海水冷却电厂凝汽器泄漏分析和处理

魏传峰，程福林，张 强

（深能安所固电力有限公司，加纳 特马 999064）

深能安所固电厂#9、10机组为9E一拖一燃气联合循环机组，容量为180MW，于2016年6月正式投产。凝汽器采用海水闭式循环冷却，浓缩倍率控制小于1.6，机组运行良好，未曾发生过凝汽器泄漏现象。2019年8月26日，#10汽轮机凝汽器出现轻微泄漏，威胁机组安全运行。先后采用了加锯末临时堵漏、灌水憋压法查漏、荧光剂查漏、循环水侧加压查漏法、停半侧真空查漏法（漫水分段查找+火焰法），最终通过真空查漏发现进水室和回水室中间隔板与管板连接部件（支撑）有泄漏迹象，封堵处理后，各项水质合格，效果理想。

1 凝汽器泄漏的危害

凝汽器以海水为冷却介质，若发生泄漏，必然引起凝结水含盐量升高，造成锅炉给水、炉水水质劣化，致使省煤器和锅炉水冷壁腐蚀、结垢，进而影响锅炉热效率和安全运行，应及时查漏、堵漏；当凝汽器泄漏量较大时，不仅会造成锅炉水冷壁酸性腐蚀、清脆爆管，还会造成汽轮机叶片积盐、汽轮机效率降低，甚至造成更严重的后果。因此，凝汽器泄漏严重威胁机组的安全、经济运行，及时高效的查漏堵漏工作尤为重要。

2 凝汽器泄漏的分析、判断

#10汽轮机凝汽器为对分、双流程、海水冷却表面式凝汽器。通过分析凝结水的 DD（H+）、Na+、Cl-、YD 等指标判断凝汽器是否泄漏及漏量，并根据“汽水品质劣化三级处理原则”出具凝汽器查漏、堵漏时间限制要求。凝汽器检漏装置可以快速判断漏点在凝汽器水平方向上的大体位置，大大缩短了查漏时间。

2.1 #10凝汽器泄漏判断

2019年8月26 日，#10机凝结水DD（H+）突然升至0.42us/cm，给水 DD（H+）随后升至 0.35us/cm，炉水 DD 也随之上升，凝汽器检漏装置#1阀取样点氢导为1.0us/cm，快速手测凝结水Na+=12ug/l，YD=7umol/l。化学诊断：凝汽器出现轻微泄漏现象，要求尽快查漏、堵漏，限时恢复72小时；同时做好机组加药调节，通过排污换水改善系统水质。

2.2 利用凝汽器检漏装置判断漏点位置

（1）#10机组凝汽器装有凝汽器检漏装置，8个取样点平均分布在凝汽器热井周边，距离热井底部1m，配备在线氢导表一块，可以自动和手动切换每个取样点的位置，自动切换时间15分钟一次；检漏装置系统图，见图1。

图1 凝汽器检漏装置系统图

（2）为防止电磁阀内漏、阀门切换时间短等原因造成各取样点的分析干扰，通过手动切换监测点（包括手动阀隔离）的方式对各点在线监测和取样分析，分析数据见表1。

表1 凝汽器泄漏化学监督排查表

通过化学分析数据可以确定位于右侧凝汽器的#1、4监测点附近有明显的漏点。因此重点检查区域为右侧凝汽器的前后水室管板附近区域。

3 凝汽器泄漏处理方法

3.1 加锯末堵漏

3.1.1 由于加纳电网负荷紧缺，调度要求机组满负荷运行，鉴于凝汽器处理轻微泄漏，首选在线加锯末堵漏的方法。通常，通过胶球清洗装置在循环水中加入锯末面，锯末被带入凝汽器中，流经漏点时，利用凝汽器汽侧的负压作用，锯屑被吸入到凝管或管板穿孔处，堵住漏点，使泄漏得到及时控制。

