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[摘 要]二期给水泵由于倒暖管路、平衡管弯头、管路焊缝、阀门门体砂眼等处的泄漏故障，年累计造成给水泵停运检修达14次之多。在参考国内外对该现象的研究资料基础上，借鉴其他电厂的先进经验，针对二期工程给水泵倒暖管系统泄漏故障原因进行分析总结，并做了相应的技术改进，基本消除了以上泄漏问题，改进后的系统运行安全可靠，并为汽水管路的防爆防磨提供了很好的参考案例。
[关键词]发电厂 倒暖管路 防爆防磨
中图分类号：E951 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）15-0358-01
1 简述倒暖管系统管道渗、漏、爆情况
二期300MW供热机组采用的为沈阳水泵厂生产的CHTC5/6型锅炉给水泵，配有2台50%容量汽动给水泵和1台50%容量电动给水泵，每台给水泵组均配有前置泵。在机组正常运行时，2台汽动给水泵并联运行，电动给水泵保持备用。机组自投产以来，给水泵组倒暖系统和平衡水系统曾多次发生阀门和管道泄漏问题，导致大量的高温高压给水外泄，严重影响其周围设备的安全运行。每次处理都要停运给水泵，给设备的运行造成了经济损失。
2 倒暖系统管道发生渗、漏、爆现象的原因分析
发生泄漏爆管事故的位置主要集中在电动给水泵倒暖管路和平衡管路弯头处以及管路的焊缝处，在2011年给水泵由事故造成的14次停运检修中，有12次是由于倒暖管路和平衡管路弯头处以及管路的焊缝处泄漏造成的。对倒暖系统的管道的壁厚进行测量并切割后发现，管道内壁有大量冲刷腐蚀痕迹，管道弯头部位尤为严重。从泄漏状况的统计和实际切割管道检查的结果发现导致管道泄漏的原因主要有以下几点：
2.1 管道冲刷腐蚀造成爆管泄漏故障发生：
冲蚀磨损是材料表面被机械力导致的主要破坏。在管道使用中冲刷腐蚀和气蚀会使管壁局部变薄。管道内部腐蚀变薄，压力过大就会导致泄漏或爆裂。
2.2 管材和阀门的选型不合理引起腐蚀导致泄漏故障发生：
流量加速腐蚀是一种由于管道中的水的流动加速了碳钢和低合金钢材料腐蚀的形式， 发生流量加速腐蚀的原因与水的处理方式关系较大。 在还原性全挥发处理的条件下， 钢铁的表面会形成Fe3O4薄膜，Fe3O4薄膜是一种常见的低含氧量的铁氧化物薄膜， 由致密的内伸层和多孔疏松的外延层构成。 它是金属中的铁离子通过与给水中含量较低的氧发生化学反应，在原纯金属表面和水之间形成的一种稳定的表层，在一般情况下对碳钢表面具有一定的保护作用，碳钢和水通过以下化学反应形成氧化物：反应1是：
下一步，反应2是：
而在特殊的高温水与全挥发的运行环境下，碳钢管道会有一定的溶解度。 这是由于在某种条件时这种 薄膜将不会形成，在反应 1 中发生反应而产生的 Fe2+在进行第 2 步反应生成磁铁矿之前就被给水冲走，这样管道表面的那层有保护作用的表层就不会形成，而且，即使已形成的磁铁矿薄膜也能溶解于给水之中，当局部水流动条件恶化时，由于疏松的 外延层不耐水流的冲击，水作为氧化剂其氧化能力又非常弱，没有能量使 Fe2+氧化为 Fe3+并随后转化为具有保护作用的氧化膜覆盖层，使 薄膜处于活性状态，这时给水系统的局部会发生流动加速腐蚀[1]。
2.3 管道的布置不合理导致的泄漏：
通過观察分析，导致倒暖管泄漏的最主要原因就是流动工质的压力过高给管道带来高强度冲刷，加之管材选用和管道布置方面存在缺陷，最终导致泄漏事件的发生。
3 倒暖管路优化治理
为了彻底根除隐患，消除二期给水泵倒暖管频繁泄漏问题，避免给水泵因为倒暖管频繁泄漏导致给水泵停运的情况，对给水泵组倒暖系统进行了改进：
