安装有RCCS装置的凝汽器铜管泄漏查漏方法

陆玉春

（上海梅山钢铁股份有限公司热电厂，江苏南京 210039）

1 概述

梅山钢铁公司热电厂一台60 MW 双抽汽凝汽式汽轮机（型号为CC60-8.83/4.41/1.27），其配套表面式凝汽器型号为N-3500，于2016 年7 月份做了RCCS 技术应用。RCCS，即列管式换热器强化换热系统的英文简称。RCCS 由螺旋纽带、陶瓷轴承、特种钢支架组成,见图1。在凝汽器换热管内安装RCCS，无需外加动力，利用循环水自身的流速驱动，以300～1800 r/min 的速度快速旋转，从而实现强化换热及在线清洗。

图1 RCCS装置图

该凝汽器为表面式、双流程，其管子材料、数量及尺寸如表1所示。

表1 凝汽器参数

每根铜管的入水口安装RCCS 装置，该装置长度约7 m，略短于铜管长度。凝汽器安装RCCS 装置后端差明显减小，铜管内壁结垢情况得以改善。但该机组有六千多根铜管，不可避免地会发生铜管穿孔腐蚀泄漏，造成循环水进入凝汽器汽侧，污染凝结水，导致凝结水有硬度。该单位采用EDTA～2Na络合滴定法测量硬度数值。

由于缺乏经验，第一次凝汽器查漏时，将所有铜管的RCCS 装置取出，再用传统方法（薄膜覆盖和烛火的组合法）进行查漏，查漏完毕后再回装RCCS装置，造成检修时间长达4天以上，检修工人劳动强度大，机组发电损失较大。

在经过数次摸索和实践后，总结了一套表面式、双流程凝汽器在线半边查漏的方法和一套停机快速查漏方法，无需大量抽出RCCS 装置，能够有效地将查漏时间控制在12 h以内，现将两种方法介绍如下。

2 表面式、双流程凝汽器在线查漏方法

2.1 停半侧凝汽器

通过机组减负荷、隔绝半侧凝汽器，放尽循环水，检测凝结水硬度数值，来判断停役的半侧凝汽器铜管是否泄漏。

若检测无硬度，说明在线运行的一侧凝汽器铜管无泄漏，则所隔绝的半边凝汽器有泄漏的铜管，需进入检修程序。

若检测有硬度，说明在线运行的一侧凝汽器铜管有泄漏，需投入该侧凝汽器，隔绝另一侧并进入检修程序。

2.2 锁定铜管泄漏区域

确定半侧凝汽器铜管存在泄漏，隔绝该侧凝汽器，采用在循环水侧升水位+硬度检测的方法来锁定铜管泄漏区域。具体操作如下：

（1）在已隔绝的半侧凝汽器水侧设置一玻璃管水位计或透明塑料软管，用于监视循环水的水位；

（2）已隔绝的半侧凝汽器水位低于凝汽器最底层铜管标高，假设略低于最底层铜管的水位标高为H1，淹没所有铜管的最低标高为H2；

（3）控制循环水进水门和放水门，将水位控制在标高H1+1/2（H2-H1）位置，待10 min 后（具体时间可以根据凝结水泵流量及热井凝结水容量计算得出），取凝结水样检测硬度；

（4）若有硬度，则该标高水位下方有泄漏铜管，降水位至标高H1+1/4（H2-H1）位置，待10 min 后，取凝结水样检测硬度；

（5）若无硬度，则漏点在该水位上方，升水位至标高H1+3/4（H2-H1）位置，待10 min 后，取凝结水样检测硬度；

（6）重复步骤四和步骤五的操作方法，最终能够将漏点区域锁定在2排铜管（约50 mm垂直高度）的范围，做好标高记录。

假设凝汽器铜管垂直方向覆盖的总高度为H（H=H2-H1，H1、H2与上述方法中描述一致），铜管直径为25 mm，经过X 次重复步骤三至五可以锁定漏点在50 mm的垂直范围内，则可以得出如下公式：

H×1/（2X）≈50

以该单位60 MW 机组凝汽器为例，H=2800 mm，则得出X≈6，其意义为经过6 次水位升降和硬度测定即可锁定漏点在50 mm 左右的标高范围内。考虑铜管安装的实际误差，即铜管两端的标高差值，实际锁定在2排铜管的区域较好（即约50 mm垂直高度范围）。同理可以推出，若要锁定漏点区域在50 mm 左右的标高范围内，经过8 次水位升降和硬度测定，即可锁定凝汽器铜管总高度为12800 mm的凝汽器泄漏铜管区域。

假设每次水位稳定后，检测硬度需等待时间为T，以该单位60 MW 机组凝汽器为例，在线查漏时机组负荷30 MW，进汽量为120 t/h，凝泵出力为120 t/h，热井水位约600 mm，热井尺寸为6000mm×2600mm×1600mm，则热井凝结水量为：

