پایان نامه بررسی خوردگی در كندانسور های نیروگاهی و تاثیر آن بر نیروگاه

پایان نامه بررسی خوردگی در كندانسور های نیروگاهی و تاثیر آن بر نیروگاه

چکیده

کندانسور یکی از قسمتهای مهم نیروگاه است که نشتی آن باعث ورودآب خنک کن آلوده به قسمت آب سیکل می شود، که در نهایت خسارت های فراوانی به بویلر، توربین و دیگر اجزاء نیروگاه وارد می شود

نشتی های بوجودآمده معمولاً در اثر خوردگی های سمت بخار یا سمت آب است که سهم سمت آب بیشتر است. از جمله خوردگی های سمت آب،خوردگی سایشی در ابتدا و انتهای ورودی و خروجی آب لوله، خوردگی های گالوانیک درمحل اتصال لوله به تیوب شیت، خوردگی حفره ای و شیاری در امتداد لوله ها ، خوردگی تنشی (SCC) در سمت بخار و درمحل رولینگ انتهای لوله ها را می توان نام برد.

اعمال بازدارنده های خوردگی ، استفاده از پوشش های رنگ و لاستیک درون جعبه آب، استفاده از اینسرت های پلاستیکی در ورودی و خروجی لوله آب و اعمال حفاظت کاتدی و نیز ملاحظات بهره‌برداری صحیح از واحد و انجام اسید شویی های به موقع و مناسب، آگاهی از وقوع نشتی و پیدا کردن محل دقیق نشتی ها با استفاده از روشهای مختلف، تمیزکاری لوله های رسوب گرفته با استفاده از سیستم گلوله های اسفنجی و ... مهمترین روشهای پیشگیری از نشتی به شمار می رود.

عملکرد کندانسور ، شرایط کاری ، مواد و آلیاژهای بکار رفته در آن

 چگالنده ها دستگاه هایی هستندکه جهت تقطیر بخار بکار می روند به طوری که عمل تقطیر با گرفتن گرمای نهان بخار توسط سیال خنک کننده، که آب یا هوا می‌باشد انجام می‌گیرد. کندانسورها به انواع مختلفی تقسیم بندی می‌شوند.این تقسیم بندی ها بر حسب نوع تماس بخار و سیال خنک کننده و نیز بر حسب جهت جریان های بخار و سیال خنک کننده می باشد. انتخاب نوع کندانسور نیز بر حسب مقتضای موردمصرف صنعتی، نیروگاهی و محل بکارگیری آن صورت می گیرد.

در این فصل لزوم کندانسور در نیروگاه ، شرایط کاری ، مواد و آلیاژهای بکار رفته مورد بررسی قرار گرفته است.

1-1-تعریف ودلایل لزوم کندانسور در نیروگاه

کندانسور بزرگترین مبدل حرارتی نیروگاه است که عمل تقطیر بخار خروجی از قسمت فشار پایین توربین بخار را انجام می دهد. این عمل در شرایط اشباع و با گرفتن حرارت نهان (نامحسوس) بخار توسط سیال خنک کننده انجام می پذیرد. شکل (1-1) نشان دهنده موقعیت کندانسور در نیروگاه می باشد.

شکل (1-1): موقعیت کندانسور در نیروگاه {1}

کندانسورهای نیروگاهی به نحوی طراحی می شوند که پاسخگوی نیازهای بیان شده در ذیل گردند :

الف- به عنوان منبع سرد موردنیاز موتور حرارتی (نیروگاه)

ب- جهت افزایش راندمان حرارتی نیروگاه

ج- جهت تقطیر بخار خروجی توربین و نگهداری آب تغذیه بطور ناخالص         

د- جهت هوازدایی از آب چگالیده شده و آب اضافی در هر سیکل توربین         

و – جهت جمع آوری درین های حرارتی ، آب تغذیه جبرانی ، درین های بخار،  درین های اضطراری و راه اندازی

1-2-انواع سیستم خنک کننده

بعد از تقطیر بخار درکندانسور توسط آب خنک کننده، سیستمی مورد نیازمی باشد که بتوان سیال خنک کننده را خنک کرد  و برای تقطیر مجدد بخار به کندانسور وارد نمود که به این سیستم ، سیستم خنک کن می گویند. انواع سیستم خنک کن در جدول (1-1) دسته بندی شده است.  

