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闭环冷却水系统的监测和处理

闭环冷却水系统的监测和处理

2020-07-21

电厂可能有多个闭环冷却系统。在一些非常关键的部件上很酷或控制温度很好。最有可能存在的两个是所谓的轴承冷却水系统(用于处理具有水冷定子的那些植物的所谓的轴承冷却水系统(其不仅仅是轴承)和定子冷却系统。闭环冷却系统也可以在空气冷却器上找到燃烧涡轮机进口的空气冷却器中。


通过其本质,当闭环系统保持关闭并且长时间运行正常时,通常忘记 - 或至少被忽视。可以不注意化学或流量和流速和差分压力的小变化。但是,一旦腐蚀过程在这些系统中获得立足点,就会非常困难纠正它们。与此同时,关键数据设备可能损坏到它影响工厂运行的能力的程度。我们从闭环冷却水系统开始之前的一些一般原理和实践,然后看定子冷却水系统,这是一个特例。


了解闭环冷却系统

大多数使用闭环水冷却的电厂用于机械系统(而不是蒸汽循环)有几个子系统。轴承冷却水系统通常为临界泵轴承和密封件,用于发电机,润滑油和空压机冷却器的氢气冷却器提供冷却。其他闭环冷却系统可以包括用于在组合循环发电厂和化学样品面板的空气涡轮机的空气入口中使用的空气冷却器的冷水系统。


闭环冷却系统可以在传统的管和壳体热交换器或板和框架热交换器中与主冷却水系统交换热量。冷却水系统(空气冷却器)与压缩机交换热量,反过来使用冷却塔将热量扔回环境中。


通常,脱矿质水用于闭环冷却水化妆,但需要化学处理来防止腐蚀,并且在一些系统中,冷冻。最常见的是,闭环系统中的管道是碳钢。热交换表面,例如空气冷却器组件,可以是铜甚至铝。板和框架热交换器通常由不锈钢板制成。关心和保持这些系统要求您关注所有金属。


在闭环系统中,氧气点蚀是最常见的腐蚀类型(图1)。由于腐蚀产品对密封表面引起的耐磨引起,氧气点蚀的症状可能是生锈的水或轴承的重复维护。


1.闭环冷却水系统中的氧气蚀。礼貌:M&M Engineering

为了使氧气蚀发生,必须首先是覆盖金属表面的一部分的沉积物,在沉积物下方的氧含量和大量水中的氧含量之间产生差异。沉积物下方的缺氧面积变为阳极,并且沉积物周围的沉积物暴露于大量水的区域成为阴极。这种“大阴极,小阳极”配置导致浓缩和加速的凹陷在限制区域中,产生针孔泄漏。


如果允许细菌在闭环系统内传播,它们可以创建“生活”押金。细菌呼吸的副产量通常是酸性的,并且呼吸也消耗氧气,导致生物膜的底部有利于基础金属的腐蚀。这进一步鼓励某些类型的细菌,因为它们在其新陈代谢中使用氧化金属。


闭环水冷却的化学处理

当闭环冷却系统严重磨损时,没有防水 - 所施加的化学处理可以持续数周或以前需要刷新。这可能导致自满。另一方面,具有泄漏的闭环冷却系统 - 并且具有显着的水分损失 - 可以几乎不可能(有时非常昂贵)以维持在适当的治疗水平。治疗水平不当会导致这些系统的腐蚀。


在我们下面的一些选项中,您可以成功用于处理闭环冷却系统,例如轴承冷却水系统或闭环空气冷却系统。一般来说,您发现一个处理程序,适用于系统和系统要求中的各种金属(例如,确定您是否需要冻结保护),然后坚持下去。


无论您选择哪种三种化学处理,它们都可能还含有pH缓冲液(苛性酸钠是常见的),以保持碱性pH值,这有利于最小化碳钢的腐蚀。如果闭环系统中有铜,则可以将唑加到处理中以在暴露的铜金属表面的顶部保持保护化学层。


亚硝酸钠。亚硝酸钠已经使用了多年,以防止各种闭环系统中的腐蚀。亚硝酸盐是一种氧化剂,基本上通过“腐蚀”均匀的一切腐蚀。这似乎是违反直观的,但是当一切都变成阴极而没有阳极,腐蚀停止。


系统中亚硝酸盐的恒定供应确保了产生的任何裸露斑点迅速钝化。然而,如果在冷却水循环中没有足够的亚硝酸盐,则在管道中可以形成阳极,并且再次具有大阴极/小阳极腐蚀细胞。亚硝酸盐的处理的一般指南至少为700ppm的亚硝酸盐。


