DLT712火力发电厂凝汽器管选材导则Word格式文档下载.docx
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本导则规定了火力发电厂表面式凝汽器管材的选用技术条件。
本导则适用于火力发电厂及原子能发电厂表面式凝汽器管材的选用,其他以水为冷却介质的表面式凝汽器管材的选用也可参考本导则。
下列标准所包含的条文,通过在本标准中的引用而构成为本标准的条文。
在标准出版时,所示版本均为有效。
所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB/T242—1997金属管扩口试验方法
GB/T246—1997金属管压扁试验方法
GB/T—1994钛及钛合金牌号和化学成分
GB/T3625—1995换热器及冷凝器用钛及钛合金管
GB/T~—1996海绵钛、钛及钛合金化学分析方法
GB/T~—1996铜及铜合金化学分析方法
GB/T5232—1985加工黄铜—化学成分和产品形状
GB/T5234—1985加工白铜—化学成分和产品形状
GB—1986锅炉用水和冷却水分析方法氯化物的测定摩尔法
GB8000—1987热交换器用黄铜管内应力氨熏检验方法
GB/T8890—1998热交换器用铜合金无缝管
GB/T14415—1993锅炉用水和冷却水分析方法固体物质的测定
GB/T14425—1993锅炉用水和冷却水分析方法硫化氢的测定(比色法)
DL/T561—1995火力发电厂水汽化学监督导则
ASTMA249—1997StandardSpecificationforWeldedAusteniticSteelBoiler,Superheater,HeatExchangerandCondenserTubes
凝汽器管的选用原则:
应根据管材的耐蚀性、使用年限、价格、维护费用及凝汽器结构等进行全面的技术经济比较确定。
所选用的凝汽器管,在采用正确维护措施的条件下,不出现管材的严重腐蚀和泄漏,使用寿命应在20年以上。
在本导则适用范围内所选用管材的质量应符合相应的国家标准和本导则的要求。
本导则是在材质符合标准要求、安装、运行与维护均属正常的基础条件上,根据不同的冷却水水质进行选材的。
本导则主要依据国产现有管材品种制定。
使用与本导则管材品种相应的国外牌号管材,可参照本导则选用。
对较特殊的冷却水水质和新型管材,应通过专门的试验和技术经济比较后选定。
凝汽器使用不锈钢管,可参考国外相关标准或导则,并通过专门的小型试验和技术经济比较后确定。
已有长期运行经验的电厂,可以参考本厂长期使用管材的耐蚀情况,结合本导则的要求,选定管材。
下列冷却水水质指标为凝汽器管材选择的技术依据。
溶解固形物和氯离子
冷却水中的溶解固形物、氯离子和硫酸根离子等含量对凝汽器管材的腐蚀起着重要作用。
根据水中的溶解固形物含量,可将天然水分为四类,如表1所示。
在选择凝汽器管材时,应取得历年的四季水质分析资料。
对靠近海边的江河水,应有海水倒灌期的水质资料,然后根据正常的及短期短期——冷却水含较高溶解固形物和氯离子的时间,一年中连续不超过两个月。
较高的溶解固形物和氯离子含量综合考虑。
对开式循环冷却水系统,应按提高浓缩倍率后的水质考虑。
表1选用管材的水质分类mg/L
水质分类
淡水
微咸水
咸水
海水
溶解固形物
<500
500~2000
>2000
35000左右
注1:
水中溶解固形物的测定按照GB/T14415规定的方法进行。
注2:
水中氯离子的测定按照GB/T规定的方法进行。
悬浮物及含砂量
冷却水的悬浮物和含砂量,是引起凝汽器管冲击腐蚀和沉积物下局部腐蚀的重要因素,因此在选材时,应充分考虑各种可能的因素对水中的悬浮物和含砂量的影响。
对新投产的电厂,应考虑实际运行时冷却水中的悬浮物含量会远远超过未投产时设计用的测定值;
对靠近海边的江河水,应同时考虑海水倒灌及吸入口位置;
对内陆地区,应详细了解水源上游的情况。
在确定冷却水水质时,应有洪水或雨季时水的悬浮物含量数据。
对含砂量,除确定其含量外,还应注意泥砂的粒径及形状特性。
注1:
测定水中的悬浮物含量时,应注意水样的代表性。
测定方法按照GB/T14415规定方法进行。
注2:
泥砂的粒径分布测定方法按本标准的附录A1(标准的附录)规定方法进行。
水质的污染指标
受污染的冷却水,会引起铜合金的局部腐蚀、微生物腐蚀或应力腐蚀,特别是对铝黄铜管及白铜管的影响更为显著。
水的污染程度,可用水质的下述四个指标来衡量:
a)硫离子含量(S2-),其测定方法按照GB/T14425进行;
