凝汽器鈦管泄漏的原因及處理

嚴(yán)韶華

(惠州平海發(fā)電廠有限公司，廣東 惠州 516363)

某電廠規(guī)劃裝機(jī)總?cè)萘?×1 000 MW，1期工程首先安裝2臺(tái)型號(hào)為N1000-26.25/600/600的超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、八級(jí)回?zé)岢槠狡啓C(jī)。凝汽器為N-51500型雙背壓、雙殼體、表面型，殼體和水室為全焊接結(jié)構(gòu)，水室人孔門(mén)布置在凝汽器上部，凝汽器管束材質(zhì)為鈦管。帶外護(hù)包殼的7，8號(hào)低壓加熱器分別安裝于A，B凝汽器喉部。

1 事故經(jīng)過(guò)

2011-03-08T18:00左右，凝結(jié)水泵出口母管鈉離子濃度由小于1 μg/L逐漸上升，電導(dǎo)度也相應(yīng)增加。就地取樣化驗(yàn)，鈉離子濃度為600 μg/L左右(當(dāng)時(shí)鈉離子在線濃度表量程設(shè)置范圍為20 μg/L)，并緩慢上漲，最高達(dá)857 μg/L(合格標(biāo)準(zhǔn)小于10 μg/L)。及時(shí)在循環(huán)水泵攔污柵前加入木糠，鈉離子濃度開(kāi)始快速下降,2 h后鈉離子濃度下降至10 μg/L以內(nèi)。

2011-03-08～15，凝結(jié)水泵出口母管鈉離子濃度間斷出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象(期間短時(shí)出現(xiàn)過(guò)最高達(dá)300 μg/L)，但通過(guò)及時(shí)加木糠后，鈉離子濃度快速降至10 μg/L以下。

2011-03-15T17:00左右，凝結(jié)水泵出口母管鈉離子濃度開(kāi)始出現(xiàn)上漲，加木糠處理效果甚微。至21:00，出口母管鈉離子濃度漲到1 500 μg/L，馬上進(jìn)行了凝汽器半邊隔離查漏。

2 管泄漏的原因分析

(1) 由于防范措施不到位、施工工藝不良以及在運(yùn)輸過(guò)程中保護(hù)不善等原因，可能造成部分鈦管存在輕微損傷。在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，鈦管的損傷部位會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，進(jìn)而引起泄漏。

(2) 1號(hào)機(jī)自投產(chǎn)以來(lái)，經(jīng)歷了甩負(fù)荷、超速、高背壓、退高加等試驗(yàn)工作和多次啟停機(jī)。由于在試驗(yàn)和啟停機(jī)過(guò)程中機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)變化較大，可能不同程度地對(duì)凝汽器鈦管造成損傷或破壞。

(3) 雖然循環(huán)冷卻水系統(tǒng)裝有一、二次濾網(wǎng)，絕大部分垃圾不會(huì)進(jìn)入凝汽器鈦管，但海水中很多如小貝殼等堅(jiān)硬鋒利的異物仍有可能隨海水進(jìn)入凝汽器鈦管。如果這些異物卡在凝汽器鈦管內(nèi)，在水流連續(xù)不斷沖擊下，會(huì)使鈦管產(chǎn)生振動(dòng)和位移，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后鈦管就會(huì)被磨穿。

(4) 凝汽器最上面的一、二層鈦管承受大量蒸汽沖擊，如果此部分鈦管在出廠時(shí)存在管壁厚度不夠或不均勻、酸洗質(zhì)量不過(guò)關(guān)等缺陷，在蒸汽的長(zhǎng)期沖擊下容易造成損壞。

(5) 由于凝汽器內(nèi)的7，8號(hào)低加外護(hù)包殼安裝工藝不合要求、材質(zhì)不良、設(shè)計(jì)不完善等原因，在蒸汽的沖擊下會(huì)發(fā)生局部脫落，脫落的外護(hù)包殼擊傷凝汽器鈦管。

(6) 凝汽器鈦管堵頭松動(dòng)或腐蝕。對(duì)運(yùn)行中產(chǎn)生泄漏的鈦管，不可能把管口焊死，只能用堵頭封堵，而堵頭松動(dòng)或腐蝕可能成為鈦管泄漏的原因。

