電廠海水冷卻系統(tǒng)泵體陰極保護數(shù)值仿真和優(yōu)化設計.pdf

1、我國沿海地區(qū)電廠的冷卻系統(tǒng)普遍采用海水冷卻，其冷卻系統(tǒng)中所有與海水接觸的的金屬構(gòu)件都存在不同程度的腐蝕問題。在腐蝕防護實踐中，作為防腐手段之一的陰極保護，由于其方案制定大都采用經(jīng)驗估計方式，易造成欠保護、過保護現(xiàn)象的發(fā)生。本文以電廠冷卻水系統(tǒng)中的泵體為保護對象，采用COMSOL軟件對泵體陰極保護表面電位進行數(shù)值仿真模擬，獲取其電位分布，能夠克服傳統(tǒng)陰極保護工程設計中經(jīng)驗估計的缺陷，實現(xiàn)有預測性的防腐系統(tǒng)優(yōu)化設計，為工程實施提供理論參考。

2、
　　本文的主要研究內(nèi)容為：
　?。?）電廠冷卻系統(tǒng)腐蝕與防護分析
　　對電廠冷卻系統(tǒng)具體腐蝕環(huán)境進行探討分析，明確海水泵腐蝕機理及陰極保護原理，為分析判定泵體邊界條件提供前提條件。
　?。?）仿真模型推導及邊界條件確定
　　為建立陰極保護數(shù)學模型，在簡化條件下依據(jù)經(jīng)典電場理論及歐姆定律，以微小單元角度進行分析，推導出描述海水電解質(zhì)區(qū)域內(nèi)電位狀態(tài)數(shù)學方程；然后結(jié)合實際腐蝕環(huán)境，從腐蝕動力學原理角度分析確定極

3、化過程混合控制步驟，確定與實際情況更加符合的極化特性，改善了邊界條件的單純活化控制步驟的不可靠性。
　?。?）陰極保護驗證模型實驗及影響因素分析
　　采用實測陰極保護電位方法對仿真模型進行驗證，以確保數(shù)學模型及邊界條件的可靠性。同時，通過算例探討了鋼管電位隨陽極排布、數(shù)量、位置等因素的影響規(guī)律，為陰極保護方案設計提供理論參考。
　?。?）泵體陰極保護實施方案優(yōu)化設計
　　基于數(shù)值計算軟件COMSOL采用參數(shù)化掃描