                     جدول (1-1) : انواع سیستم خنک کننده

1-سیستم ‌های باز

      1-1- با استفاده از آب دریاچه (نیروگاه نکا)

     1-2-با استفاده از آب دریا ( نیروگاه بندر عباس)

     1-3- با استفاده از آب رودخانه

2-سیستم های بسته

     2-1- سیستم‌های خنک کنند‌ه‌تر

                  2-1-1- استخرهای خنک کننده

                  2-1-2-برجهای خنک کننده تر (نیروگاههای تبریز ، همدان ، بعثت و ...)

   2-2- سیستم های خنک کننده خشک

          2-2-1- خنک کننده خشک غیر مستقیم( برج هلر؛شهید رجایی )

  2-2-2- خنک کننده خشک مستقیم( کندانسور هوایی طوس)

1-3- انواع کندانسور

تقسیم بندی انواع کندانسورها بر حسب نوع تماس بخار و سیال خنک کننده و نیز بر حسب جهت جریان های بخار وسیال خنک کننده می باشد. و هر کدام از این کندانسورها بر حسب مقتضای مورد مصرف صنعتی ، نیروگاهی و محل بکارگیری آن انتخاب می شوند. در جدول (1-2) انواع کندانسور آمده است.

                                جدول (1-2) انواع کندانسور

1-کندانسور تماس مستقیم

                 1-1-نوع پاششی                      1-2-نوع بارومتریک

                1-3-نوع جت                          1-4-نوع فیلمی

               1-5-نوع حبابی

2-کندانسور سطحی

           2-1-نوع آب وبخار

          2-2-نوع هوا و بخار

                           2-2-1 -جریان اجباری هوا

                          2-2-2-جریان مکشی هوا

                         2-2-3-جریان طبیعی هوا

 1-3-1- کندانسورهای تماس مستقیم

از کندانسورهای تماس مستقیم در موارد زیر استفاده می شود:

1- سرمایه گذاری پایین مدنظر باشد.

2- بازیافت آب کندانسه شده مورد نظر نباشد.

ساخت و بهره برداری از کندانسورهای تماس مستقیم به طور نسبی ساده   می باشد و برای مقدار کمتر از 250000 (پوند/ساعت) بخار استفاده می‌شوند.

این کندانسورها در نیروگاه های ژئوترمال ، خورشیدی و نیروگاه هایی ازاختلاف دمای آبهای اقیانوس استفاده می کنند نیز در نیروگاه هایی که از سیستم خنک کن برج خشک غیر مستقیم استفاده می کنند بکار گرفته می‌شوند.

بطور معمول در کندانسور تماس مستقیم، زمانی که بخار و آب سیرکوله (گردشی) مخلوط می شوند بازیافت چگالیده خالص مشکل می شود و همچنین آب تغذیه افزودنی بزرگتری مورد نیاز بوده و خلا کمتری نسبت به کندانسورهای سطحی بدست می آید. این کندانسورها در نیروگاه های بزرگ تاسیس نمی شوند ولی به جهت استفاده با سیستم خنک کننده برج خشک غیر مستقیم اندکی تمایل پیدا شده است.{1}

بسمه تعالی

فهرست.........................................................................................................شماره صفحه

فصل اول-عملکرد کندانسور ،شرایط کاری ،مواد و آلیاژهای بکار رفته در آن.......................1

1-1- تعریف و دلایل لزوم کندانسور در نیروگاه...................................................................1

1-2- انواع سیستم خنک کننده ......................................................................................3

1-3- انواع کندانسور.....................................................................................................4

     1-3-1- کندانسورهای تماس مستقیم......................................................................5

     1-3-2- کندانسورهای سطحی یا تماس غیر مستقیم.................................................9

          1-3-2-1- کندانسورهای تماس غیر مستقیم خنک کننده با هوا............................9

          1-3-2-2-کندانسورهای سطحی آب وبخار...........................................................10

1-4- شرایط کاری آب وبخار...........................................................................................12

    1-4-1- شرایط کاری سمت آب.................................................................................12

        1-4-1-1- اکسیژن...............................................................................................13

        1-4-1-2- گاز کربنیک.........................................................................................14

        1-4-1-3- گاز کلر...............................................................................................14

 ............................................................................................14 PH1-4-1-4- تاثیر      

        1-4-1-5- نمکهای محلول..................................................................................15

