Мониторинг и лечение закрытых

Oct 01, 2023

Отчасти потому, что это системы с замкнутым контуром, можно легко игнорировать системы водяного охлаждения электростанций, которые поддерживают надежное функционирование всего: от стержней статора в генераторе до важных подшипников питательных насосов и теплообменников воздушных компрессоров. Правильный мониторинг и техническое обслуживание этих систем водоснабжения поможет вам избежать более дорогостоящего ремонта механических систем, которые они охлаждают.

На вашей электростанции может быть несколько систем охлаждения с замкнутым контуром. Велика вероятность, что они охлаждают или контролируют температуру некоторых очень важных компонентов. Чаще всего существуют две системы — это так называемая система водяного охлаждения подшипников (которая заботится не только о подшипниках) и система охлаждения статора для тех установок, которые имеют статор с водяным охлаждением. Системы охлаждения с замкнутым контуром также можно найти в воздухоохладителях на воздухозаборниках турбин внутреннего сгорания.

По самой своей природе, когда замкнутая система остается закрытой и работает должным образом в течение длительного периода времени, о ней часто забывают или, по крайней мере, пренебрегают ею. Небольшие изменения в химическом составе или скорости потока и перепаде давления во всей системе могут быть не замечены. Однако, как только коррозионные процессы закрепятся в этих системах, исправить их будет очень сложно. В то же время критическое оборудование для обработки данных может быть повреждено до такой степени, что это повлияет на работоспособность станции.

Мы начнем с некоторых общих принципов и методов работы систем водяного охлаждения с замкнутым контуром, а затем рассмотрим систему водяного охлаждения статора, которая представляет собой особый случай.

Большинство электростанций, использующих замкнутое водяное охлаждение для механических систем (а не для парового цикла), имеют несколько подсистем. Система водяного охлаждения подшипников обычно обеспечивает охлаждение важных подшипников и уплотнений насоса, водородных охладителей генератора, смазочного масла и охладителей воздушного компрессора. Другие системы охлаждения с замкнутым контуром могут включать системы охлажденной воды для воздухоохладителей, используемых на впуске воздуха в газовые турбины на электростанции с комбинированным циклом, и панель для отбора химических проб.

Система охлаждения с замкнутым контуром может обмениваться теплом с основной системой охлаждающей воды в обычных трубчатых и кожуховых теплообменниках или пластинчатых и рамных теплообменниках. Системы охлажденной воды (воздушные охладители) обмениваются теплом с компрессором, который, в свою очередь, использует градирню для возврата тепла в окружающую среду.

Обычно для подпитки охлаждающей воды в замкнутом контуре используется деминерализованная вода, но для предотвращения коррозии и, в некоторых системах, замерзания требуется химическая обработка. Чаще всего трубопроводы в замкнутой системе изготавливаются из углеродистой стали. Поверхности теплообмена, например, в узлах воздухоохладителей, могут быть медными или даже алюминиевыми. Пластинчатые и рамные теплообменники часто изготавливаются из пластин нержавеющей стали. Уход и содержание этих систем требует внимания ко всем металлам.

В замкнутой системе кислородная питтинговая коррозия является наиболее распространенным типом коррозии (рис. 1). Симптомами кислородной точечной коррозии могут быть ржавая вода или периодическое техническое обслуживание подшипников из-за истирания поверхностей уплотнений продуктами коррозии.

Для возникновения кислородной язвы сначала должен образоваться отложения, покрывающие часть поверхности металла, создавая разницу между содержанием кислорода под отложениями и содержанием кислорода в объеме воды. Область под отложениями с дефицитом кислорода становится анодом, а область вокруг отложения, подвергающаяся воздействию основной массы воды, становится катодом. Эта конфигурация «большой катод, маленький анод» вызывает концентрированную и ускоренную точечную коррозию в ограниченной области, вызывая точечные утечки.

Если бактериям позволить размножаться внутри замкнутой системы, они могут создать «живой» депозит. Побочные продукты бактериального дыхания часто являются кислыми, а дыхание также потребляет кислород, в результате чего основа биопленки способствует коррозии основного металла. Это еще больше стимулирует развитие некоторых типов бактерий, поскольку они используют окисленный металл в своем метаболизме.