b)氨含量(NH3),其测定方法按照附录A2(标准的附录)进行;
c)溶解氧含量(O2),其测定方法按照附录A3(标准的附录)进行;
d)化学耗氧量(CODMn),其测定方法按照附录A4(标准的附录)进行。
当上述指标之一超过规定值时,即认为水体污染,应采取措施,减少其影响。
由于河流上游厂矿排废所引起的污染,往往是短期的、周期性的或季节性的,应根据这些水质数据,确定冷却水是否存在污染。
铜合金管
目前可供凝汽器选用的国产铜合金管主要有含砷的普通黄铜管H68A、锡黄铜管HSn70—1、HSn70—1B、HSn70—1AB、铝黄铜管HAl77—2和白铜管BFe30—1—1、BFe10—1—1等。
H68A、HSn70—1、HAl77—2、BFe30—1—1、BFe10—1—1铜合金管材应符合GB/T8890标准中对应牌号的技术要求。
HSn70—1B、HSn70—1AB加硼黄铜管应符合GB/T8890标准中HSn70—1的技术条件。
H68A、HSn70—1、HAl77—2的化学成分应符合GB/T5232标准中对应牌号的要求。
HSn70—1B、HSn70—1AB应符合附录B的要求。
BFe30—1—1、BFe10—1—1的化学成分应符合GB/T5234标准中对应牌号的要求。
各种牌号黄铜管的主要化学成分对比列于表2中。
各种牌号白铜管的主要化学成分对比列于表3中。
表2各种牌号黄铜管的主要化学成分对照表%
牌号
主要成分
Cu
Al
Sn
As
B
Ni
Mn
Zn
H68A
~
—
余量
HSn701
HSn701B
HSn70~1AB
HAl772
表3各种牌号白铜管的主要化学成分对照表%
Fe
BFe30-1-1
BFe10-1-1
钛管
目前可供凝汽器选用的国产钛管主要有TA0、TA1和TA2工业纯钛无缝管和焊接管。
TA0、TA1和TA2钛管应符合GB/T3625的技术条件。
TA0、TA1和TA2钛管的化学成分应符合GB/。
供凝汽器选用的国产钛管的主要化学成分列于表4中。
表4各种牌号钛管的化学成分及杂质含量对照表%
主要成分
杂质含量不大于
Ti
C
N
H
O
其他元素
单一
总和
TA0
TA1
TA2
其他
上述国产凝汽器管材牌号与国外管材牌号的对照关系见附录C。
不锈钢凝汽器管的技术条件可参考ASTMA249和其他有关的国外标准执行。
6凝汽器管的选用
根据水质条件,可按照表5规定选用我国现有的各种管材或参考选用对应的国外管材。
在考虑选用不锈钢管时,可根据水中的氯离子含量参照附录D选用。
表5国产不同材质凝汽器管所适应的水质及允许流速
冷却水中的悬浮物和含砂量对管材的使用有影响。
表5列出的各种管材所允许的冷却水悬浮物和含砂量,是指在悬浮物中含砂量较高的水质。
对于含砂量较少、含细泥较多的水,允许含量可适当放宽。
目前国产的凝汽器铜合金管,只适用于下述清洁程度的水中:
c(S2-)<L;
c(NH3)<1mg/L;
c(O2)>4mg/L;
CODMn<4mg/L。
当水质污染程度超过此限时,应根据实际水质情况,采用加氯处理、海绵球清洗、硫酸亚铁处理等措施。
当水质污染较重时,还可采用限制排放措施,以减少其影响,或者选用耐污染水的不锈钢管或钛管。
硫酸亚铁成膜处理是提高铜合金管耐蚀性能的有效手段。
H68A和HSn70—1管在采用硫酸亚铁处理时,允许的悬浮物含量可提高到500mg/L~1000mg/L。
HSn70—1管允许的溶解固形物含量可以提高到1500mg/L,氯离子含量可提高到200mg/L。
在选用凝汽器铜合金管时,对空抽区布置在中间部位的凝汽器以及空抽区铜管已有氨蚀的凝汽器,其空抽区宜采用BFe10—1—1、BFe30—1—1或不锈钢管。
流速过低会造成悬浮物等在铜合金管内的沉积,易引起铜合金管的沉积物下腐蚀;
流速过高会造成铜合金管的冲刷腐蚀,因此,使用铜合金管时,应按照表5规定的流速条件,特别注意过低流速和过高流速的影响。
钛管对氯化物、硫化物和氨具有较好的耐蚀性,耐冲击腐蚀的性能也较强。
采用海水或咸水冷却的凝汽器宜使用钛管。
对受污染的海水、悬浮物含量高或污染严重的水,应使用钛管。
对确认水质会长期遭受污染或有恶化趋势而又无法改善时,宜选择适合水质条件的不锈钢管或钛管。
采用钛管或不锈钢管时,应保证足够的流速,并采取完善的加氯处理、胶球清洗等措施,以保证所需的清洁度。
管板材料的选择基本原则:
应从管板的耐蚀性、使用年限、价格及维护费用等方面进行全面的技术经济比较。
同时,更重要的还应考虑易于与管子胀接或焊接,应尽量避免与管子发生电偶腐蚀,或采取有效的防腐措施,以确保凝汽器整体的严密性。