6000×2600×600=9.36 m3≈10 t（凝结水）

凝泵每分钟打出2 t 凝结水，则热井内10 t 凝结水5 min 即可抽走。其意义在于，假设循环水侧水位稳定后，有铜管泄漏，5 min 后取样则能够检测出硬度，无铜管泄漏，5 min 后取样则检测无硬度。这是理论计算时间，实际操作可以适当延长至10 min，时间T=10 min，确保取样的准确性。

假设每次升降水位需要20 min，等待10 min后取样，检测硬度需要10 min（包含取样时间、路程时间），则某标高水位下判定有无硬度需要40 min，按上述6次水位升降来计算，160 min即可锁定铜管泄漏区域。考虑实际操作的误差，操作人员配合顺利的话，基本能够在3 h以内锁定铜管泄漏区域。

2.3 查找和消除漏点

放掉循环水，取出锁定泄漏区域的RCCS 装置，采用覆薄膜+烛火法查漏，即可迅速查到漏点。闷堵泄漏铜管后，进水淹没之前锁定泄漏区域，待10 min 后，取凝结水样检测硬度，硬度应为零。确认漏点已消除后即可恢复系统。

采用上述方法，可以有效解决安装有RCCS 装置的凝汽器查漏时间长、工作量大的问题，结果准确。以梅山热电厂60 MW机组凝汽器为例，使用该方法后每次检漏总时长均在12 h以内。

3 表面式、双流程凝汽器停机快速查漏方法

若机组停机后具备汽侧灌水条件，则可以采用汽侧灌热水查漏的方法查找泄漏的铜管。具体操作如下：

（1）凝汽器汽侧设置玻璃管水位计或透明塑料软管，用于监视汽侧水位；

（2）打开所有凝汽器检修人孔，在凝汽器底部弹簧位置加设临时支撑；

（3）通过凝汽器补水门补进冷水，再通过低加出口门和凝结水再循环门补进热水，监控凝汽器内汽侧水温不得高于50 ℃，进水高度以刚好淹没所有铜管为宜；

（4）在凝汽器铜管一端的所有人孔架设鼓风机，另一端排空，注意排出的水蒸汽不得飘向电气设施；

（5）等待数小时后，观察排空侧人孔门有无水汽飘出，若基本无水汽飘出，说明铜管内的残水已蒸发，此时可以拆除鼓风机进行查漏；

（6）铜管管口有水漏出的为泄漏铜管。

上述方法可以避免以往汽侧灌水查漏时误堵铜管的情况。以往汽侧灌水，因水侧铜管管口有水流而不能准确判断铜管是否泄漏，经常会将疑似漏点闷堵，造成误堵铜管较多。采用上述方法后，可以实现快速查漏，精准查漏，甚至能够发现被异物堵塞的铜管（被异物堵塞铜管内的残水需要更长的时间才能吹干）。以梅山热电厂60 MW机组凝汽器为例，采用该方法检漏总时长均在8 h以内。

4 上述方法的局限性和推广应用

4.1 局限性

当在线机组凝汽器铜管发生泄漏时，应按照水汽异常时三级处理值的原则尽快采取有效措施，将硬度降至零。当凝结水硬度大于20 μmol/L 时，应采取措施在4 h内恢复至标准值，否则需停机，以避免污染系统，造成锅炉给水系统的腐蚀、结垢。上述在线查漏方法仅适用于凝结水硬度值低于20 μmol/L，机组允许在24 h内恢复硬度至零时采用。

机组停机后凝汽器倒灌热水快速查漏的方法适用于母管制机组，单元制机组凝汽器汽侧一般较难获取热水，但可以采取灌常温水方法，只是铜管风干的时间会变长，查漏效果是一样的。

4.2 推广应用

上述两种方法同样适用于未安装RCCS 装置的表面式单流程或双流程凝汽器，操作步骤与上述方案一致，且能够达到同等效果。

运用上述在线查漏方法的原理，可以结合氦气检漏法，通过循环水侧下降水位，每下降一定高度，标记水位，向铜管管口喷氦气，在真空泵出口检测氦气浓度值，当氦气浓度有明显变化时，说明当前水位上方与上一次水位之间有泄漏铜管，再针对该区域做进一步查漏。结合氦气法，能够显著缩短判断铜管是否泄漏的时间，无需人工检测硬度值，提高检漏效率。

5 总结

设备稳定是电力企业实现低成本的重要保证，当凝汽器铜管发生泄漏时，需在最短的时间内堵住漏点，恢复生产。RCCS 技术的应用，对机组效率的提升有明显帮助，但同时带来了查漏难题，采用传统查漏方案耗时太长。通过上述在线查漏方法查漏，可以实现在较短的时间内锁定泄漏区域，从而结合传统查漏方案迅速找到漏点。通过灌热水快速查漏，可以精准找出漏点，减少疑似漏点。两种方法耗时均较短，查漏质量有保证，可以供同行业参考。