3 處理措施

由于凝汽器內(nèi)圈在以前進(jìn)行過(guò)堵管，因此首先考慮對(duì)凝汽器內(nèi)圈進(jìn)行隔離。在對(duì)凝汽器內(nèi)圈隔離放水的過(guò)程中，凝結(jié)水泵出口母管鈉離子濃度開(kāi)始快速下降，最后降至1 ppb之內(nèi)，可判定凝汽器內(nèi)圈鈦管存在泄漏。確認(rèn)凝結(jié)水泵出口母管鈉離子濃度降至1 ppb以內(nèi)并且觀察一段時(shí)間鈉離子濃度無(wú)明顯變化。凝汽器水側(cè)放水已至人孔門(mén)以下(為保證凝汽器鈦管查漏的快速高效，可根據(jù)凝結(jié)水泵出口母管鈉離子濃度變化情況來(lái)決定凝汽器水側(cè)的放水量，但要保證水位在人孔門(mén)以下)，打開(kāi)人孔門(mén)后觀察凝汽器水側(cè)水位情況，確定查漏的位置。

對(duì)凝汽器內(nèi)圈進(jìn)、出水側(cè)管板用高壓水沖洗，同時(shí)用塑料薄膜將凝汽器內(nèi)圈前、后水室露出水面的鈦管全部鋪上。待所有露出水面的鈦管都用薄膜鋪上后，再逐根檢查鈦管上的薄膜是否被吸入或破損，在薄膜被吸入或破損處的鈦管兩端用專用堵頭進(jìn)行封堵。對(duì)封堵后的及其周圍的鈦管再次鋪膜進(jìn)行檢查，確保漏點(diǎn)徹底消除。

凝汽器內(nèi)圈進(jìn)水側(cè)2根存在泄漏，內(nèi)圈出水側(cè)1根存在泄漏。凝汽器泄漏的鈦管兩端用專用堵頭封堵后，恢復(fù)相關(guān)安措并將隔離的凝汽器內(nèi)圈投入運(yùn)行，凝結(jié)水泵出口母管鈉離子濃度為0.25 ppb。

2011-03-28，1號(hào)機(jī)停機(jī)，對(duì)凝汽器汽側(cè)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)凝汽器內(nèi)8號(hào)低加外護(hù)包殼局部脫落(共有3塊掉落在凝汽器鈦管上)，并擊傷多根凝汽器鈦管。因此，將7，8號(hào)低加外護(hù)包殼全部進(jìn)行拆除，對(duì)凝汽器內(nèi)圈27根(其中2根被擊穿)表面存在損傷的鈦管全部用堵頭進(jìn)行封堵。在開(kāi)機(jī)抽真空(機(jī)組未沖轉(zhuǎn)前)時(shí)，對(duì)凝汽器內(nèi)圈鈦管再次進(jìn)行貼膜查漏，以確保凝汽器鈦管無(wú)泄漏。

4 半邊隔離查漏的安全措施

(1) 凝汽器半邊隔離前需試運(yùn)排污泵，以確認(rèn)其能正常運(yùn)行。為加快排水速度，應(yīng)提前在凝汽器坑內(nèi)加裝臨時(shí)排污泵。

(2) 首先啟動(dòng)3臺(tái)真空泵運(yùn)行，并嚴(yán)密監(jiān)視真空泵運(yùn)行情況，特別注意真空泵分離器水位，保持機(jī)組真空大于-88 kPa。

(3) 機(jī)組首先降負(fù)荷至60 %，再對(duì)凝汽器進(jìn)行半邊隔離。隔離穩(wěn)定后可根據(jù)真空及主機(jī)振動(dòng)情況適當(dāng)調(diào)高機(jī)組負(fù)荷。

(4) 關(guān)閉凝汽器停用側(cè)循環(huán)水出口電動(dòng)蝶閥，微開(kāi)啟停用側(cè)循環(huán)水進(jìn)口電動(dòng)閥，緩慢注水排空，并嚴(yán)密監(jiān)視主機(jī)排汽溫度、真空及振動(dòng)的變化情況。嚴(yán)禁使用回水門(mén)進(jìn)行注水，因用回水門(mén)注水可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行側(cè)虹吸破壞、循環(huán)水?dāng)嗨?/p>

