安裝有RCCS裝置的凝汽器銅管泄漏查漏方法

陸玉春

（上海梅山鋼鐵股份有限公司熱電廠，江蘇南京 210039）

1 概述

梅山鋼鐵公司熱電廠一臺60 MW 雙抽汽凝汽式汽輪機(jī)（型號為CC60-8.83/4.41/1.27），其配套表面式凝汽器型號為N-3500，于2016 年7 月份做了RCCS 技術(shù)應(yīng)用。RCCS，即列管式換熱器強(qiáng)化換熱系統(tǒng)的英文簡稱。RCCS 由螺旋紐帶、陶瓷軸承、特種鋼支架組成,見圖1。在凝汽器換熱管內(nèi)安裝RCCS，無需外加動力，利用循環(huán)水自身的流速驅(qū)動，以300～1800 r/min 的速度快速旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)強(qiáng)化換熱及在線清洗。

圖1 RCCS裝置圖

該凝汽器為表面式、雙流程，其管子材料、數(shù)量及尺寸如表1所示。

表1 凝汽器參數(shù)

每根銅管的入水口安裝RCCS 裝置，該裝置長度約7 m，略短于銅管長度。凝汽器安裝RCCS 裝置后端差明顯減小，銅管內(nèi)壁結(jié)垢情況得以改善。但該機(jī)組有六千多根銅管，不可避免地會發(fā)生銅管穿孔腐蝕泄漏，造成循環(huán)水進(jìn)入凝汽器汽側(cè)，污染凝結(jié)水，導(dǎo)致凝結(jié)水有硬度。該單位采用EDTA～2Na絡(luò)合滴定法測量硬度數(shù)值。

由于缺乏經(jīng)驗，第一次凝汽器查漏時，將所有銅管的RCCS 裝置取出，再用傳統(tǒng)方法（薄膜覆蓋和燭火的組合法）進(jìn)行查漏，查漏完畢后再回裝RCCS裝置，造成檢修時間長達(dá)4天以上，檢修工人勞動強(qiáng)度大，機(jī)組發(fā)電損失較大。

在經(jīng)過數(shù)次摸索和實踐后，總結(jié)了一套表面式、雙流程凝汽器在線半邊查漏的方法和一套停機(jī)快速查漏方法，無需大量抽出RCCS 裝置，能夠有效地將查漏時間控制在12 h以內(nèi)，現(xiàn)將兩種方法介紹如下。

2 表面式、雙流程凝汽器在線查漏方法

2.1 停半側(cè)凝汽器

通過機(jī)組減負(fù)荷、隔絕半側(cè)凝汽器，放盡循環(huán)水，檢測凝結(jié)水硬度數(shù)值，來判斷停役的半側(cè)凝汽器銅管是否泄漏。

若檢測無硬度，說明在線運行的一側(cè)凝汽器銅管無泄漏，則所隔絕的半邊凝汽器有泄漏的銅管，需進(jìn)入檢修程序。

若檢測有硬度，說明在線運行的一側(cè)凝汽器銅管有泄漏，需投入該側(cè)凝汽器，隔絕另一側(cè)并進(jìn)入檢修程序。

2.2 鎖定銅管泄漏區(qū)域

確定半側(cè)凝汽器銅管存在泄漏，隔絕該側(cè)凝汽器，采用在循環(huán)水側(cè)升水位+硬度檢測的方法來鎖定銅管泄漏區(qū)域。具體操作如下：

（1）在已隔絕的半側(cè)凝汽器水側(cè)設(shè)置一玻璃管水位計或透明塑料軟管，用于監(jiān)視循環(huán)水的水位；

（2）已隔絕的半側(cè)凝汽器水位低于凝汽器最底層銅管標(biāo)高，假設(shè)略低于最底層銅管的水位標(biāo)高為H1，淹沒所有銅管的最低標(biāo)高為H2；

（3）控制循環(huán)水進(jìn)水門和放水門，將水位控制在標(biāo)高H1+1/2（H2-H1）位置，待10 min 后（具體時間可以根據(jù)凝結(jié)水泵流量及熱井凝結(jié)水容量計算得出），取凝結(jié)水樣檢測硬度；

（4）若有硬度，則該標(biāo)高水位下方有泄漏銅管，降水位至標(biāo)高H1+1/4（H2-H1）位置，待10 min 后，取凝結(jié)水樣檢測硬度；

