获奖项目名称：

高温供热管网中材料腐蚀控制关键技术研究与应用

第一完成单位：

西安热工研究院有限公司

项目联系人：

肖海刚

联系人电话：

13998302472

联系人邮箱：

xiaohaigang@tpri.com.cn

项目简介：

2.1项目研究的目的意义
  供热管网是热源向热用户输送和分配供热介质的重要系统，在运行过程中普遍存在换热面结垢、点蚀和管道腐蚀三大问题。对于发电厂而言，换热面结垢会降低换热效率、管网回水温度升高，增加机组煤耗；换热面结垢更会导致侵蚀性离子垢下富集而加剧点蚀风险；换热器点蚀穿孔后，导致热网疏水无法回收而损失热量、优质水源流失或板换两侧压差不稳定等问题，甚至整台换热器报废。碳钢管道腐蚀后，腐蚀产物脱落进入热网水会在换热面沉积影响换热；管道长期腐蚀减薄会降低管道强度而增加爆裂风险。随着我国供热技术的快速发展，近几年出现的“大温差长输供热”技术更是将发电厂供热管网供水温度从最高95℃提升至130℃，介质温度的升高以及更复杂的补水水源使得系统腐蚀、结垢风险显著增加；同时对阻垢缓蚀剂的耐温性能、不锈钢换热器耐点蚀能力提出新的挑战。传统热网阻垢缓蚀剂往往采用使用有机组分复配，耐热分解能力差，运行温度提升至130℃后，传统药剂面临分解失效的问题；另一方面供热温度升高也对其阻垢缓蚀性能提出了更高的要求，市面上已有的阻垢缓蚀剂大多难以适应超过95℃的高温环境。本项目实施前，我国缺乏供热管网腐蚀与结垢控制相关的标准或规范，供水温度高、补水水源复杂、水处理难度大等因素导致热网腐蚀、结垢故障频发。据统计供热管网故障中70%的情况是由于材料腐蚀、结垢引发的，因此针对高温供热管网系统开展防腐防垢关键技术研究对于保障冬季居民供热安全至关重要。
2.2主要技术创新点
  本项目研发了一种耐高温的热网阻垢缓蚀剂，在最高130℃的热网环境中，可使碳钢腐蚀速率小于0.075mm/a（缓蚀效率大于95%），不锈钢均匀腐蚀速率小于0.0075mm/a，阻垢效率大于90%，解决了热网系统结垢和材料腐蚀难题；开发出一种可用于100℃~150℃高温介质中不锈钢点蚀电化学测试方法及装置，研究确定了常用不锈钢材料的点蚀临界条件；依托研究成果，课题组首次提出了在热网典型温度环境（65℃、95℃、110℃、130℃）中热网常用不锈钢材质（S31708、S31608、S30408等）可适用的氯离子浓度控制指标，主导制定了DL/T2657-2023《发电厂供热管网腐蚀与结垢控制导则》，该标准规定了发电厂供热首站及一级热网系统腐蚀与结垢控制的技术要求，填补这一领域空白，提高了供热管网运行的安全性、经济性。
2.3成果产生的价值
  项目成果已经在国能宁夏供热有限公司、华能金桥电厂、华能汇流河电厂、西夏热电、漳山电厂等供热管网中成功应用，主导制定的电力行业标准已被国内相关供热企业、电力科研院所及供热工程项目等所采纳和应用。该成果具有自主知识产权，授权发明专利3项，授权德国实用新型专利1项，中国实用新型专利11项，发表核心论文3篇，制定电力行业标准1项，具有良好的社会效益、经济效益和推广前景。经中国电机工程学会鉴定，该成果技术整体居国际领先水平。