выбор и ведение рационального водно-химического режима;
• консервация основного и вспомогательного оборудования при всех видах остановов;
• химическая очистка поверхностей нагрева котлов, теплообменников, проточной части турбин;
• правильный выбор конструкционных материалов.

Теплоэнергетическое оборудование выполняется из различных конструкционных материалов (углеродистые, аустенитные, перлитные стали, латуни и т.д.). Оборудование и отдельные элементы конденсатнопитательного и теплофикационного циклов, системы охлаждения различаются не только конструкционными материалами, но и температурой, давлением, химическим составом примесей пара и воды.

Значительная часть коррозионных повреждений оборудования ТЭС и АЭС приходится на долю тракта питательной воды и конденсата, где металл находится в наиболее тяжелых условиях. Это объясняется коррозионной агрессивностью, соприкасающегося с ним теплоносителя.

По своей природе (механизму протекания) здесь преобладает коррозия электро-механическая. По форме проявления – все виды, кроме транс-и межкристаллитной.

По условиям протекания коррозионных процессов тракт питательной воды и конденсата можно разделить на два участка: от конденсатора до деаэратора (конденсатный) и после деаэратора, включая экономайзер котла (питательный). Условия протекания коррозии на этих участках действительно резко отличаются. Основными элементами первого участка тракта являются трубопроводы, подогреватели низкого давления, конденсатные насосы, сетевые подогреватели (для ТЭЦ), баки и др. оборудование. Характерной особенностью условий протекания коррозии на этом участке тракта является отсутствие возможности истощения агрессивных агентов O2 и CO2 в конденсате. Теплоноситель по тракту поступает постоянно, следовательно, также постоянно поступают и новые порции кислорода и углекислоты. Поток конденсата, движущийся внутри оборудования, непрерывно удаляет с поверхности металла продукты коррозии, приток свежих порций агрессивных газов создает благоприятные условия для интенсивного протекания коррозионных процессов.

На участках тракта, находящихся под разряжением (паровые пространства конденсатора и ПНД, конденсатные насосы), через неплотности в соединениях происходит подсос атмосферного воздуха, содержащего такие коррозионно-активные примеси, как O2, CO2 и др.

В слабокислой среде, содержащей растворенную углекислоту активно протекает электрохимическая коррозия углеродистых сталей, равномерно по всей поверхности при одновременном наличии в теплоносителе CO2 и O2, образующиеся при этом оксиды железа слабо сцеплены с поверхностью корродирующего металла и в значительном количестве поступают в конденсат. Подогрев воды, содержащей кислород и углекислоту в ПНД до 60-80oC и выше приводит к серьезным коррозионным повреждениям латунных труб. Они становятся хрупкими и приобретает губчатую структуру в результате избирательной электрохимической коррозии.

Основные мероприятия по предотвращению коррозии оборудования конденсатного тракта:

• изготовление труб теплообменных аппаратов из коррозионностойких металлов (красная медь, нержавеющая сталь);
• удаление CO2 из добавочной обессоленной воды;
• постоянный вывод неконденсирующихся газов из паровых камер ПНД, охладителей, подогревателей сетевой воды;
• тщательное уплотнение сальников конденсатных насосов, арматуры, фланцевых соединений питательных трубопроводов низкопотенциальной части тракта;
• обеспечение достаточной герметичности конденсаторов турбин со стороны охлаждающей воды и воздуха;
• организация оперативного контроля за присосами воздуха и воды.

Первая часть конденсатно-питательного тракта заканчивается деаэратором. В нем завершается объединение всех потоков конденсата – турбинного, регенеративных и сетевых подогревателей, возвратного от производственных потребителей, которые вместе с добавочной водой с ВПУ составляют поток питательной воды парогенераторов. К основным элементам второго (питательного) участка тракта относятся питательный насос, ПВД, экономайзер. Все элементы данного участка тракта выполнены из стали.

При тщательно отлаженной работе деаэратора остаточная концентрация кислорода в питательной воде составляет 5-10 мкг/кг. В воду перед питательным насосом дозируют корректирующие реагенты – аммиак и гидразин для связывания остаточного кислорода и углекислого газа. В связи с этим конструкционные материалы на данном участке подвержены коррозии в меньшей степени, чем на конденсатном тракте. Тем не менее здесь наблюдается взаимодействие на металл растворенного углекислого газа. Коррозия носит сравнительно равномерный характер. При недостаточно глубокой деаэрации воды, за счет появления кислорода, на входных участках экономайзера, а также в застойных участках питательного тракта может наблюдаться язвенная коррозия.

К основным мероприятиям по предотвращению коррозии питательного тракта можно отнести:

• эффективную работу деаэратора (для блоков с прямоточными котлами, реализующими нейтрально- окислительный ВХР, деаэратор используется в качестве подогревателя смешивающего типа);
• максимальный вывод неконденсирующихся газов из паровых камер ПВД;
• применение коррозионностойких металлов для изготовления элементов питательных насосов, соприкасающихся с водой;
• противокоррозионная защита питательных и дренажных баков;
• автоматизированный ввод корректирущих реагентов;
• надежная консервация оборудования тракта питательной воды во время простоя в резерве и т.д.

Коррозия конденсатно-питательного тракта опасна не только тем, что повреждаются поверхности оборудования, но и тем, что питательная вода обогащается продуктами коррозии. С увеличением их выноса в парогенератор усиливаются процессы подшламовой коррозии и железоокисного накипеобразования. Со временем эти процессы могут привести к серьезным повреждениям поверхностей нагрева, требующим аварийного останова парогенератора.