电厂直流系统常见故障及运行

Question

大家好，我想请问，发电厂直流系统平时运行中有那些要注意的，并且，有哪些故障容易出现，这些故障的基本消缺办法及处理故障的基本步骤

Answer 1

1 概要
电力工业是能源工业的重要组成部分，确保发电设备的安全生产是非常重要的。在我国的发电设备中，火力发电设备占71.8%，是主要的电能生产方式，
除此之外，还有水电设备、核电设备及地热与风力发电设备等。经调查，不同电力设备均存在腐蚀问题 。腐蚀故障轻者使发电设备运行不正常，影响电能质
量，重者引起意外停机而中断电力供应，因此世界各国对电力设备的防腐工作都给予足够的重视。
2 火力发电厂水系统设备的腐蚀火力发电是靠燃煤或燃油/气释放的热能将水加热成蒸汽，来推动汽轮机作功，转化为电能。蒸汽的冷却是由冷却水系统通过凝汽器完成的。为了节约用水，滨海电厂的冷却水通常采用敞开式海水冷却。但因海水是较强的腐蚀介质，必然会对设备产生不同程度的腐蚀。在火力发电厂中，容易产生腐蚀的设备通常是与海水接触的输水管、凝汽器、泵、轴、叶轮、旋转滤网、拦污栅等。腐蚀形式有以下几种：
2.1 电化学腐蚀
钢铁在海水中主要发生氧腐蚀，碳钢是电厂循环水设备主要用材，如输水管道、
水室等。由于海水的强腐蚀性，因此，必须采用相应的保护措施。
2.2 电偶腐蚀
电偶腐蚀是由于具有不同电极电位的材质在介质中电连接造成的，电位负的金属腐蚀加速，而电位正的金属受到保护。如凝汽器的管束和管板多用不同的
材质，并采用胀接方式连接，如黄铜-不锈钢、黄铜-碳钢、白铜-不锈钢、钛-钛的组合形式；旋转滤网的碳钢-不锈钢组合等，在海水介质中，使电位负的金
属加速腐蚀，在火力发电厂此种腐蚀也是常见的 。
2.3 选择性腐蚀
主要是指黄铜在海水中发生的黄铜脱锌腐蚀。产生黄铜脱锌腐蚀的机理主要有两种：一种是锌选择性溶解理论，另一种是溶解-沉积理论。可采用低锌黄
铜或在黄铜中加一定量的砷来抑制黄铜脱锌的腐蚀。
2.4 局部腐蚀
由于海水中活性阴离子Cl的存在，破坏材料表面的钝化膜，形成小阳极大阴极的腐蚀电池，使局部出现孔蚀，缩短设备的使用寿命，造成海水泄漏。与
全面腐蚀相比，局部腐蚀的危害性更大。在碳钢设备内壁涂刷涂料时，要避免局部的破损。另外，在海水介质中要选择耐孔蚀的金属材料。不锈钢是电厂凝汽器管束、管板、泵轴、轴套的可选材之一，一定要选择含钼不锈钢才能避免孔蚀的发生。
2.5 冲刷腐蚀
冲刷腐蚀是由于海水存在一定的流速，而且海水中含有少量的泥砂造成的，常发生在拐弯处和水流直接冲到的位置。此种腐蚀的解决存在一定的难处。
除了以上所列腐蚀形式外，还存在缝隙腐蚀、应力腐蚀等。这里不再叙述。
3、 防护措施
3.1 选择耐蚀材料
选择耐蚀材料，可以从根本上解决腐蚀问题，是大家所希望的。但所花经费太多，实际上不可能把所有的设备都换成贵金属材料。所以，通常在关键部位
选用，如用钛制作凝汽器的管束及管板等。
3.2 阴极保护
阴极保护是防止或减缓设备腐蚀行之有效的方法。根据阴极保护极化电流的来源不同，阴极保护技术分为外加电流的阴极保护和牺牲阳极的阴极保护，
均已成为成熟的技术在工程上得到应用。这两种方法的原理相同，但供给电流的方式不同，各有优缺点。
3.2.1 外加电流的阴极保护
利用直流电源，通过辅助阳极给被保护的金属通以恒定电流，使之阴极极化，以减轻和防止腐蚀。主要优点，输出电流可调，有效保护范围大，大型工程投资费用较小，施工地点集中。缺点是，需要外部电源，平时需专门人员管理。
3.2.2 牺牲阳极的阴极保护
在被保护的金属上连接一种电位更负的金属或合金作为阳极，它与被保护金属在电解质溶液中组成大电池，使被保护金属变成阴极而阴极极化，从而得到保护。主要优点：不需外部电源，不用维护管理，不会对邻近非保护金属构筑物产生干扰腐蚀，在有杂散电流影响的区域，可以起到排流的作用。缺点是：输出电流不易调节，大型工程投资费用较高。
综上所述，无论是由外部电源引入的保护电流还是由电池内产生的电流，都必须达到足够克服和抵消离开金属阳极区的腐蚀电流，也就是说，如果能把腐蚀电流抵消掉等于零，金属腐蚀就停止了。
工程实践表明：防止碳钢循环水管、凝汽器等设备的腐蚀，阴极保护是常采用的较好方法。但为了减少保护面积，节约电能，对碳钢材料的保护常采用阴
极保护与涂层联合的保护方法。国内外火力发电厂大多都采取了相应的措施，如华能大连电厂、华能营口电厂、华能丹东电厂、深圳妈湾电厂、镇江电厂等，
取得较大的经济效益。在阴极保护设计与实施中，保护电流密度的选择、如何使保护电流均匀分布，是十分关键的。另外在对与钛电连接的设备实施阴极保
护时，还要防止钛的氢脆问题，即控制使钛产生氢脆的临界电位值。关于引起钛氢脆的临界电位值究竟是多少，围绕此研究开展了许多工作 。
4、腐蚀经济与管理
腐蚀是材料在各种环境作用下发生的破坏和变质，遍及国民经济各部门，给国民经济带来巨大的损失。根据工业发达国家的调查，每年因腐蚀造成的济损失约占国民生产总值的2%～4%，我国每年因腐蚀造成的经济损失至少达200亿元。腐蚀的经济损失可分为直接损失和间接损失两大类。直接损失是指更换被腐蚀掉的结构、机器或零件所需的经费和采取防护措施的经费。而间接损失较难估计，通常包括停工、产品损失、降低产品效率、产品的污染以及腐蚀
导致的人身安全事故等所需的费用。材料性能是技术判据，资源、能源和环保即是社会问题，也有经济问题，因此，经济是材料的重要判据。腐蚀即是材料的一种破坏现象，就必须考虑经济问题。搞好腐蚀与防护工作，关系到节约能源、节省材料、保护资源、保护环境、保证正常生产和人身安全，发展新技术等一系列重大的社会和经济问题。为了减少腐蚀的经济损失，以及对腐蚀的失效进行有效分析，须从管理方面从事协调和配合。管理与科技信息具有同样的重要性。