3.1.2 操作难题攻关

（1）我厂无胶球处理系统，锯末面无法集中加注，若直接加入循环水泵入口前池会导致锯末分散，堵漏效果较差。

措施：制造锯末面移动注入装置，包括一台离心泵、一个水箱及相应临时管道等。通过上述装置和凝汽器循环水入口二次旋转滤网前的排污管，分批次、足量注入锯末至凝汽器左、右侧水室内，实现在线堵漏；加锯末面装置，见图2。

图2 凝汽器加锯末面系统图

（2）#7、8、9、10 机组共用一个循环水池，加入的锯末面无法回收，长时间积聚在循环水池中，容易造成#7、9燃机循环水电动滤水器和#8、10汽机开式循环水电动滤水器和凝汽器循环水侧滤网堵塞。

措施：加强凝汽器循环水二次旋转滤网冲洗；加强电动滤水器冲洗；加强监视各循环水泵运行情况并及时清理循环水池锯末；采购当地优质锯末，筛选出达标锯末面（直径≤1mm），并除石子、铁钉等硬物。

3.1.3 加锯末堵漏效果评价

#10凝汽器轻微泄漏时，加锯末堵漏时效高，能迅速使水汽指标降到合格的范围内，减少系统水汽被污染，成功延长了机组的运行时间，保证了机组安全运行，为当月上网电量3.54亿创历史新高，做出巨大贡献，并为后期彻底的查漏、堵漏争取宝贵时间。

然而，锯末堵漏一段时间后，漏点容易重新冲开，并且长期投锯末可能会造成其它系统的堵塞，漏入水汽系统盐分也会积少成多，危害机组安全运行。因此，凝汽器泄漏不能“以堵代查”，需要彻底查出漏点进行封堵。

3.2 凝汽器真空查漏

机组停运期间，首先采用了凝汽器灌水法查漏，即：在汽侧灌满水或荧光液，在循环水侧观察是否有液体流出。由于泄漏比较小，静压不足，均未找到漏点。经查漏小组讨论决定采用真空查漏的方法。

3.2.1 漫水分段查找法

（1）原理：凝汽器停半侧漫水分段查找法就是在机组运行时，海水没过凝汽器钛管等部位，若无泄漏，凝结水氢导小于0.3us/cm，钠离子小于10us/cm；若有海水漏入，氢导和钠离子会迅速上升，现象明显。此方法可以确定泄漏区域的大概垂直位置，再通过火焰法或钛管逐排封堵法，找出泄漏点。此方法虽然工作量大，但当凝汽器轻微泄漏，漏点非常小时非常有效。针对#1、4测点附近漏点查找，我们先用向下漫水分段查找法。（2）分段查找（向下漫水）步骤：a.凝汽器循环水水室外接临时液位计或透明塑料管确定水位。b.根据电网负荷分配情况，降低#10汽机负荷至75%左右；降负荷前纪录凝汽器真空、排汽温度;机组降负荷同时，注意真空变化情况，必要时启动两台真空泵运行。c.关闭凝汽器右侧循环水进出口电动蝶阀，电动蝶阀关闭后再用手动校严，确保全关，同时注意真空变化情况。d.逐步分段放水，每个位置维持水位至少1小时，化学加强水质分析，根据水质分析结果，确定泄漏区域；执行情况见表2。

表2 凝汽器漫水查漏水质分析报表

根据表2可以看出，当水位在由隔板上部2/3水位处降至隔板下部1/3水位时，水质改善明显，说明凝汽器泄漏垂直位置应在凝汽器的中部隔板附近，并且前后水室泄漏点均在中部区域。同样，通过向上漫水的方法，将泄漏点锁定隔板上下20cm的范围内，大大缩小了进入凝汽器内部查漏范围。

