电厂取排水管道腐蚀预测
牛晓勇”，任向征”，赵迎东，程探
（1.大唐国际下花园发电厂，张家口075300；2.大唐国际陆河发电厂，唐山063028）
摘要：利用数值模拟软件模拟电厂基住式取排水管道温度变化，结合已知截面的腐蚀率，管道具体位置找到相应腐蚀情况. 找到腐蚀率和温度的关系：通过建立灰预测模型，得到管道和腐蚀率的函数方程，从而可以根据
关键词：差位式：管道温度；灰模型
Predictionon theCorrosion oftheWaterIntake-outlet Pipelines in Power Plant
NIU Xiao-yong' REN Xiang-zheng² ZHAO Ying-dong'. CHENC Chen’(1. Xia Huayuan Power Plant of Datang International Corporation ZhangJiakou 075300 China; 2. Douhe Power Plant of Datang International corporation TangShan 063028 China)
Abstract;: The temperstue changes of water intake-outlet pipeline which use diferential fom inpower plant are simulated using numerical soft in this paper the relationhip between the temperstureand corrosion rate is found through bining with the knowm cross-section. Functional equationbetween pipeline and corrosion rates is gained through the establishment of gay forecasting model which can find the coesponding coosion situation acording to the specife location of pipeline.
Key words;: Differential fom; The tempernture of pipeline; Gay model
量方法，BP种经网络法等，文中应用灰模型法来电厂取排水管道一般为碳钢材质，且处于盐建立管道腐蚀率预测机制，对某电厂差位式取排
早辑0
度、温度、pH及流速不断变化的环境中，极易受到水管道进行腐蚀检测.管道的腐蚀失效是多种腐蚀类型的联合作用的结果，并不是一种因素作用所形成的，因此，需要对其进行一个综合的、整体的腐蚀预测.碳钢的腐 蚀速度测定方法有很多，常规的直接测试技术包括重量法、容量法、电阻法和电化学方法等1-，杂变化.面且测试结果具有较大的分敬性“.目 但上述腐性速度测量技术无法反映海水状态的复前，在工程上，应用较多的管道腐蚀预测法有软测
腐蚀.腐蚀原理不同，故存在不同的腐蚀类型，包1差位式数学模型
括点蚀、冲刷腐蚀、氧浓差腐蚀、腐蚀疲劳等.但1.1电厂取排水方式
冷却水按供水方式的不同，可分为一次冷却供水和二次冷却供水.供水来自江河湖海等天然水源，排水仍排回其中的，称为一次冷却供水，成 开式供水.供水来自冷却塔进行循环使用的，称为二次冷却供水，或闭式供水.
根据平面流理论，分层流及温差异重流理论式可分为分列式、重叠式、差位式三种： 等相关理论，按照不同的自然环境，电厂取排水方
（1）分列式.取排水口布置在同一岸线，取水口布置在上游，排水口布置在下游，温排水的热量利用取排水口之间的水面空间消散或者通过环
境水流带往下游.
1.2数值模拟
万方数据
（2）重叠式.取排水口布置在同一垂线上，它们之间的水平间距为零，取水口设在下部，排水 口设在上部.利用水体温度分层的现象，下层冷取，表层热排.
（3）差位式.取排水口之间的距离主要在同在河道中间，排水口在岸边；或排水口在河道中 一河道新面垂直水流方向的法向间距上，取水口闻，取水口在岸边.
文中以某电厂差位式取排水布置为对象，分析计算其取排水管道腐蚀情况.
建立三维数学模型，取水河道长x=10m；宽y=5m；水深：=5m；差位式布置、柱形取排水管道，半径0.5m，长4m.边界条件和介质参数如表1、2所示：
表！ 边界条件排水湿 来洗流速 取水院速 排水速度T. 度巧 (n/s) (m/s) (m/s)282 299.8 0.5 4 4表2 介质参始密度 等压比热容 热传导系数入 粘度μ(kg/e²) J/(kg-℃) (W/nK) lg/(ns)1020 4183 0.599 1.006 x10-
注：等压比热容、制度势、传导系数暂取水20℃的值.
图1是差位式取排水的三维布置图，取水流量和温度分别为Q.和7.排水流量和温度则为Q和T
图2为模拟排水口截面：=-0.25的湿度场，从中可以看到温排水的温度变化情况.
在techplot中截取Y=-4 -3 -2，-1 0每个截面的腐蚀速率，总结如表3. 处五个平面，计算其网格单元最大温度，已知对应
表3 各整面最大温庆Y -4 -3 -2 -1 0.. 293.20 293.69 294.15 295.09v.. 0.267 0.276 0.288 0.287 0.308
图1三维差位式取排水布置图
图2截到x=-0.25的显度场
对温度和腐蚀率在origin中进行拟合，所得结果如下图3所示.
图3温度和腐蚀率关系
2腐蚀率预测模型
我们利用灰预测方法，即GM（1 1）模型来对电厂取排水管道腐蚀进行预测，从而能够比较全面、系统地了解其腐蚀情况.
2.1GM（1 1）模型
（2）对累加序列进行均值化处理，得：（k）.
（3）将x（k）和x（b）值代入GM（1 1）灰微分方程中
其中：k≥2，a为发展系数，b为灰作用量
（4）将方程（8）变形为：
设：
则灰微分方程变成如下形式：
参数列a的值为： 其中：y为数据列；B为数据矩阵；a参数列.
将数据列和数据矩阵数据代人式（7）中，得到参数列a，b的值.
（5）引人灰微分方程
满足[] 对于微分方程dr/da（x²）=b，如果
3°a，b服从
(1)
（t)=0.5x（k)0.5x（）(k1)（2)
则称
为灰微分方程的白化方程或影子方程.式（6）得到预测模型
(3)
GM（1 1）影子方程的解为
（4)
由累加生成可得
将（13）式代人（14）得
式（10）为主行为与单因子关系模型.
(5)
2.2计算过程
（1）对于原始序列x（0）（k）进行累加生成（AGO），得到x（1)（k）.
(6)
0.308)
(7)
（2）对累加序列进行均值化处理，得到x（1）(k).
(8)
(k1)=（x(1)-b/a)eb/a(9)
（k1）=（k1）-（k）.（10)
(11)
(12)
(5) = (0.405 0.687 0.9745 1.272) (13)
安全经济运行提供理论依据.
则有：
参考文献
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利用Matab数学软件进行矩阵计算，可得：
将a，b值带人主行为与单因子关系模型中，即腐蚀率和管通位置关系：
[0. 267 0.2622/0.033]e4* =0.267e
(14)
3结论
沿海电厂取排水管道腐蚀严重，需要建立一种全面的预测离蚀的方法.已知取排水管道某些截面的腐蚀速率，通过数值模拟得到流经这些截面的最大温度，从而找到温度和腐蚀率的关系，再管道位置和腐蚀率的关系，从整体上建立起一种 利用灰模型预测法将温度和腐蚀率的关系转化为预测体系.随着科学的发展，越来越多精确地预测方法将会应用到电厂管道腐蚀上来，如BP神经网络、失效状态函数的建立等等，从面为电厂的