参考文献
[1] 窦照英，电力工业的腐蚀与防护，化学工业出版社，1995.2
[2] 陈强等，湛江发电厂循环水泵的腐蚀防护综合治理，广东电力，
2003，Vol.16，NO.4
[3] 胡学文等，阴极保护防蚀技术在火力发电厂凝汽器上的应用研
究，电力学报，2001，Vol.16，NO.3
[4] 孟超等，阴极保护技术在滨海电厂凝汽器防腐上的应用，腐蚀
科学与防护技术 2001，Vol.13，增刊
[5] 周国定等，电化学方法应用于电力设备防腐蚀，上海电力学院
学报，2001，Vol.17，NO.3
[6] 郭敏，钛的应用与腐蚀，全面腐蚀控制，2000，Vol.14，NO.2

这个是网上找的，看行不。

Answer 2

电厂直流系统常见的故障
1、 直流系统接地故障
直流接地故障中，危害较大的是两点接地。直流系统两点接地， 会引起继电保护、信号、自动装置误动或拒动，甚至导致直流保险 熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源。在复杂的保护回路 中，如果出现同极两点接地，相当于将某些继电器短接，使本级开 关拒动，导致越级跳闸而扩大事故。直流系统分布范围广，外露部分多，电缆多目长。绝缘容易受尘 土、潮气的侵蚀而降低，甚至造成直流接地。
2、蓄电池过度放电：
这种情况通 常发生在交流失电或充电模块损坏后，蓄电池组长期带负荷的情 况。当放电到输出电压为0 时，会导致大量的硫酸铅品体吸付在阴 极表面，形成所谓“硫化阻塞”。电池内阻升高，容量下降，寿命 缩短。
3、 蓄电池失水板栅的腐蚀：
板栅腐蚀是影响蓄电池的使用寿命。在开路状态下，铅 合金与活性一氧化铅直接接触，而目共同浸在硫酸溶液中，它们各 自与溶液形成不同的电极电位。正极栅板不断溶解，特别是在过充 电状态下，由于正极的析氧反应，水被消耗，h 离子浓度增加，正 极附近酸度增高，反栅腐蚀加速。所以，如果电池长期处于过充电状态，电池的栅板就会逐渐变薄， 容量下降，使用寿命缩短。
4、 直流系统工作电压偏高：
直流系统自投运后，无论直流220v 系统、直流110v 系统或直流 48v 系统，因厂用电压异常，也 偶尔出现过运行电压低情况。 直流系统的浮充电压整定为uf 一单只电池的充电电压x 串联蓄电 池数量。直流母线到负荷端有线路和一极管的压降，但总的压降比 较小，实测负荷端的电压仍偏高。一次设备长期在偏高的电压下运 行，各元器件的功耗和温度将大大增加，影响一次设备的使用寿命 和安全运行。
5、绝缘检测装置的问题：
电厂直流系统的主配电解上安装绝缘监测装置，在 直流系统接地或绝缘不足时发出报警信号，并可从监视解中查询出 现绝缘低的具体负荷点。但由于本身监测问题，会发生误报警 的情况。