Совершенствование водно-химического режима энергоблоков
В результате испытаний, проведенных НПО ЦКТИ на блоке 300 МВт Киришской ГРЭС, было установлено существенное снижение эрозионно-коррозионных процессов в водяном тракте ПВД при переводе блока с аммиачно-гидразионного режима на нейтрально-окислительный с дозированием в качестве окислителя газообразного кислорода. Прирост концентрации соединений железа в ПВД-6 (см. рис. 3, кривая 4) снизился до 1,5 мкг/кг вместо 9,5 мкг/кг при амкгиачно-гидразионном режиме (кривая 3). Параллельными опытами с использованием специальных эрозионно-коррозионных индикаторов было подтверждено, что износ образцов стали 20 в зоне работы входных участков труб первого по ходу воды ПВД снижается на порядок при переводе блока на нейтрально-кислородный режим по сравнению с аммиачно-гидразинным режимом и приближается к данным для стали 12Х18Н10Т.
Аналогичные результаты были получены при сравнительных испытаниях различных водно-химических режимов на АЭС [7]. В связи со значительным износом труб ПВД исследования проводились в диапазоне температур 160...220 °С путем установки образцов из стали 20 на байпасе ПВД. Результаты опытов показали, что эрозионно-коррозионный износ углеродистой стали по отношению к нержавеющей стали, которая была выбрана в качестве эталона, при бескоррекционном водном режиме был выше в 100 раз, при аммачном — в 8 раз, нейтрально-окислительном с дозированием перекиси водорода — в 1,5 раза.
Механизм образования на стали окисной пленки при нейтрально-окислительном режиме в настоящее время недостаточно изучен. В отличие от традиционного аммиачно-гидразионного режима при новом водном режиме во всем диапазоне температур среды конденсат-но-питательного тракта (после БОУ) на стали формируется плотная защитная окисная пленка гематита, существенно уменьшающая эрозионно-коррозионное воздействие потока воды. Таким образом, реализацию не блоках нейтрально-окислительного режима следует рассматривать как один из радикальных способов повышения надежности трубной системы ПВД по водяной стороне.
Следует отметить, однако, что на ряде энергоблоков с максимальной продолжительностью эксплуатации при нейтрально-окислительном режиме с дозированием кислорода зафиксирована интенсивная коррозия трубной системы ПВД со стороны пара. Данное явление сейчас изучается и согласно предварительным данным имеются средства для его устранения.
В условиях аммиачно-гидразинного режима происходит повышение эрозионно-коррозионной стойкости трубной системы ПВД лишь при рН питательной воды 9,3...9,4 и выше. Осуществление подобного требования связано, однако, с известными трудностями в эксплуатации БОУ при очистке конденсата по схеме Н—ОН-ионирования. Другим направлением совершенствования аммиачно-гидразинного режима является использование активирующей присадки к гидразину. Опыт применения активированного гидразина на Киришской и Литовской ГРЭС [8], а также зарубежные данные позволяют рассматривать данный способ повышения эрозионно-коррозионной стойкости трубной системы ПВД при аммиачно-гидразинном режиме как перспективный.
Применение материалов, стойких против эрозионно-коррозионного износа.
В последние годы специалисты заводов-изготовителей и научно-исследовательских организаций ведут поиск более коррозионно- и эрозионно-стойких, чем сталь 20, и недефицитных материалов для изготовления трубной системы ПВД и прежде всего первого (по ходу воды) аппарата. При исследованиях, проводимых на Киришской ГРЭС1), были получены обнадеживающие результаты, свидетельствующие об использовании в качестве альтернативного материала стали марки 12Х1МФ, эрозионно-коррозионная стойкость которой в зоне рабочих температур воды на входе в первый по ходу воды ПВД при аммиачно-гидразинном режиме оказалась примерно в 5 раз выше, чем у стали 20. В настоящее время контрольные участки труб из стали 12Х1МФ установлены в ПВД блоков СКД Костромской ГРЭС для длительной промышленной проверки.
В качестве одного из вариантов данного направления следует рассматривать и предложение о повышении коррозионной стойкости стальных труб подогревателей путем предварительного создания на их поверхности защитной окисной пленки при обработке перегретым паром с температурой 400...500 °С. Этот метод реализован на одном из подогревателей блока 320 МВт электростанции Фарге (ФРГ).