印度尼西亚高盐雾高紫外线地区电站设备安装及维护技术探讨.doc

印度尼西亚高盐雾高紫外线地区电站设备安装及维护技术 探讨单宏威 Shan Hongwei, 陈义chen yi（中国能源建设集团浙江火电建设有限公司，杭州市，310016）摘要：介绍印度尼西亚中爪洼岛高盐雾、高紫外线地区在建超临界电站设备安装及维护技术探讨关键词：印度尼西亚中爪哇；高盐雾；高紫外线；电站设备；安装维护、腐蚀；控制0 引言作为全球人口第四大国的印度尼西亚(The Republic of Indonesia)位于亚洲东南部简称印尼，地跨赤道（12S-7N），其70%以上领地位于南半球，与巴布亚新几内亚、东帝汶、马来西亚接壤，与泰国、新加坡、菲律宾、澳大利亚等国隔海相望。印尼由上万个岛屿组成，是全世界最大的群岛国家，疆域横跨亚洲及大洋洲，别称“千岛之国”。 印尼雨季始于每年的10月至次年5月结束，其余月份是旱季，日间平均温度25.5-32.2, 年降水量1600-2200毫米，典型的湿热气候。印尼被印度洋、南中国海、太平洋包围，海水含盐量高、紫外线强形成“高温、高湿、高盐雾、高紫外线”环境，对电站设备腐蚀破坏很大。图1 印度尼西亚地理全貌及海域图图2 印尼爪洼岛全貌及南侧区域海浪（南侧浪高高于北侧）1 印尼爪哇岛芝拉扎市气象、水文状况1.1 爪洼岛芝拉扎气象状况芝拉扎位于中爪哇省南岸，毗邻印度洋，是中爪哇省一个县级市。芝拉扎市内有印尼石油公司（PT Pertamina）所属炼油厂、20万吨级油轮的海港码头、印尼PT S2P业主所有中国公司2006年承建的2*300MW电站、中国公司在建的二期扩建1*660MW超临界电站。二期扩建机组位于芝拉扎南岸，面向印度洋，距离市区12km。气压：累年平均大气压：1008.2 hPa气温（）：最大月平均气温： 32.7最小月平均气温： 20.9极端最高气温： 34.5极端最低气温： 17.4相对湿度(%)：每月最大相对湿度： 93每月最小相对湿度： 73降水量（mm） 12小时最大的有记录的降水量： 7724小时最大的有记录的降水量： 230设计降水量： 15年一遇60分钟风暴时的降雨量70mm风速（km/h ）及风向最大设计风速（10m高处）：120 (ANSI58.1)全年80%主导风向：东南风1.2 爪哇岛芝拉扎水文状况：爪哇岛芝拉扎印度洋海水波浪数据：爪哇岛芝拉扎印度洋海水与中国东海杭州湾海水分析对比数据：序号项目单位数据中国东海杭州湾数据1PH7.67-8.12盐度PPt33.012.29726.3973CL-mg/l22595.243000-10000(月份波动)4Na+mg/l12430.46-2 印尼爪洼岛电站设备腐蚀原理海洋环境中的盐雾组成与海水相似，对设备的腐蚀主要是其中的大量氯离子。氯离子对金属的腐蚀是以电化学方式进行的，其机理是基于原电池腐蚀。盐雾的电化学腐蚀过程大致如下：阳极上，金属由于负电性强（标准电极电位低）容易失去电子而变为金属阳离子，并以水化离子的形式 进入溶液，同时把相当的电子留在金属（Mc）中，反应式如下：Mc+nH2OMc.Nh2O+2C阴极上，留在阴极金属中的剩余电子，被氧去极化，还原并吸收电子，成为氢氧根离子，反应式如下：O2+2H20+4c4OH在电解液中，氯化钠离解而生成钠离子和氯离子，部分氯离子、金属离子和氢氧根离子反应成金属腐蚀物，反应式如下：2Mc+2Cl+2OHMcCl2.Mc(OH)盐雾溶液中主要腐蚀介质为氯离子。