凝汽器銅管泄漏原因分析

侯春明

摘 要：#6機停機臨修前，發(fā)生爐水硅超標，凝結(jié)水有較小硬度，由此判斷凝汽器銅管有泄露，安排加木糠進行堵漏，處理后凝結(jié)水在規(guī)定處理時間內(nèi)達到合格。該文通過分析凝汽器銅管泄漏的原因，提出解決措施。

關(guān)鍵詞：汽輪機 凝汽器 銅管 泄漏

中圖分類號：TK264.11 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）04（c）-0040-01

某電廠300MW機組是東方汽輪機廠制造生產(chǎn)的N300—16.7/537/537—8型，亞臨界一次中間再熱、單軸雙缸雙排汽、凝汽式機組；高中壓合缸，低壓分流，汽輪機與凝汽器彈性連接方式；該機組循環(huán)水系統(tǒng)為采用自然循環(huán)空氣冷卻塔的閉式循環(huán)水系統(tǒng)，凝汽器采用銅管作為換熱管束（銅管參數(shù)：總數(shù)22668根，其中主凝結(jié)區(qū)20424根材質(zhì)：HSn70-1B、空冷區(qū)1404材質(zhì)：BFe30-1-1、主凝結(jié)區(qū)外圍區(qū)840根材質(zhì)：BFe30-1-1；凝汽器兩端總距離10.2m，尺寸：25mm×1mm）。

1 #6機組凝汽器泄漏現(xiàn)象和銅管金屬分析檢測情況

該次#6機停機臨修前，發(fā)生爐水二氧化硅達到354.6μg/L，過熱蒸汽二氧化硅達到16.0μg/L，凝結(jié)水硬度為1、納離子為8.2μg/L，各項指標均超標。由此判斷凝汽器銅管有泄露，安排加木糠進行堵漏，處理后凝結(jié)水在規(guī)定處理時間內(nèi)達到合格。停機后通過機組灌水查漏的方法進行檢查，發(fā)現(xiàn)銅管發(fā)生泄漏，泄漏銅管分布在凝汽器循環(huán)水進水側(cè)，基本在下部位置，其中B側(cè)有8根泄漏，A側(cè)則有三根，分別對泄漏銅管進行堵漏。為了分析具體原因，從泄漏的銅管中抽取了一根銅管，取出銅管后發(fā)現(xiàn)在銅管與隔板接觸的地方，均存在深淺程度不同的腐蝕減薄或穿孔現(xiàn)象。

為確定銅管損傷的原因，對銅管進行了金相分析，分析結(jié)果如下。

（1）抽出管樣外壁呈現(xiàn)灰黑色，每一處隔板固定處有明顯環(huán)形凹槽狀傷口，其中有一面痕跡明顯，部分傷口有穿孔腐蝕痕跡。其余地方均呈現(xiàn)灰黑色、表面光滑未見明顯腐蝕痕跡；內(nèi)壁光滑、未見明顯腐蝕痕跡。

（2）金屬專業(yè)做傷口處縱向金相分析：在銅管中部出現(xiàn)軸向凹槽的部位取1個縱向試樣，在金相顯微鏡下觀察，凹槽中部部分輪廓線比較平滑，但是沒有觀察到晶粒變形，判斷凹槽不是機械損傷形成的。

2 銅管泄漏原因分析

從管樣形貌觀察和金相分析結(jié)果推斷有發(fā)生銅管氨腐蝕。

（1）氨腐蝕的機理。

氨氣的分配系數(shù)較二氧化碳為小，因而凝汽器抽氣時，空氣基本被抽走，而氨易于富集水中，特別是在水中有溶解氧時，銅管的氮蝕更易發(fā)生。有資料顯示：因為空抽區(qū)局部富集以及隔板處凝結(jié)水過冷的影響，這些隔板在抽氣時，使氣流不均勻而形成渦流或死角，且其中有許多細小水滴，由于氨的分配系數(shù)遠比二氧化碳小，溶解的氨濃度大大增加，引起銅管支承隔板和分離隔板處環(huán)帶狀的氨蝕而產(chǎn)生切痕。這種氮腐蝕屬電化學腐蝕類型，其陽極過程是銅在氨性環(huán)境中的氧化過程：Cu+4NH3→〔Cu（NH3）4〕2++2e陰極過程是溶解氧的還原過程：1/2O2+H20+2e→ZOH-。