        1-4-1-6- میکرو ارگانیسمها...............................................................................15

    1-4-2- شرایط کاری سمت بخار...............................................................................16

        1-4-2-1- اکسیژن..............................................................................................16

        1-4-2-2- آمونیاک............................................................................................17

        1-4-2-3- رسانایی یا هدایت الکتریکی...............................................................18

1-5- آلیاژها و مواد بکار رفته در کندانسورهای سطحی آب و بخار...................................18

فصل دوم- انواع خوردگی در کندانسورهای سطحی..........................................................25

2-1- خوردگی سایشی...................................................................................................25

    2-1-1- حمله ورودی.................................................................................................26

    2-1-2- خوردگی سایشی بوسیله جاگیری اجسام خارجی..............................................28

    2-1-3- خردگی سایشی موضعی بوسیله ارتعاش مواد خارجی....................................30

    2-1-4- سایندگی ماسه...........................................................................................31

        2-1-4-1- اثر مقدار ماسه بر خورگی برنج آلومینیوم در آب دریا...........................33

..34NaCl 3%        2-1-4-2- اثر قطر ماسه بر میزان خوردگی برنج آلومینیوم در محلول

        2-1-4-3- اثر مقدار آهن آلیاژی بر مقاومت سایندگی ماسه در آب دریا............35

    2-1-5- تصادم......................................................................................................36

2-2- خوردگی گالوانیک...............................................................................................36

2-3- خوردگی حفره‌ای و شکافی..................................................................................38

    2-3-1- عوامل موثر بر خوردگی حفره ای..................................................................40

        2-3-1-1- اثر ترکیب آلیاژ ها..............................................................................40

...............................................................................................41PH        2-3-1-2- اثر

        2-3-1-3- اثر سولفید.......................................................................................42

        2-3-1-4- اثر سرعت جریان..............................................................................43

        2-3-1-5- اثر کلر..............................................................................................46

2-4- آلیاژ زدایی یا جدایش انتخابی............................................................................47

2-5- خوردگی تنشی...................................................................................................48

2-6- خوردگی میکروبی...............................................................................................48

2-7- خوردگی سمت بخار............................................................................................49

فصل سوم- روشهای پیشگیری از خوردگی ، روشهای نشت یابی و تمییز کاری در

کندانسور های سطحی..................................................................................................51

3-1- کنترل شیمیایی آب خنک کن.............................................................................53

    3-1-1- کنترل رسوب..............................................................................................53

 و کلر زنی.................................................................................54PH    3-1-2- کنترل 

    3-1-3- بازدارنده ها..............................................................................................54

        3-1-3-1- بازدارنده های بر پایه فسفات............................................................55

        3-1-3-2- بازدارنده بر پایه روی.........................................................................57

        3-1-3-3- بازدارنده پلی فسفات/روی...............................................................58

        3-1-3-4- بازدارنده مرکایتوبنزو تبازول.............................................................58

        3-1-3-5- بازدارنده سولفات آهن.....................................................................59

3-2- حفاظت کاتدی...................................................................................................59

3-3- رنگ و پوشش....................................................................................................61

3-4- انتخاب آلیاژ مناسب.........................................................................................62

3-5- روشهای نشت یابی...........................................................................................63

    3-5-1- تایین رسانایی...........................................................................................65

    3-5-2- اندازه گیری اکسیژن..................................................................................65

3-6- روشهای تعیین محل نشتی...............................................................................66

3-7- روشهای تمییزکاری کندانسور.............................................................................68

    3-7-1- تمییزکاری سمت آب...............................................................................68

    3-7-2- تمییزکاری سمت بخار...............................................................................71

فصل چهارم- تاثیر خوردگی کندانسور در بهره برداری نیروگاه های کشور..........................74

4-1- مشکلات خوردگی کندانسور در نیروگاه های کشور................................................74

    4-1-1- نیروگاه بندر عباس (آب خنک کن : دریا)......................................................75

    4-1-2- نیروگاه تبریز (آب خنک کن : چاه)...............................................................76

    4-1-3- نیروگاه رامین (آب خنک کن : رودخانه).......................................................81

4-2- تاثیر خورگی و نشتی کندانسور بر روی قسمتهای دیگر..........................................84

4-3- خسارتهای اقتصادی..........................................................................................86

مراجع...........................................................................................................................91