氯离子具有很小的水合能，容易被吸附在金属表面，同时氯离子的离子半径很小,因此具有强的穿透本领，容易穿过金属表面氧化层，进入金属内部，结果使氯离子排挤并取代氧化物中的氧而在吸附点上形成可溶性的氯化物，导致这些区域上的保护膜出现小孔，破坏了金属的钝化，加速了金属腐蚀。 盐雾对于金属的腐蚀，还受盐雾液滴中的溶解氧影响。盐雾是一种极小的液滴（直径只有几个微米）。比起同体积的盐水，盐雾与空气的接触面积大得多，因此溶解氧也多得多。氧能引起金属表面阴极去极化过程，从而阻止由于腐蚀物的产生而使腐蚀速度下降的趋势，促进阳极腐蚀继续进行下去。因此，盐雾腐蚀与盐水浸渍腐蚀在机理方面不同，腐蚀强度更高。 悬浮着的盐雾颗粒，实际上对金属并不发生作用，只有沉降在金属表面上，形成电解液膜时才对金属产生腐蚀。一般盐雾沉降率越大，则在金属表面形成的 液膜越厚（在一定范围内）。由于溶液的流淌，能维持液膜不断更新，使液膜中的含氧量始终保持在接近于空气的饱和状态。因此，腐蚀作用能够不断地进行。当沉降率降低时，膜层较薄，氧透过水膜很快能够到达阴极表面；当膜层厚度达到一定程度后，则氧到达阴极表面较难，电化学反应速度则不因离子增多而加快。所以，当沉降率增加到金属表面有中等厚度的盐液膜层以及氧达到具有适宜扩散到阴极表面的速度后，其腐蚀速度才较缓慢地上升。 阳光中的紫外线和电站设备的漆膜、橡胶发生氧化作用同时高温加速氧化链反应过程，破坏漆膜、橡胶的分子结构，产生老化、褪色、龟裂、漆膜减薄等现象。大气中盐雾的分布、浓度和气候环境条件、地理位置、海浪高度、风向有着密切关系。离海洋越远的大气中，含盐量越低；海浪高度越低，大气中含盐量越低；同时盐雾的浓度还受到物体阻隔的影响，阻隔越多，含盐量越低。阳光中的紫外线和地理位置有密切联系。赤道附近区域紫外线强烈，加速设备老化。3 印尼爪哇岛电站设备腐蚀现状电站设备种类繁多、压力、温度等级不一，无外乎压力容器、压力管道、钢结构（含平台扶梯、栏杆）、转动机械、电缆及配套桥架、共相母线等，其材质主要有碳钢、合金钢、耐腐蚀钢、铝合金、铜、橡胶、聚乙烯等。按照中国东海杭州湾海水钠离子含量，相同的电站在印尼爪哇岛“高温、高湿、高盐雾、高紫外线”的环境下，腐蚀速度是中国东海杭州湾的35倍。印尼爪哇岛电站露天环境的锅炉钢结构、渣仓、灰库、输煤钢结构、BOP厂房的彩板外表面在46个月以后出现大面积的锈蚀现象。露天或厂房门窗附近阀门、法兰、管道、桥架外表面46个月以后出现氯离子化学反应的痕迹及锈蚀现象。302、303、304不锈钢、油漆后的钢结构、热镀锌支吊架、气动电动阀执行机构46个月出现锈蚀现象。印尼爪哇岛电站汽机房、除氧煤仓间、BOP小厂房内远离门窗的设备锈蚀速率慢于门窗附近设备腐蚀速率，门窗附近设备慢于露天设备。印尼爪哇岛电站氯离子化学反应速率或表面锈蚀速率视是否露天、是否油漆、海风迎背面、是否镀锌、材料抗腐蚀性、镀锌工艺、油漆工艺而不同。同一个设备迎风面和背风面的腐蚀速率不一样。爪洼岛北岸毗邻中国南中国海海浪小，腐蚀速率小于南岸电站。印尼海风、日照、雨水对于油漆及镀锌层表面的腐蚀速率是逐渐递进，漆膜、镀锌层厚度逐渐减薄是缓慢的，当氯离子渗入设备表面时腐蚀速率快速加大。图3 印尼爪洼岛南侧毗邻印度洋的芝拉扎1*660MW超临界电站及海浪图4 芝拉扎1*660MW超临界电站室外及室内通风口304不锈钢管表面锈蚀 图5 芝拉扎1*660MW超临界电站室外阀门执行机构发生氯离子反应，室外电缆桥架镀锌槽钢锈蚀图6 -芝拉扎电站一期2*300MW机组输煤栈桥（建造于2006年，12年喷砂及油漆）迎风面锈蚀图7 芝拉扎电站一期2*300MW锅炉结构（建造于2006年，12年喷砂及油漆）迎风面锈蚀且靠近印度洋的锅炉钢结构腐蚀速率大于另一台4 印尼爪洼岛电站设备安装及维护技术印尼海水氯离子含量、海浪高度、环境湿度、日照时间、海风等级劣于中国沿海地区，印尼电站设备腐蚀速率高于中国沿海地区35倍。