(5) 待各排空門(mén)連續(xù)水流出后關(guān)閉排空門(mén)，緩慢交替開(kāi)啟隔離側(cè)進(jìn)、回水電動(dòng)蝶閥，2臺(tái)循泵運(yùn)行時(shí)將循環(huán)水出口蝶閥開(kāi)至60 %，3臺(tái)循泵運(yùn)行時(shí)保持全開(kāi)。凝汽器水室放水時(shí)，應(yīng)慢速進(jìn)行并同時(shí)觀察凝結(jié)水泵出口鈉離子濃度的變化情況。為加快鈦管查漏的速度，凝汽器水室放水降至水室人孔門(mén)以下適當(dāng)位置即可。

(6) 整個(gè)查漏過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)視凝汽器真空、排汽溫度及振動(dòng)的變化情況，發(fā)現(xiàn)異常及真空急劇下降時(shí)應(yīng)立即停止工作，并按運(yùn)行規(guī)程進(jìn)行操作。

(7) 查漏完成恢復(fù)安措時(shí)，要緩慢進(jìn)行并按開(kāi)始隔離時(shí)的相關(guān)要求進(jìn)行。

5 預(yù)防措施及建議

(1) 加強(qiáng)對(duì)凝汽器循環(huán)冷卻水一、二次濾網(wǎng)的點(diǎn)檢定修管理，確保一、二次濾網(wǎng)隨時(shí)處于可靠運(yùn)行狀態(tài)，保證凝汽器循環(huán)冷卻水清潔安全。

(2) 對(duì)已堵鈦管的堵頭進(jìn)行焊接處理。

(3) 定期安排凝汽器灌水查漏，對(duì)鈦管進(jìn)行清洗，發(fā)現(xiàn)不暢通的鈦管進(jìn)行堵管處理，防止內(nèi)部堵塞物與鈦管摩擦或腐蝕導(dǎo)致鈦管泄漏。

(4) 定期清理凝汽器熱井并檢查零部件松動(dòng)情況，如發(fā)現(xiàn)異常要及時(shí)查明原因，落實(shí)整改。

(5) 對(duì)凝汽器鈦管的安裝、檢修進(jìn)行全過(guò)程管理，把好凝汽器鈦管安裝和檢修質(zhì)量關(guān)。

(6) 建議在大小修時(shí)，對(duì)凝汽器鈦管進(jìn)行全面渦流探傷檢查，對(duì)有缺陷的鈦管進(jìn)行更換或堵管。

(7) 建議采購(gòu)先進(jìn)儀器與常規(guī)查漏方法配合使用，有效提高查漏的效率和精度。

6 結(jié)論

(1) 8號(hào)低壓加熱器外護(hù)包殼是受蒸汽沖刷最嚴(yán)重的地方。

(2) 設(shè)計(jì)不完善。凝汽器內(nèi)低加抽汽管道沒(méi)有設(shè)計(jì)外護(hù)包殼，且在低加的接口處外護(hù)包殼沒(méi)有進(jìn)行密閉焊接，蒸汽容易對(duì)此處造成強(qiáng)烈沖擊。

(3) 低加外護(hù)包殼安裝工藝不良、不合規(guī)范。應(yīng)滿焊的地方?jīng)]有進(jìn)行滿焊，點(diǎn)焊也不牢固。包殼底部各段沒(méi)有按要求鉆Φ6通孔以排泄水汽。

總之，本次凝汽器鈦管出現(xiàn)泄漏的主要原因是凝汽器內(nèi)低加外護(hù)包殼存在安裝不規(guī)范、設(shè)計(jì)不完善等缺陷，在蒸汽的長(zhǎng)期沖刷下造成凝汽器內(nèi)低加外護(hù)包殼局部被撕裂，撕裂的不銹鋼片(厚度為1 mm)將凝汽器鈦管擊傷，造成凝汽器鈦管泄漏量越來(lái)越大。