对于溶解固形物小于2000mg/L的冷却水,可选用碳钢板,必要时实施有效的防腐涂层和电化学保护。
对于海水,可选用不锈钢管板、复合不锈钢管板或采用与凝汽器管材相同材质的管板。
对于咸水,可根据管材材料和水质情况选用碳钢板、不锈钢管板或复合不锈钢管板。
但选用碳钢板时,应实施有效的防腐涂层和电化学保护。
使用薄壁钛管时,管板应使用钛板或复合钛板。
管与管板宜采用“胀接+焊接”方式连接。
使用薄壁不锈钢管时,管板应使用不锈钢管板或复合不锈钢板。
对于胀接的凝汽器,为防止胀口的渗漏,可采用有效的凝汽器防腐、防渗漏涂料。
供方对管材的检验、包装和保管应符合GB/T8890、GB/T3625标准中的规定,并提供各项指标检验报告及产品合格证。
购方对某些质量指标(如铜合金管的内应力),可以提出高于国家标准的要求(可按照DL/T561—1995中执行),并在订货合同中明确注明。
铜合金管表面的有害膜,特别是残碳膜,是引起铜合金管腐蚀的重要因素之一。
要求供方提供在生产工艺中经脱脂和清除石墨处理的管材。
对怀疑有残碳膜的管材,可以采用饿歇能谱分析法或ESCA(化学分析光电子能谱法)进行鉴别。
使用部门在验收管材时,对一些必要的复核项目,应进行抽查检验。
重点检验的项目如下:
a)管材的化学成分。
铜合金管的检验方法按GB/~进行,钛管的检验方法按GB/~进行。
b)管材尺寸及其允许偏差、管材的椭圆度和弯曲度等。
c)管材内外表面的目视检查。
d)涡流探伤。
按照DL/T561—1995中,在安装前对管材进行涡流探伤,并结合产品标准规定中的判别依据进行判定。
e)管材的扩口试验及压扁试验。
试验方法按GB/T242和GB/T246进行。
f)黄铜合金管的内应力检验。
检验方法按GB/T8000进行。
黄铜合金管在安装前,必须测定管材的内应力状态,不合格者,应重新进行退火,待内应力检验合格后,方可安装。
附录A(标准的附录)
水质的测定方法
A1泥砂粒径分布的测定方法
概要
本方法主要是根据不同粒径的泥砂颗粒在一定温度的水中具有不同沉降速度的原理进行测定的。
对于粒径等于或小于的砂粒,其颗粒直径和沉降速度,具有下述关系:
(A1)
式中:
w——沉降速度,cm/s;
D——颗粒直径,mm;
μ——水的动力粘滞系数,×
·
s;
ρs——泥砂密度,g/cm3;
ρw——水的密度,g/cm3。
因此,可从泥砂的沉降时间和沉距,推测出泥砂的颗粒直径,并可取样测得样品中不同粒径泥砂的百分数。
本方法适用于粒径小于、浓度为%~%的泥砂颗粒分析。
主要仪器设备
a)移液管:
容积20mL,带有活塞开关,其结构尺寸见图A1;
1.体积刻度线应在球泡上端30mm~50mm处,2.玻璃管外径9mm、内径7mm。
图A1移液管
b)盛砂杯:
容积50mL;
c)量筒:
容积1000mL;
d)天平:
感量;
e)搅拌器:
轮径5cm,小孔径3mm左右,小孔数20个左右;
f)洗筛或洗筛漏斗:
孔径;
g)温度计:
量度50℃,最小读数℃;
h)其他:
烘箱、干燥器、比重瓶、毛刷等。
样品准备
将水样搅拌均匀,静置一天,如发现有絮凝下沉的现象或沉积的泥砂上部呈松散的绒絮状,则说明水样中含有可以使泥砂成团下降的水溶盐,此时,应用冲洗法进行水溶盐处理。
处理方法为:
量取经充分摇匀的分析水样1000mL,倒入烧杯中煮沸,待静止沉淀后,抽出上部清水,并用热蒸馏水将抽出的清水冲淡,然后,再沉淀,再抽去上部清水,反复进行至无水溶盐为止。
处理后,可用数滴10%的HCl和5%的BaCl2加至盛有5mL~10mL过滤样品的试管中,以及用数滴10%HNO3和5%AgNO3加至盛有此样品的另一试管中,进行检验,若无白色沉淀,则表明已处理好。
操作步骤
将的洗筛漏斗置于1000mL量筒上,使样品经洗筛流入量筒中,然后用蒸馏水冲洗至筛上无粒径小于的泥砂为止。
要注意冲洗液的加入,不得使量筒中液位超过1000mL的刻度;
如超过,应静置沉淀后吸出量筒上部清液。
在上述盛有泥砂的量筒中,加入反凝剂,即浓度为25%的氨水2mL或其他反凝剂,然后加蒸馏水稀释至1000mL刻度。
用搅拌器将量筒内悬液上下搅拌1min,速度以每分钟上、下各30次为宜,应注意勿使悬液产生气泡或溅出量筒。
取出搅拌器,同时开始记时,测量悬液温度,准确至℃。
根据表A1,计算出粒径为的颗粒沉降到20cm处所需的时间,然后在到达此时间前约5s,将移液管自量筒中央垂直插至20cm深度处。
待的颗粒刚刚沉至20cm深度时,立即打开开关吸取水样,吸取容积恰为20mL时,关闭开关,取出移液管。
