凝汽器鈦管泄漏的原因及處理

嚴韶華

(惠州平海發電廠有限公司，廣東 惠州 516363)

某電廠規劃裝機總容量6×1 000 MW，1期工程首先安裝2臺型號為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、八級回熱抽汽凝汽式汽輪機。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構，水室人孔門布置在凝汽器上部，凝汽器管束材質為鈦管。帶外護包殼的7，8號低壓加熱器分別安裝于A，B凝汽器喉部。

1 事故經過

2011-03-08T18:00左右，凝結水泵出口母管鈉離子濃度由小于1 μg/L逐漸上升，電導度也相應增加。就地取樣化驗，鈉離子濃度為600 μg/L左右(當時鈉離子在線濃度表量程設置范圍為20 μg/L)，并緩慢上漲，最高達857 μg/L(合格標準小于10 μg/L)。及時在循環水泵攔污柵前加入木糠，鈉離子濃度開始快速下降,2 h后鈉離子濃度下降至10 μg/L以內。

2011-03-08～15，凝結水泵出口母管鈉離子濃度間斷出現超標現象(期間短時出現過最高達300 μg/L)，但通過及時加木糠后，鈉離子濃度快速降至10 μg/L以下。

2011-03-15T17:00左右，凝結水泵出口母管鈉離子濃度開始出現上漲，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輸過程中保護不善等原因，可能造成部分鈦管存在輕微損傷。在機組運行過程中，鈦管的損傷部位會進一步擴大，進而引起泄漏。

(2) 1號機自投產以來，經歷了甩負荷、超速、高背壓、退高加等試驗工作和多次啟停機。由于在試驗和啟停機過程中機組的運行參數變化較大，可能不同程度地對凝汽器鈦管造成損傷或破壞。

(3) 雖然循環冷卻水系統裝有一、二次濾網，絕大部分垃圾不會進入凝汽器鈦管，但海水中很多如小貝殼等堅硬鋒利的異物仍有可能隨海水進入凝汽器鈦管。如果這些異物卡在凝汽器鈦管內，在水流連續不斷沖擊下，會使鈦管產生振動和位移，經過一段時間后鈦管就會被磨穿。

(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存在管壁厚度不夠或不均勻、酸洗質量不過關等缺陷，在蒸汽的長期沖擊下容易造成損壞。

(5) 由于凝汽器內的7，8號低加外護包殼安裝工藝不合要求、材質不良、設計不完善等原因，在蒸汽的沖擊下會發生局部脫落，脫落的外護包殼擊傷凝汽器鈦管。

(6) 凝汽器鈦管堵頭松動或腐蝕。對運行中產生泄漏的鈦管，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

由于凝汽器內圈在以前進行過堵管，因此首先考慮對凝汽器內圈進行隔離。在對凝汽器內圈隔離放水的過程中，凝結水泵出口母管鈉離子濃度開始快速下降，最后降至1 ppb之內，可判定凝汽器內圈鈦管存在泄漏。確認凝結水泵出口母管鈉離子濃度降至1 ppb以內并且觀察一段時間鈉離子濃度無明顯變化。凝汽器水側放水已至人孔門以下(為保證凝汽器鈦管查漏的快速高效，可根據凝結水泵出口母管鈉離子濃度變化情況來決定凝汽器水側的放水量，但要保證水位在人孔門以下)，打開人孔門后觀察凝汽器水側水位情況，確定查漏的位置。

對凝汽器內圈進、出水側管板用高壓水沖洗，同時用塑料薄膜將凝汽器內圈前、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行封堵。對封堵后的及其周圍的鈦管再次鋪膜進行檢查，確保漏點徹底消除。

凝汽器內圈進水側2根存在泄漏，內圈出水側1根存在泄漏。凝汽器泄漏的鈦管兩端用專用堵頭封堵后，恢復相關安措并將隔離的凝汽器內圈投入運行，凝結水泵出口母管鈉離子濃度為0.25 ppb。

2011-03-28，1號機停機，對凝汽器汽側進行檢查，發現凝汽器內8號低加外護包殼局部脫落(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號低加外護包殼全部進行拆除，對凝汽器內圈27根(其中2根被擊穿)表面存在損傷的鈦管全部用堵頭進行封堵。在開機抽真空(機組未沖轉前)時，對凝汽器內圈鈦管再次進行貼膜查漏，以確保凝汽器鈦管無泄漏。

4 半邊隔離查漏的安全措施

(1) 凝汽器半邊隔離前需試運排污泵，以確認其能正常運行。為加快排水速度，應提前在凝汽器坑內加裝臨時排污泵。

(2) 首先啟動3臺真空泵運行，并嚴密監視真空泵運行情況，特別注意真空泵分離器水位，保持機組真空大于-88 kPa。

(3) 機組首先降負荷至60 %，再對凝汽器進行半邊隔離。隔離穩定后可根據真空及主機振動情況適當調高機組負荷。

(4) 關閉凝汽器停用側循環水出口電動蝶閥，微開啟停用側循環水進口電動閥，緩慢注水排空，并嚴密監視主機排汽溫度、真空及振動的變化情況。嚴禁使用回水門進行注水，因用回水門注水可能會導致運行側虹吸破壞、循環水斷水。

(5) 待各排空門連續水流出后關閉排空門，緩慢交替開啟隔離側進、回水電動蝶閥，2臺循泵運行時將循環水出口蝶閥開至60 %，3臺循泵運行時保持全開。凝汽器水室放水時，應慢速進行并同時觀察凝結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以下適當位置即可。

(6) 整個查漏過程中，應嚴格監視凝汽器真空、排汽溫度及振動的變化情況，發現異常及真空急劇下降時應立即停止工作，并按運行規程進行操作。

(7) 查漏完成恢復安措時，要緩慢進行并按開始隔離時的相關要求進行。

5 預防措施及建議

(1) 加強對凝汽器循環冷卻水一、二次濾網的點檢定修管理，確保一、二次濾網隨時處于可靠運行狀態，保證凝汽器循環冷卻水清潔安全。

(2) 對已堵鈦管的堵頭進行焊接處理。

(3) 定期安排凝汽器灌水查漏，對鈦管進行清洗，發現不暢通的鈦管進行堵管處理，防止內部堵塞物與鈦管摩擦或腐蝕導致鈦管泄漏。

(4) 定期清理凝汽器熱井并檢查零部件松動情況，如發現異常要及時查明原因，落實整改。

(5) 對凝汽器鈦管的安裝、檢修進行全過程管理，把好凝汽器鈦管安裝和檢修質量關。

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

(7) 建議采購先進儀器與常規查漏方法配合使用，有效提高查漏的效率和精度。

6 結論

(1) 8號低壓加熱器外護包殼是受蒸汽沖刷最嚴重的地方。

(2) 設計不完善。凝汽器內低加抽汽管道沒有設計外護包殼，且在低加的接口處外護包殼沒有進行密閉焊接，蒸汽容易對此處造成強烈沖擊。

(3) 低加外護包殼安裝工藝不良、不合規范。應滿焊的地方沒有進行滿焊，點焊也不牢固。包殼底部各段沒有按要求鉆Φ6通孔以排泄水汽。

總之，本次凝汽器鈦管出現泄漏的主要原因是凝汽器內低加外護包殼存在安裝不規范、設計不完善等缺陷，在蒸汽的長期沖刷下造成凝汽器內低加外護包殼局部被撕裂，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越大。