凝汽器钛管泄漏的原因及处理

严韶华

(惠州平海发电厂有限公司，广东 惠州 516363)

某电厂规划装机总容量6×1 000 MW，1期工程首先安装2台型号为N1000-26.25/600/600的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、八级回热抽汽凝汽式汽轮机。凝汽器为N-51500型双背压、双壳体、表面型，壳体和水室为全焊接结构，水室人孔门布置在凝汽器上部，凝汽器管束材质为钛管。带外护包壳的7，8号低压加热器分别安装于A，B凝汽器喉部。

1 事故经过

2011-03-08T18:00左右，凝结水泵出口母管钠离子浓度由小于1 μg/L逐渐上升，电导度也相应增加。就地取样化验，钠离子浓度为600 μg/L左右(当时钠离子在线浓度表量程设置范围为20 μg/L)，并缓慢上涨，最高达857 μg/L(合格标准小于10 μg/L)。及时在循环水泵拦污栅前加入木糠，钠离子浓度开始快速下降,2 h后钠离子浓度下降至10 μg/L以内。

2011-03-08～15，凝结水泵出口母管钠离子浓度间断出现超标现象(期间短时出现过最高达300 μg/L)，但通过及时加木糠后，钠离子浓度快速降至10 μg/L以下。

2011-03-15T17:00左右，凝结水泵出口母管钠离子浓度开始出现上涨，加木糠处理效果甚微。至21:00，出口母管钠离子浓度涨到1 500 μg/L，马上进行了凝汽器半边隔离查漏。

2 管泄漏的原因分析

(1) 由于防范措施不到位、施工工艺不良以及在运输过程中保护不善等原因，可能造成部分钛管存在轻微损伤。在机组运行过程中，钛管的损伤部位会进一步扩大，进而引起泄漏。

(2) 1号机自投产以来，经历了甩负荷、超速、高背压、退高加等试验工作和多次启停机。由于在试验和启停机过程中机组的运行参数变化较大，可能不同程度地对凝汽器钛管造成损伤或破坏。

(3) 虽然循环冷却水系统装有一、二次滤网，绝大部分垃圾不会进入凝汽器钛管，但海水中很多如小贝壳等坚硬锋利的异物仍有可能随海水进入凝汽器钛管。如果这些异物卡在凝汽器钛管内，在水流连续不断冲击下，会使钛管产生振动和位移，经过一段时间后钛管就会被磨穿。

(4) 凝汽器最上面的一、二层钛管承受大量蒸汽冲击，如果此部分钛管在出厂时存在管壁厚度不够或不均匀、酸洗质量不过关等缺陷，在蒸汽的长期冲击下容易造成损坏。

(5) 由于凝汽器内的7，8号低加外护包壳安装工艺不合要求、材质不良、设计不完善等原因，在蒸汽的冲击下会发生局部脱落，脱落的外护包壳击伤凝汽器钛管。

(6) 凝汽器钛管堵头松动或腐蚀。对运行中产生泄漏的钛管，不可能把管口焊死，只能用堵头封堵，而堵头松动或腐蚀可能成为钛管泄漏的原因。

3 处理措施

由于凝汽器内圈在以前进行过堵管，因此首先考虑对凝汽器内圈进行隔离。在对凝汽器内圈隔离放水的过程中，凝结水泵出口母管钠离子浓度开始快速下降，最后降至1 ppb之内，可判定凝汽器内圈钛管存在泄漏。确认凝结水泵出口母管钠离子浓度降至1 ppb以内并且观察一段时间钠离子浓度无明显变化。凝汽器水侧放水已至人孔门以下(为保证凝汽器钛管查漏的快速高效，可根据凝结水泵出口母管钠离子浓度变化情况来决定凝汽器水侧的放水量，但要保证水位在人孔门以下)，打开人孔门后观察凝汽器水侧水位情况，确定查漏的位置。

对凝汽器内圈进、出水侧管板用高压水冲洗，同时用塑料薄膜将凝汽器内圈前、后水室露出水面的钛管全部铺上。待所有露出水面的钛管都用薄膜铺上后，再逐根检查钛管上的薄膜是否被吸入或破损，在薄膜被吸入或破损处的钛管两端用专用堵头进行封堵。对封堵后的及其周围的钛管再次铺膜进行检查，确保漏点彻底消除。