3.1 降低倒暖管系统内的压力
根据给水泵倒暖的原理，在保证工质温度不变的情况下，将倒暖管进水由给水泵出口母管（15-20MPa）改由前置泵的出口管道（1.4MPa）引出。倒暖管系统内压力降低90%，使管道及其附属部件的冲刷尽可能降低，极大的减少了汽水工质对管道的冲刷腐蚀，改善了管道运行状况。
3.2 升级管材
采用12Cr1MoV 合金管，管壁为6mm。选择了添加 Cr 的碳钢管材可以提高抗流动加速腐蚀的能力，这是因为合金钢表面的氧化膜中含 Cr 可形成 尖晶石氧化膜， 它在高温高压给水中的溶解度比 低很多，可大大减少流动加速腐蚀的发生[1]
4 效果分析与成果推广
给水泵组倒暖系统改进后，实际倒暖过程中给水泵壳体上下温差完全符合"主泵壳体上下温差不大于50℃"的要求，给水泵组倒暖系统改进后至今再未发生泄漏问题，满足给水泵备用的需要。a.检修给水泵的平衡系统，降低平衡管路中工质压力，减少冲刷腐蚀。调整平衡鼓与平衡板及节流套之间的径向间隙，更换末级吐出室与平衡腔室之间的密封，更换密封垫，使平衡水由末级腔室进入平衡腔室时的轴封处压降增加，相应的平衡腔室内的压力降低。同时更换末级腔室与平衡腔室之间的密封缠绕垫，消除高压端向低压端的泄漏，降低平衡腔室内的压力。b.使用新的合金管材并进行弯管作业，重新设计布置了管路，使之符合现场的合理布置，减小工质在管道内的流动阻力。
5 总结
通过技术改进，成功消除了高压水造成的泄漏根源，升级了管材，优化了流道，胜利发电厂二期给水泵倒暖管路和平衡管路频繁泄漏的问题得以解决。同时对平衡间隙进行优化调整，保证了推力瓦温度的正常稳定，提高了机组的运行可靠性，降低发电成本和机组的频繁检修的成本。
参考文献
[1] 黄琨，岭澳核电站二期给水管道流动加速腐蚀的控制与改进，科技信息，2009 第27期.
[2] 姬鄂豫，姚杰新，电厂供水管线腐蚀机理与防护，电力建设，2007，第11期.
[3] 郑玉贵，姚治，柯伟，冲刷腐蚀的研究近况，《材料科学与工程学报》1992年.
[关键词]发电厂 倒暖管路 防爆防磨
中图分类号：E951 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）15-0358-01
1 简述倒暖管系统管道渗、漏、爆情况
二期300MW供热机组采用的为沈阳水泵厂生产的CHTC5/6型锅炉给水泵，配有2台50%容量汽动给水泵和1台50%容量电动给水泵，每台给水泵组均配有前置泵。在机组正常运行时，2台汽动给水泵并联运行，电动给水泵保持备用。机组自投产以来，给水泵组倒暖系统和平衡水系统曾多次发生阀门和管道泄漏问题，导致大量的高温高压给水外泄，严重影响其周围设备的安全运行。每次处理都要停运给水泵，给设备的运行造成了经济损失。
2 倒暖系统管道发生渗、漏、爆现象的原因分析
发生泄漏爆管事故的位置主要集中在电动给水泵倒暖管路和平衡管路弯头处以及管路的焊缝处，在2011年给水泵由事故造成的14次停运检修中，有12次是由于倒暖管路和平衡管路弯头处以及管路的焊缝处泄漏造成的。对倒暖系统的管道的壁厚进行测量并切割后发现，管道内壁有大量冲刷腐蚀痕迹，管道弯头部位尤为严重。从泄漏状况的统计和实际切割管道检查的结果发现导致管道泄漏的原因主要有以下几点：
2.1 管道冲刷腐蚀造成爆管泄漏故障发生：
冲蚀磨损是材料表面被机械力导致的主要破坏。在管道使用中冲刷腐蚀和气蚀会使管壁局部变薄。管道内部腐蚀变薄，压力过大就会导致泄漏或爆裂。
2.2 管材和阀门的选型不合理引起腐蚀导致泄漏故障发生：