由于腐蝕產(chǎn)物為可溶性的鉻離子，因而腐蝕過程可無阻滯進行，其特征主要是銅管均勻減薄，有時也出現(xiàn)橫向條狀腐蝕溝。

（2）銅管管材的影響。

#6汽輪機凝汽器采用的是黃銅管，這類銅管抗脫鋅腐蝕、點蝕等性能良好，但耐氨腐蝕效果卻不理想，它在含氨量較大時，就會導致氨腐蝕。

（3）抽氣不均勻的影響。

#6汽輪機凝汽器的空抽區(qū)抽氣采用的是單側(cè)抽氣，抽氣不均勻容易形成抽氣死角，形成渦流或抽不到氣，使氨容易富集于該處，從而氨含量增大，導致氨蝕。

（4）隔板的影響。

銅管的支承隔板和分離隔板處氨蝕較為嚴重。這是因為這些隔板在抽氣時，使氣流不均勻而形成渦流或死角，且其中有許多細小水滴，由于氨的分配系數(shù)遠比二氧化碳小，因而氨易富集水滴中，造成氨的腐蝕。

（5）加藥量的影響。

#6機組運行中，采用的是加氨調(diào)節(jié)給水的pH值，給水加氨量控制給水pH值8.8～9.3，給水加氨量偏高也會造成凝結(jié)水中含氨量增大，造成氨蝕。

#6機組運行時凝結(jié)水溶解氧達到45～60μg/L，均超出30μg/L控制標準。

#6機組循環(huán)水塔池排污口設(shè)置偏高，不能排出底部沉積淤泥，池底存在大量沉積物、泥砂等等固體顆粒狀異物對凝汽器銅管沖擊、摩擦，長時間運行后，存在沖刷腐蝕風險，會導致黃銅基體裸露，銅管減薄。

#6機組循環(huán)水塔池較空擴，容易吹進雜物。

#6機組循環(huán)水系統(tǒng)沒有無閥濾池過濾裝置，濁度長期偏高>20NTU。

3 針對銅管泄漏采取以下措施

（1）分別對#6機組凝汽器泄漏的銅管進行堵漏。

（2）日常機組運行，加強真空系統(tǒng)的控制、調(diào)整和維護工作。如軸封母管壓力由0.04MPA提高到0.05MPA，增加凝結(jié)水泵機封密封水量，檢查所有排大氣閥及排地溝閥，防止空氣漏入，降低真空泵工作液溫度提高真空度，以減少水中溶解氧的含量。

（3）嚴格控制加氨量，控制給水pH值8.8～9.0低位限值運行，并確保各汽水監(jiān)測指標合格。

（4）加強對熱工儀表的校驗和維護工作，從而確保儀器儀表（含在線和實驗室儀表等）的準確性，能真是反映爐內(nèi)水處理加藥裝置加藥狀態(tài)和加藥調(diào)節(jié)的實時反饋。

（5）#6機組利用停機期間，及時安排清理塔池的沉積物，并且在塔池周圍加裝防塵紗網(wǎng)，減少周邊雜物進入，并降低了排污管口有利于排放沉積物。

（6）該廠#5機組循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)置無閥濾池，濁度長期維持在6NTU左右（控制標準為<20NTU），水質(zhì)清沏，所以生經(jīng)部已對#6機組計劃技改加裝無閥濾池裝置。

（7）根據(jù)以后運行情況和檢查情況，在機組安排下次調(diào)峰停運或臨修期間，擴大開展銅管探傷監(jiān)測，如發(fā)生大面積氨腐蝕現(xiàn)象，應該采用更徹底的措施進行處理，例如更換耐氨腐蝕性更好的不銹鋼或白銅管、空冷器加裝噴水裝置。

（8）機組啟動和運行過程中，應嚴格按運行規(guī)程進行沖洗洗硅，保證水質(zhì)合格，當水汽品質(zhì)發(fā)生異常時，需及時查找原因并進行反饋處理。

4 結(jié)語

綜上所述，造成凝汽器銅管泄漏的原因諸多，是一個綜合的問題，影響因素較多，要徹底消除事故隱患就必須對這些因素逐一消除，所以運行中要加強凝汽器銅管的維護管理，發(fā)現(xiàn)有銅管泄漏時要及時堵漏，嚴格控制加凝結(jié)水的加藥量，確保各汽水監(jiān)測指標合格，停機期間積極開展銅管探傷監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理，確保機組正常運行。

參考文獻

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