凝汽器内圈进水侧2根存在泄漏，内圈出水侧1根存在泄漏。凝汽器泄漏的钛管两端用专用堵头封堵后，恢复相关安措并将隔离的凝汽器内圈投入运行，凝结水泵出口母管钠离子浓度为0.25 ppb。

2011-03-28，1号机停机，对凝汽器汽侧进行检查，发现凝汽器内8号低加外护包壳局部脱落(共有3块掉落在凝汽器钛管上)，并击伤多根凝汽器钛管。因此，将7，8号低加外护包壳全部进行拆除，对凝汽器内圈27根(其中2根被击穿)表面存在损伤的钛管全部用堵头进行封堵。在开机抽真空(机组未冲转前)时，对凝汽器内圈钛管再次进行贴膜查漏，以确保凝汽器钛管无泄漏。

4 半边隔离查漏的安全措施

(1) 凝汽器半边隔离前需试运排污泵，以确认其能正常运行。为加快排水速度，应提前在凝汽器坑内加装临时排污泵。

(2) 首先启动3台真空泵运行，并严密监视真空泵运行情况，特别注意真空泵分离器水位，保持机组真空大于-88 kPa。

(3) 机组首先降负荷至60 %，再对凝汽器进行半边隔离。隔离稳定后可根据真空及主机振动情况适当调高机组负荷。

(4) 关闭凝汽器停用侧循环水出口电动蝶阀，微开启停用侧循环水进口电动阀，缓慢注水排空，并严密监视主机排汽温度、真空及振动的变化情况。严禁使用回水门进行注水，因用回水门注水可能会导致运行侧虹吸破坏、循环水断水。

(5) 待各排空门连续水流出后关闭排空门，缓慢交替开启隔离侧进、回水电动蝶阀，2台循泵运行时将循环水出口蝶阀开至60 %，3台循泵运行时保持全开。凝汽器水室放水时，应慢速进行并同时观察凝结水泵出口钠离子浓度的变化情况。为加快钛管查漏的速度，凝汽器水室放水降至水室人孔门以下适当位置即可。

(6) 整个查漏过程中，应严格监视凝汽器真空、排汽温度及振动的变化情况，发现异常及真空急剧下降时应立即停止工作，并按运行规程进行操作。

(7) 查漏完成恢复安措时，要缓慢进行并按开始隔离时的相关要求进行。

5 预防措施及建议

(1) 加强对凝汽器循环冷却水一、二次滤网的点检定修管理，确保一、二次滤网随时处于可靠运行状态，保证凝汽器循环冷却水清洁安全。

(2) 对已堵钛管的堵头进行焊接处理。

(3) 定期安排凝汽器灌水查漏，对钛管进行清洗，发现不畅通的钛管进行堵管处理，防止内部堵塞物与钛管摩擦或腐蚀导致钛管泄漏。

(4) 定期清理凝汽器热井并检查零部件松动情况，如发现异常要及时查明原因，落实整改。

(5) 对凝汽器钛管的安装、检修进行全过程管理，把好凝汽器钛管安装和检修质量关。

(6) 建议在大小修时，对凝汽器钛管进行全面涡流探伤检查，对有缺陷的钛管进行更换或堵管。

(7) 建议采购先进仪器与常规查漏方法配合使用，有效提高查漏的效率和精度。

6 结论

(1) 8号低压加热器外护包壳是受蒸汽冲刷最严重的地方。

(2) 设计不完善。凝汽器内低加抽汽管道没有设计外护包壳，且在低加的接口处外护包壳没有进行密闭焊接，蒸汽容易对此处造成强烈冲击。

(3) 低加外护包壳安装工艺不良、不合规范。应满焊的地方没有进行满焊，点焊也不牢固。包壳底部各段没有按要求钻Φ6通孔以排泄水汽。

总之，本次凝汽器钛管出现泄漏的主要原因是凝汽器内低加外护包壳存在安装不规范、设计不完善等缺陷，在蒸汽的长期冲刷下造成凝汽器内低加外护包壳局部被撕裂，撕裂的不锈钢片(厚度为1 mm)将凝汽器钛管击伤，造成凝汽器钛管泄漏量越来越大。