将吸取的水样注入盛砂杯内,并冲洗移液管,冲下的水一并倒入盛砂杯中。
吸样速度要均匀,最好能在5s内吸完,吸样时间和深度要掌握得十分准确。
表A1不同粒径的泥砂(ρs=cm3)在不同温度下的沉降时间
温度t
℃
粒径D
mm
沉降时间
5
2min44s
10min54s
43min37s
4h33min
9h16min
18h11min
6
2min39s
10min36s
42min22s
4h25min
9h01min
17h40min
7
2min34s
10min16s
41min05s
4h17min
8h44min
17h07min
8
2min29s
9min58s
39min52s
4h09min
8h28min
16h37min
9
2min25s
9min41s
38min44s
4h02min
8h14min
16h08min
10
2min22s
9min27s
37min46s
3h56min
8h02min
15h44min
11
2min18s
9min10s
36min42s
3h49min
7h48min
15h17min
12
2min14s
8min56s
35min42s
3h43min
7h36min
14h53min
13
2min10s
8min41s
34min43s
3h37min
7h23min
14h28min
14
2min07s
8min28s
33min52s
3h32min
7h12min
14h07min
15
2min04s
8min15s
33min01s
3h26min
7h01min
13h45min
16
2min01s
8min03s
32min10s
3h21min
6h50min
13h24min
17
1min58s
7min50s
31min21s
3h16min
6h40min
13h04min
18
1min55s
7min38s
30min33s
3h11min
6h30min
12h44min
19
1min52s
7min27s
29min49s
3h06min
6h20min
12h25min
20
1min49s
7min16s
29min03s
3h02min
6h11min
12h06min
21
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7min06s
28min26s
2h58min
6h03min
11h51min
22
1min44s
6min55s
27min41s
2h53min
5h53min
11h32min
23
1min42s
6min46s
27min04s
2h49min
5h45min
11h17min
24
1min39s
6min37s
26min30s
2h46min
5h38min
11h02min
25
1min37s
6min27s
25min49s
2h41min
5h29min
10h54min
26
1min35s
6min19s
25min15s
2h38min
5h22min
10h31min
27
1min33s
6min10s
24min41s
2h34min
5h15min
10h17min
28
1min31s
6min03s
24min12s
2h31min
5h09min
10h05min
29
1min29s
5min54s
23min38s
2h28min
5h01min
9h51min
30
1min27s
5min47s
23min07s
2h25min
4h55min
9h38min
31
1min25s
5min40s
22s38min
2h21min
4h49min
9h26min
32
1min23s
5min32s
22min09s
2h18min
4h43min
9h14min
33
1min21s
5min26s
21min42s
2h16min
4h37min
9h03min
34
1min20s
5min19s
21min17s
2h13min
4h31min
8h52min
35
1min18s
5min13s
20min51s
2h10min
4h26min
8h41min
36
1min16s
5min06s
20min25s
2h08min
4h21min
8h31min
37
1min1
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