因此印尼电站设备设计、制造、安装及维护期间的仓库等级、材料等级、设备保管等级、防腐油漆标准、设备检查频率要高于中国沿海电站。印尼电站设备设计、制造、安装、维护期间需考虑：1. 电站厂房、设备仓库、办公楼、生活区、设备堆场、设备组合场、安装现场应有大型排水沟，所在地基标高要高于海平面及排水沟，高差数据及排水沟大小应根据当地水文数据而定。2. 电站厂房、设备仓库、办公楼、生活住房屋顶止水标准要提高等级，防水材料要考虑半年雨季、半年旱季的气候数据而定，如国内的电站厂房屋顶的玻璃密封胶不适用于印尼半年旱季的日照和温度。3. 设备堆场、设备组合场、设备基础、龙门吊基础的强度设计要考虑雨水浸泡塌方、基础沉降的危害，且雨季时应提高检查频率。安装期间临时住房、办公室的地板、屋顶、墙壁材料等级根据电站建造周期而考虑雨水浸泡、高温变形的防护等级。4. BOP区域的设备、阀门、钢结构尽可能考虑室内布置或彩板封闭，如国内常规的IP35等级的室外电机在印尼未必适用，半年日照半年雨水对于室外电气设备的绝缘密封要求以国内高等级为设计、采购、安装标准。5. 锅炉房、输煤系统应考虑设计彩板式紧身封闭，特别是迎向海风的一面。由中国公司承建的中爪哇芝拉扎市2*300MW机组锅炉及输煤采用露天设计，2006年交付业主（PT S2P）后12年锅炉及输煤钢结构采取喷砂、油漆的修补措施。锅炉及输煤系统采用彩板封闭结构需同时考虑煤粉自燃的危害，应配套提高通风、消防标准。6. 布置于露天的材料或设备及油漆、保温护板、镀锌厚度、铝合金需提高材料耐腐蚀、耐紫外线的性能，采用中等及强腐蚀标准设计、制造、施工。7. 电动机、盘柜、重要电气元件、泵、风机、转动机械应设计加热器或除湿机，在安装、停机检修期间开启加热、除湿功能降低设备湿度。8. 锅炉设备、压力容器、重要管道、大型风机安装、停机检修期间应及时关闭人孔门或充氮保养。对于动叶可调式的风机，应每隔710天驱动液压机构调整动叶角度。转动机械定期1015天盘动转子。发电机定子、大型风机及泵配套电机定期1520天测定绝缘值。9. 钢结构、管道表面的手工除锈或喷砂场所应在封闭空间内且独立于油漆空间，当天除锈应当天完成底漆，以防盐雾集聚于钢结构、管道表面而降低漆膜附着力。被涂面的表面处理、底漆厚度、油漆空间的湿度含盐量、中间漆和面漆的间隔、油漆附着力及漆膜厚度的检测等工艺应采用国内较高或最高等级的要求。5 结语印尼典型的“高温、高湿、高盐雾、高紫外线”环境对电站设备腐蚀危害较大，电站寿命减低同时维护、检修、设备更换成本增加。中国公司远赴印尼投资电站需考虑设备腐蚀的危害及成本。从成本角度考虑设备提高防腐等级的设计、制造、安装、调试、运维费用，投资收益应考虑设备腐蚀的成本。3 参考文献1） 书籍1 吴继勋金属防腐蚀技术北京：冶金工业出版社，1998年2 赵艳萍姚冠新陈骏设备维修与保养北京：化学工业出版社，2010年2） 期刊1董言治、尉志苹、沈同圣、周晓东高盐雾条件下舰船设备的腐蚀防护研究进展现代涂料与涂装，2003年03期3） 规范标准1 DL/T 5072-2007火力发电厂保温油漆设计规程北京：中华人民共和国国家发展和改革委员会，2