空分汽輪機凝汽器檢漏和堵管工藝的思考

摘 要：介紹凝汽器的構造、工作原理、凝汽器檢漏的基本方法及如何根據實際情況對幾種方法進行選擇，另外對漏點的堵漏方法及有關正式堵頭和臨時堵頭的選用做了介紹，從而更好更快的修復凝汽器，保證設備正常運行。

關鍵詞：汽輪機凝汽器；堵漏方法；堵頭選用

1 凝汽器的簡介

凝汽器是多程管殼式凝汽器，是汽輪機做完功的能量回收裝置，如果出現問題，將導致空分裝置全線停車。

我單位凝汽器管側循環水設計壓力為0.6MPa ，殼側冷凝水設計壓力為0.2 MPa。凝汽器總長10m，直徑3.2m，共有4932根換熱管，換熱面積2700m2。換熱管長9.8m，外徑3/4”19mm），壁厚0.028”（0.7112mm），材質為銅，管板材質為碳鋼。

2 凝汽器的檢漏

2.1 凝汽器泄漏的判定：凝汽器管側壓力高于殼側壓力，循環水流量增加，凝汽器液位增加，真空度下降，從凝汽器殼側壓力表可以判定凝汽器發生了泄漏。

2.2 凝汽器各種檢漏方法及其評價

方法1、水壓檢漏：主要是目測檢查，不需要專門的儀器。

具體步驟如下：將凝汽器殼側充滿，在充水過程中檢查管板，有明顯水流的換熱管先用臨時堵頭封堵，然后慢慢升壓，在升壓過程中檢查管板，有明顯水流的換熱管也用臨時堵頭封堵，最后將凝汽器殼側水壓升到設計壓力的90%，即10.5Bar。然后用白布擦干管板后仔細觀察，對仍有水流流出的換熱管做好記號，以便下一步的正式堵管。

該方案簡單易行，但準確性不是很高，只能檢查出泄漏量較大的換熱管破損，并且對換熱管和管板結合處的泄漏檢查效果不是很好。

方法2、氣壓檢漏：利用檢測液目測檢查，不需要專門儀器。

具體步驟如下：用壓縮空氣對凝汽器殼側充氣，在充氣過程中檢查管板，有明顯空氣吹出的換熱管先用臨時堵頭封堵，然后慢慢升壓，在升壓過程中檢查管板，有明顯空氣吹出的換熱管也用臨時堵頭封堵，最后將凝汽器殼側氣壓升到5Bar，然后用白布擦干管板，并對每個換熱管以及換熱管和管板結合處涂上檢漏液，對有泄漏的換熱管做好記號，以便下一步的正式堵管。

這種檢漏方案比第一種水壓方案準確性稍高，但檢漏過程比較繁瑣。

方法3、氦氣檢漏：利用氦氣泄漏檢測儀來探測泄漏率。

氦氣泄漏檢測儀由探頭、真空泵、氦氣分析儀和氦氣泄漏率讀數表四部分組成。氦氣泄漏檢測儀具體的工作方法是，先啟動氦氣泄漏檢測儀，把探頭放到要被檢測的地點，由真空泵把探頭處的氣體吸入后傳到氦氣分析儀，由氦氣分析儀分析被吸入的氣體，并由氦氣泄漏率讀數表顯示出具體的泄漏率數值。

該方案是在水壓檢漏的基礎上增加了氦氣檢漏。對缺陷檢漏準確性高，對換熱管和管板結合處的泄漏也能很明顯的反映出來，并且根據氦氣泄漏率讀數表上顯示的數值可以初步估計換熱管缺陷的類型和大小。該氦氣檢漏方案是在凝汽器檢漏中比較普遍使用的一種檢漏方案，準確率很高。

3 凝汽器的各種堵管方法

3.1 換熱管和管板結合處泄漏的處理方法

根據凝汽器維修手冊，換熱管和管板結合處泄漏的處理方法是利用專用的補脹器對泄露處的管口補脹。具體步驟如下：測量沒有補脹前缺陷換熱管管口的內徑，然后在需要補脹的缺陷換熱管管口部位涂上“LUBE-A-TUBE”牌潤滑劑，利用補脹器對泄露處的換熱管口進行補脹，測量補脹后缺陷換熱管管口的內徑。需要注意的是補脹前后換熱管擴徑不能超過0.05 mm，脹管深度不能超過64mm。

