Как считал ушедший навсегда от нас коллега, Боровский А.П., среди важнейших процессов в пароводяном цикле ТЭС необходимо выделить следующие комплексные многофакторные процессы:
коррозионно-эрозионные поражения металлов со стороны теплоносителя, в том числе их охрупчивание;
воздействие используемых средств коррекционной обработки питательной и котловых вод.
В зонах конденсации пара (паровые полости подогревателей, охладителя пара уплотнений и турбинный конденсатор) согласно межфазному физико-химическому распределению примесей, содержащихся в конденсирующемся паре, происходит обогащение этими примесями остаточного пара. Такое концентрирование наиболее существенно проявляется для высоколетучих соединений углекислого газа и аммиака. Отвод достаточного количества остаточного пара (т.н. отсоса неконденсирующихся газов) обеспечивает уменьшение содержания углекислоты и аммиака в конденсатах указанных теплообменников, что обычно понижает коррозионную агрессивность конденсатов.
Вместе с тем следует учитывать, что совместное присутствие аммиака и углекислоты способствует увеличению перехода в конденсат каждого из этих реагентов,- в отдельности они переходят в конденсат в меньшей степени. Причём по сравнению с исходным паром в конденсатах соотношение содержаний углекислоты и аммиака изменяется в пользу аммиака.
По тракту ПТ состояние парорастворов примесей изменяется в направлении пересыщения. В паре также могут присутствовать оксиды железа в виде коллоидных и более крупных частиц; последние являются дополнительным фактором эрозии.
При длительной эксплуатации ПТ возможны рассредоточенные по её проточной части силикатные и железооксидные отложения. Эрозионным повреждениям последних ступеней может способствовать увеличение продолжительности работы ПТ в конденсационном режиме.
При фосфатной обработке котловой воды отложения в испарительной системе КУ наряду традиционной составляющей оксидами железа - также могут содержать в различных долях собственно фосфаты и железофосфаты натрия (NaFePO4).
Фосфатные отложения нередко подвержены явлению т.н. «хайд-аута», характеризующегося тем, что при низких паровых нагрузках и давлениях в КУ возможен в заметных количествах обратный переход (десорбция из отложений) кислых фосфатов, т.е. динатрийфосфата и мононатрийфосфата.
При недостаточном обмене котловой воды и её щёлочности, высоком содержании в ней железа и наборе нагрузки и давления существует опасность повторного совместного перехода в отложения извлечённых фосфатов с оксидами железа. Это приводит к увеличению количества отложений. Фактором «хайд-аута» является вялая циркуляция, которой нередко способствует горизонтальное расположение в газоходе труб испарительной системы КУ.
Наряду с фосфатированием котловой воды применяется её обработка едким натром и фосфатно-едконатровой смесью.
При накоплении в трубах испарительной системы значительного количества пористых отложений - более 600 г/м² - протекающее в их слое упаривание воды и соответственное концентрирование слаболетучих примесей, в том числе, щелочей вызывает т.н. подшламовую либо щелочную коррозию.
Альтернативой указанным видам внутрикотловой обработки являются предлагаемые в последнее время аминные технологии с использованием этаноламина, комплексных реагентов хеламина, эпурамина и пр. Требуется проверка их эффективности по предотвращению внутрикотловой коррозии в связи с их так называемой диспергирующей способностью и воздействием на перенос отложений с образованием повышенных локальных отложений по тракту теплоносителя.
Для регулирования pH котловой воды аммиак неприемлем.
Отмечено, что в условиях, соответствующих испарителю НД, при коррекции только аммиаком возможны коррозионно – эрозионные повреждения труб.
(Примечание. Есть мнения, что любой из известных водно-химических режимов может быть достаточно эффективным, если поверхности нагрева котла чисты и он несет стабильную нагрузку. Во всяком случае, еще в давние времена ВТИ проводил эксперимент на одной из московских ТЭЦ, где барабанный котел высокого давления несколько лет работал просто на очень чистой воде без проблем и без коррекционной обработки.
Однако в утверждениях Боровского есть свой резон. При едконатриевой обработке котловой воды может возникнуть в пристенном слое коррозионно опасная концентрация щелочи, а при аммиачной коррекции котловой воды – напротив: в пристенном слое снизится концентрация аммиака и упадет рН).
Подавление коррозии конденсатно – питательного тракта из углеродистых сталей обеспечивается путём создания и поддержания на его поверхности защитной железооксидной плёнки за счёт ведения восстановительного гидразинно – аммиачного водного режима (ГАВР). В данных условиях защитной является плёнка со структурой магнетита (Fe3O4), который формируется при определённых значениях pH, окислительно-восстановительного потенциала и температуры среды. Выход значений каждого из этих факторов за пределы допустимого диапазона приводит к потере магнетитом устойчивости и его растрескиванию. Причём локальное разрушение защитной плёнки стимулирует на участке тракта электрохимическую коррозию, более опасную, чем сравнительно равномерная общая коррозия, вызывающую повышенное утонение металла за счёт язвин (питтингов).
Изменение структуры железооксидного слоя от плотной к пористой со множеством трещин характерно для нарушений регламента восстановительного водного режима (как в конденсатно-питательном тракте, так и в КУ), для режимов пусков и остановов оборудования и его простоев без надлежащей консервации. При пусках и остановах происходят растрескивание и неравномерная отслойка железооксидного покрытия из-за его температурных деформаций, отличающихся от температурных деформаций металла. В периоды простоев, не исключающих контакт с атмосферным воздухом, протекает окисление плотного магнетита до пористого гематита. Во всех этих случаях под железооксидным слоем интенсифицируется общая и локальная коррозия.