亚硝酸盐被一些细菌用作能量源。如果闭环系统被这些细菌污染,则亚硝酸盐水平可以迅速降低。细菌还产生生物膜,该生物膜产生沉积物,生产区域是其余管道的阳极。添加更多的亚硝酸盐进一步加速细菌的繁殖,使问题变得更糟。使用亚硝酸盐的系统应定期测试细菌的存在。在一些系统中,将非氧化杀生物剂如戊二醛或异噻唑啉加入到治疗中以防止细菌生长。


钼酸钠。钼酸钠通常被归类为阳极氧化抑制剂。钼酸盐与水中的溶解氧合作,在钢上形成保护性的碳氢钼酸盐。


钼酸盐治疗水平可以是200ppm和800ppm的任何地方,如钼酸盐。使用脱矿质水化妆的闭环系统将趋于在该范围的下端。不幸的是,世界供给钼酸盐金属往往集中在历史政治动荡的领域,多年来,钼酸盐价格急剧变化。价格可变性可以使钼酸盐治疗竞争亚硝酸盐或更昂贵。


具有讽刺意味的是,在非常紧密的闭环系统中,溶解的氧水平可以下降,从而最小化钼酸盐处理的有效性(这需要溶解氧形成被动层)。专家建议在钼酸盐处理系统中建议至少1ppm溶解氧。


聚合物治疗。聚合物处理已经使用了多年,以防止在开放式冷却塔中的规模和腐蚀产品积聚。现在,类似的聚合物也以闭环系统出售。似乎聚合物用作任何可能形成的腐蚀产品或尺度的分散剂,所以它通过保持表面清洁并确保水中的任何溶解氧均匀地均匀地侵蚀腐蚀。这产生了一般,但总体腐蚀水平。


这种处理的一个优点是,它被认为是非常环境的良性,尽管只要闭环系统仍然关闭,就不会影响环境。


监控闭环冷却水

保持闭环系统正常运行的关键是定期监控。无论活性剂是否在治疗中(亚硝酸盐,钼酸盐或聚合物)必须定期监测浓度。通常,除非治疗水平滴加,否则每周测试足够。(如果您不经常监控,您将不知道。)因为碳钢和铜腐蚀处理通常混合成一个产品,但低水平的治疗可能会影响碳钢管道。


还应定期测试水的pH值。考虑到化学处理中pH缓冲的量,水的pH应该是岩石固体。pH下降可以表示细菌污染,特别是亚硝酸盐的处理。可以掉落pH的另一件东西在系统中泄漏,从而引入了新的脱矿石化妆。


在寻找其他细菌污染的迹象,例如在收集样品时的任何一层或流动指示剂中的粘性生长,或者在样品时味道味。板和框架热交换器具有非常大的表面和小间距,用于在板之间的热交换。细菌污染不仅可以严重影响传热,而且还可以导致不锈钢板中的针孔泄漏。根据此时闭环与开环系统的压力,轴承冷却水可能泄漏,或者开放式冷却水可能泄漏。


请记住,预防细菌污染比试图从严重污染的系统中恢复要容易得多。


定子冷却水系统

定子冷却水系统是一个非常特别的闭环,有几个原因。首先,它保护最关键的设备之一 - 发电机。该系统中只有一种关注的金属:铜。这个系统必须保持非常干净,甚至是原始的。定子冷却杆的小温度升高可以限制载荷或甚至关闭发电机。因此,该系统需要特殊的理解,关注和监控


■一个含有去离子水的头部罐,可为泵提供抽吸


■循环泵


■热交换器


■过滤器(墨盒过滤器,网格过滤器或两者)


■混合床Deionizer


■监测流动,温度,电导率,溶解氧,以及在某些情况下,pH


通常有两个去离子器皿和两组过滤器,以允许阀门旋转,以更换过滤滤筒或更换混合床树脂。


冷却回路从定子杆中去除热量并通过热交换器传递它。水连续通过混合床抛光器,其除去进入水的任何可溶性离子污染物。这些杂质通常是溶解二氧化碳和电离(溶解的)铜腐蚀产物。


离子交换树脂还可以捕获铜氧化物的细颗粒,但是通过盒过滤器更好地完成。离子交换树脂可以随时间耗尽(如通过增加的导电性所示)。但对于树脂床(树脂中的腐蚀产物的收集引起的)更常见的是,需要更换树脂。


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