3.2 缺陷換熱管的堵管方法：

方法1、利用CTI修復系統進行襯管。用一根稍細（外徑稍小于鈦管內徑）的管子利用CTI修復系統襯在換熱管的缺陷處。該方法適用于換熱管破口或斷裂。

該方法優點是可以保持這根換熱管的可用性，可同時解決末端沖蝕問題，且不影響換熱效果，同時因減少堵頭，使循環水速降低，從而減緩整個換熱器的沖蝕。缺點是需要一整套CTI修復系統（適用于直管凝汽器），初期投資費用較高，長期使用則可以顯出優勢。

方法2、堵頭焊接不銹鋼長棒進行封堵。該方法是把不銹鋼堵頭上焊接一段不銹鋼長棒后對缺陷換熱管進行封堵。具體步驟如下：用一根不銹鋼長棒焊接到不銹鋼堵頭上，再把堵頭塞入缺陷換熱管，長棒長度為從管板到破口再加上18″～24″并且要超過破口位置后的隔板至少4″，長棒外徑稍微小于換熱管內徑。該方法適用于換熱管破口或斷裂位置離進水端水室或出水端水室較近的缺陷。

該方法的優點是固定了缺陷換熱管，不會隨水流的沖蝕而擴大缺陷程度和范圍；缺點是使缺陷換熱管不可用，降低了換熱效果，增加了循環水速，從而加劇了整個換熱器的沖蝕。

方法3、串接桿加堵頭進行封堵。該方法是在缺陷換熱管中加入串接桿（不銹鋼長棒或不銹鋼管）以加固缺陷換熱管，再對缺陷換熱管進行封堵。具體步驟如下：先將一根外徑稍小于換熱管，長度稍短于換熱管長度（14.8m）的不銹鋼長棒或不銹鋼管伸入缺陷換熱管內，然后對缺陷換熱管兩端用堵頭進行封堵。該方法適用于換熱管破口或斷裂處于換熱管中間部位的缺陷。

該方法優點是固定了缺陷換熱管，不會隨水流的沖蝕而擴大缺陷程度和范圍；缺點是使缺陷換熱管不可用，增加了循環水速，加劇整個換熱器的沖蝕，同時對所有串接桿兩端攻絲時需同心，否則容易導致不能全部塞入缺陷換熱管。

方法4、缺陷換熱管封堵加缺陷換熱管周圍一圈換熱管封堵。該方法是直接對缺陷換熱管兩端用堵頭進行封堵，缺陷換熱管周圍一圈換熱管兩端也用堵頭進行封堵。該方法適用于維修時間較緊的情況下出現少量的換熱管大破口或斷裂。

該方法的優點是簡單易行，在時間緊迫的情況下可以緊急處理，同時也具有一定的可靠性；缺點是沒有對缺陷換熱管進行串接桿固定，在水流的進一步沖刷下可能會加劇缺陷形式和擴大缺陷范圍，同時用堵頭加圈堵大大降低了凝汽器的換熱效果，增加了循環水速，從而加劇了整個換熱器的沖蝕。

4 堵頭的設計

在檢漏過程和堵管過程中都用到了臨時堵頭和正式堵頭，凝汽器堵頭是隨設備帶來的，材料為硬木，尺寸為0.650\"×0.755\"×1.5\"LG。在現場堵管過程中發現該堵頭不適用，用榔頭敲擊時容易破碎，并且堵管效果不好。根據經驗自行研制了臨時堵頭和正式堵頭。

4.1 臨時堵頭。臨時堵頭材料為聚四氟乙烯棒或尼龍棒，尺寸為16.5mm×20mm×39mmLG。

4.2 正式堵頭。材料為聚四氟乙烯和鈦，具體的尺寸如圖1-圖2：

該堵頭工作原理是利用旋轉六角螺母使錐形鈦質內芯擠壓聚四氟乙烯外套，膨脹后與換熱管緊密結合在一起。堵頭上螺母可以用彈簧墊片來防止松動，也可以用兩個螺母備緊來防止松動。堵頭鈦質內芯尾部開孔用于穿鎖緊鋼絲，以防止螺母在水流沖蝕下脫落。該堵頭的優點是容易制作和操作，在堵管時不需榔頭敲擊，較少了損壞周圍換熱管的可能性，并且在堵管后緊密性好，不會隨水流沖擊而脫落。

5 結束語

凝汽器發生泄漏后，必須根據當時的維修允許時間、運行工況和泄漏量大小選取合適的檢漏方案進行查漏。確定了缺陷換熱管后，必須根據缺陷的位置、類型和大小選取相應的堵管方案對缺陷換熱管進行堵管。爭取在允許的維修時間內用最合理的方案來解決凝汽器泄漏，從而保證機組的安全穩定運行。

參考文獻

[1]王興平，黃功文.汽輪機凝汽器雙背壓改造的經濟性探討[J].發電設備，2010-07-15.