流量加速腐蚀是一种由于管道中的水的流动加速了碳钢和低合金钢材料腐蚀的形式， 发生流量加速腐蚀的原因与水的处理方式关系较大。 在还原性全挥发处理的条件下， 钢铁的表面会形成Fe3O4薄膜，Fe3O4薄膜是一种常见的低含氧量的铁氧化物薄膜， 由致密的内伸层和多孔疏松的外延层构成。 它是金属中的铁离子通过与给水中含量较低的氧发生化学反应，在原纯金属表面和水之间形成的一种稳定的表层，在一般情况下对碳钢表面具有一定的保护作用，碳钢和水通过以下化学反应形成氧化物：反应1是：
下一步，反应2是：
而在特殊的高温水与全挥发的运行环境下，碳钢管道会有一定的溶解度。 这是由于在某种条件时这种 薄膜将不会形成，在反应 1 中发生反应而产生的 Fe2+在进行第 2 步反应生成磁铁矿之前就被给水冲走，这样管道表面的那层有保护作用的表层就不会形成，而且，即使已形成的磁铁矿薄膜也能溶解于给水之中，当局部水流动条件恶化时，由于疏松的 外延层不耐水流的冲击，水作为氧化剂其氧化能力又非常弱，没有能量使 Fe2+氧化为 Fe3+并随后转化为具有保护作用的氧化膜覆盖层，使 薄膜处于活性状态，这时给水系统的局部会发生流动加速腐蚀[1]。
2.3 管道的布置不合理导致的泄漏：
通過观察分析，导致倒暖管泄漏的最主要原因就是流动工质的压力过高给管道带来高强度冲刷，加之管材选用和管道布置方面存在缺陷，最终导致泄漏事件的发生。
3 倒暖管路优化治理
为了彻底根除隐患，消除二期给水泵倒暖管频繁泄漏问题，避免给水泵因为倒暖管频繁泄漏导致给水泵停运的情况，对给水泵组倒暖系统进行了改进：
3.1 降低倒暖管系统内的压力
根据给水泵倒暖的原理，在保证工质温度不变的情况下，将倒暖管进水由给水泵出口母管（15-20MPa）改由前置泵的出口管道（1.4MPa）引出。倒暖管系统内压力降低90%，使管道及其附属部件的冲刷尽可能降低，极大的减少了汽水工质对管道的冲刷腐蚀，改善了管道运行状况。
3.2 升级管材
采用12Cr1MoV 合金管，管壁为6mm。选择了添加 Cr 的碳钢管材可以提高抗流动加速腐蚀的能力，这是因为合金钢表面的氧化膜中含 Cr 可形成 尖晶石氧化膜， 它在高温高压给水中的溶解度比 低很多，可大大减少流动加速腐蚀的发生[1]
4 效果分析与成果推广
给水泵组倒暖系统改进后，实际倒暖过程中给水泵壳体上下温差完全符合"主泵壳体上下温差不大于50℃"的要求，给水泵组倒暖系统改进后至今再未发生泄漏问题，满足给水泵备用的需要。a.检修给水泵的平衡系统，降低平衡管路中工质压力，减少冲刷腐蚀。调整平衡鼓与平衡板及节流套之间的径向间隙，更换末级吐出室与平衡腔室之间的密封，更换密封垫，使平衡水由末级腔室进入平衡腔室时的轴封处压降增加，相应的平衡腔室内的压力降低。同时更换末级腔室与平衡腔室之间的密封缠绕垫，消除高压端向低压端的泄漏，降低平衡腔室内的压力。b.使用新的合金管材并进行弯管作业，重新设计布置了管路，使之符合现场的合理布置，减小工质在管道内的流动阻力。
5 总结
通过技术改进，成功消除了高压水造成的泄漏根源，升级了管材，优化了流道，胜利发电厂二期给水泵倒暖管路和平衡管路频繁泄漏的问题得以解决。同时对平衡间隙进行优化调整，保证了推力瓦温度的正常稳定，提高了机组的运行可靠性，降低发电成本和机组的频繁检修的成本。
参考文献
[1] 黄琨，岭澳核电站二期给水管道流动加速腐蚀的控制与改进，科技信息，2009 第27期.
[2] 姬鄂豫，姚杰新，电厂供水管线腐蚀机理与防护，电力建设，2007，第11期.
[3] 郑玉贵，姚治，柯伟，冲刷腐蚀的研究近况，《材料科学与工程学报》1992年.