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由淋滤造成的发电厂地下设备腐蚀失效分析
作者: 李博 0********** 华中科技大学能源与动力工程学院 0503班
收稿日期: 2009-3-18
摘要:
结合作者毕业设计题目,对燃煤产物淋滤试验的研究现状进行了评述; 对发电厂区产物淋滤实验的类型、淋滤试验的有效性及条件选择、影响有害元素可溶性(淋滤行为) 的因素进行了讨论; 分析了地下管道等设备由于淋滤产物腐蚀的失效机理,从而为管道腐蚀的有效防护提供了理论依据;列出了外腐性失效的常见类型和影响外腐性失效的因素,并且介绍了现行常用的外腐位的维修措施。
关键词:寿命诊断火电设备淋滤有机酸管道腐蚀分析

引言:
火力发电机组的很多部件长期在高温、高压甚至高速旋转条件下运行,长期服役后的材料老化和失效是造成设备维修的主要原因。寿命管理是在对设备状态进行检测和评估的基础上优化设备运行与维护管理的新技术。设备寿命诊断主要研究设备部件在非稳态下的温度及热应力变化规律、金属材料的疲劳特性以及部件的寿命损耗。通过对设备进行设备寿命诊断,可以为电厂的运行、维修提供决策建议,提高火电机组的安全经济运行水平, 优化电厂的资金投入,降低大机组的事故停机率,延长机组的服役寿命,降低电厂的生产成本。我国的能源结构以火力发电为主,而火力发电设备的寿命损耗评价比较复杂。在与煤炭开发和利用有关的环境污染诸多问题中, 燃煤引起的大气污染(粉尘、二氧化硫、氧化氮及二氧化碳) 和开采过程中工程地质环境问题(可采沉陷、矿坑排水) 的研究较为深入, 研究程度较高; 焦化厂和煤气厂等引起的有机物污染(多环芳烃, PAH ) 日益受到环保部门的重视; 洗煤厂的煤泥污染也受到煤炭部门的重视。但对煤、煤矸石和燃煤产物(飞灰、底灰和炉渣) 在堆放场地以及燃煤产物在利用过程中对水环境和土壤环境影响的研究却非常薄弱。随着国民经济的快速发展, 燃煤产物和煤矸石的排放量将有较大增长,它们可能造成的环境污染很突出。因此评价燃煤产物和煤矸石的环境效应是非常必要的。这个问题的核心就是讨论燃煤产物中有害元素在自然淋滤状态下向水环境释放的能力和量。这些有害元素对于地下管道的腐蚀有较大的影响, 在实验室模拟自然条件下的淋滤实验是获得这方面信息的重要手段。淋滤试验的目的有: ①为燃煤产物的处理提供环境科学方面的依据; ②查明燃煤产物中的有害元素种类; ③查明有害元素的最大淋出浓度; ④为由淋滤产生的管道腐蚀的分析和解决提供理论支持和实际指导。


淋滤实验所用废渣取自长沙市黄兴镇一家企业,该厂堆渣场即位于厂内,面积约为5000 m2。因废渣根据年代不同进行堆放,所以可以方便地取到距今8、6、3、1 年的渣样(即为1995、1997、2000 和2002 年渣样) 。用于浸出毒性实验的样品,采样剖面深度为20~30 cm;用于淋滤实验的样品,采样剖面深度为20~100 cm。所采样品的全分析结果如表1所示。

用浸出毒性的实验方法对2002年渣样连续浸出以测定其可溶金属总量,浸出结果如表2所示。
有研究表明, pH < 5. 6 时,重金属可交换态增加,酸性环境可导致Pb、Zn和Cu等重金属离子的释放[,这与浸出结果相一致:虽然在2个不同的pH值下,浸出的可溶性金属离子数