3.2.2 蜡烛火焰法

（1）原理：火焰法查漏就是利用凝汽器汽侧真空负压对漏点产生吸力，引起空气流动使火焰或烟雾产生倾斜晃动现象，通过此现象来判断泄漏点。（2）#10凝汽器停半侧真空查漏漫水法锁定泄漏范围后，进一步采用蜡烛火焰法进入凝汽器内部查漏，具体步骤如下：a.凝汽器右侧循环水水室存水放尽后，打开水室入孔门，用压缩空气吹净钛管内存。b.在前水室管板（隔板上下20cm区域）粘贴一层塑料薄膜（保鲜膜），在另一侧采用蜡烛加烟雾方法对钛管、焊口、所有连接部位逐一排查。（3）查漏结果。a.发现右侧凝汽器后水室钛管端板固定支架连接螺丝部位有轻微漏点，见图3。b.右侧凝汽器进水室与回水室隔板固定连接螺栓部位有轻微泄漏迹象，见图4。（4）凝汽器堵漏。a.对于前后水室松动的隔板（支撑）固定螺栓进行紧固。b.使用化学稀料将上下水室隔板（支撑）与端板连接部位清理干净，金属（管板）部位露出光泽，衬胶部位打毛、吹干。c.采用麻丝浸环氧树脂对漏泄部位（中间隔板与管板所有接触点缝隙）进行封堵，之后表面刷三层环氧树脂，并延长环氧树脂固化时间。

图3 后水室支撑固定螺栓处泄漏

图4 前水室隔板固定连接螺栓

3.2.3 查漏、堵漏效果

右侧凝汽器恢复运行后两周内，凝结水氢导维持在0.1us/cm，#1、4监测测点附近氢导均为0.15us/cm，钠离子均小于10ug/l，说明漏点定位准确，堵漏效果理想。

4 凝汽器泄漏原因分析

（1）凝汽器前水室上下隔板，在制造工艺上存在先天缺陷，首先隔板固定螺栓与海水直接接触，由于未采取有效防腐，致使凝汽器运行2～3年后，造成螺栓腐蚀严重，并且长期运行产生松动，同时密封圈老化，海水渗透腐蚀管板（管板为复合材料，约2mm厚钛板+约38mm厚普通碳钢板）产生轻微裂纹或腐蚀穿孔，详见图5。

图5 管板与隔板固定螺栓连接图

（2）凝汽器水室隔板（支撑）设计、未加装密封胶垫，海水长期冲刷造成（下图部位）腐蚀加快，详见图6。

图6 凝汽器隔板（支撑）与管板连接图

（3）设计误区、汽测隔板与水室隔板两排螺栓处在同一水平位置，更容易造成管板通孔，详见图7。

图7 凝汽器汽、水两侧隔板位置图

5 防范措施

（1）做好凝汽器查漏、堵漏预案，现场制作模具，固定在漏泄区域，内部注胶，确保密封效果；同时，采购防水和抗冲击性能好的堵漏胶水等材料。（2）优化机组运行工况，尽可能控制汽轮机排汽温度，避免因温度变化过大造成局部裂纹增大；同时做好循环水的过滤、杀菌和阻垢处理。（3）利用机组大修机会取消该部位连接部件。

6 结束语

做到快速、高效的查漏堵漏，首先要选择正确的方法。当凝汽器轻微泄漏时，在电网不许条件下，可选择加锯末临时堵漏的方法；若泄漏增大或锯末堵漏无效果时，可采用真空查漏的方法（包括烛光法、泡沫法、分段上水监测法、氦气检测法等）；当漏点较大时，停机灌水查漏和荧光查漏会非常有效。凝汽器查漏堵漏工作是一项艰苦而细致工作，在检测漏点过程中一定要重视化学水质分析数据，注意多种方法、手段结合使用，根据现场和凝汽器泄漏的具体情况采用积极的预防处理措施。

我厂在这次凝汽器泄漏事件中，运行和检修两部门通力合作，克服困难、积极探索和实践，做到了判断准确、查漏和堵漏方法得当，保证了机组的安全运行，也为今后凝汽器查漏和堵漏工作积累了宝贵的工作经验。