（5）若無硬度，則漏點在該水位上方，升水位至標(biāo)高H1+3/4（H2-H1）位置，待10 min 后，取凝結(jié)水樣檢測硬度；

（6）重復(fù)步驟四和步驟五的操作方法，最終能夠?qū)⒙c區(qū)域鎖定在2排銅管（約50 mm垂直高度）的范圍，做好標(biāo)高記錄。

假設(shè)凝汽器銅管垂直方向覆蓋的總高度為H（H=H2-H1，H1、H2與上述方法中描述一致），銅管直徑為25 mm，經(jīng)過X 次重復(fù)步驟三至五可以鎖定漏點在50 mm的垂直范圍內(nèi)，則可以得出如下公式：

H×1/（2X）≈50

以該單位60 MW 機(jī)組凝汽器為例，H=2800 mm，則得出X≈6，其意義為經(jīng)過6 次水位升降和硬度測定即可鎖定漏點在50 mm 左右的標(biāo)高范圍內(nèi)?？紤]銅管安裝的實際誤差，即銅管兩端的標(biāo)高差值，實際鎖定在2排銅管的區(qū)域較好（即約50 mm垂直高度范圍）。同理可以推出，若要鎖定漏點區(qū)域在50 mm 左右的標(biāo)高范圍內(nèi)，經(jīng)過8 次水位升降和硬度測定，即可鎖定凝汽器銅管總高度為12800 mm的凝汽器泄漏銅管區(qū)域。

假設(shè)每次水位穩(wěn)定后，檢測硬度需等待時間為T，以該單位60 MW 機(jī)組凝汽器為例，在線查漏時機(jī)組負(fù)荷30 MW，進(jìn)汽量為120 t/h，凝泵出力為120 t/h，熱井水位約600 mm，熱井尺寸為6000mm×2600mm×1600mm，則熱井凝結(jié)水量為：

6000×2600×600=9.36 m3≈10 t（凝結(jié)水）

凝泵每分鐘打出2 t 凝結(jié)水，則熱井內(nèi)10 t 凝結(jié)水5 min 即可抽走。其意義在于，假設(shè)循環(huán)水側(cè)水位穩(wěn)定后，有銅管泄漏，5 min 后取樣則能夠檢測出硬度，無銅管泄漏，5 min 后取樣則檢測無硬度。這是理論計算時間，實際操作可以適當(dāng)延長至10 min，時間T=10 min，確保取樣的準(zhǔn)確性。

假設(shè)每次升降水位需要20 min，等待10 min后取樣，檢測硬度需要10 min（包含取樣時間、路程時間），則某標(biāo)高水位下判定有無硬度需要40 min，按上述6次水位升降來計算，160 min即可鎖定銅管泄漏區(qū)域?？紤]實際操作的誤差，操作人員配合順利的話，基本能夠在3 h以內(nèi)鎖定銅管泄漏區(qū)域。

2.3 查找和消除漏點

放掉循環(huán)水，取出鎖定泄漏區(qū)域的RCCS 裝置，采用覆薄膜+燭火法查漏，即可迅速查到漏點。悶堵泄漏銅管后，進(jìn)水淹沒之前鎖定泄漏區(qū)域，待10 min 后，取凝結(jié)水樣檢測硬度，硬度應(yīng)為零。確認(rèn)漏點已消除后即可恢復(fù)系統(tǒng)。

采用上述方法，可以有效解決安裝有RCCS 裝置的凝汽器查漏時間長、工作量大的問題，結(jié)果準(zhǔn)確。以梅山熱電廠60 MW機(jī)組凝汽器為例，使用該方法后每次檢漏總時長均在12 h以內(nèi)。

3 表面式、雙流程凝汽器停機(jī)快速查漏方法

若機(jī)組停機(jī)后具備汽側(cè)灌水條件，則可以采用汽側(cè)灌熱水查漏的方法查找泄漏的銅管。具體操作如下：

（1）凝汽器汽側(cè)設(shè)置玻璃管水位計或透明塑料軟管，用于監(jiān)視汽側(cè)水位；

（2）打開所有凝汽器檢修人孔，在凝汽器底部彈簧位置加設(shè)臨時支撐；

（3）通過凝汽器補(bǔ)水門補(bǔ)進(jìn)冷水，再通過低加出口門和凝結(jié)水再循環(huán)門補(bǔ)進(jìn)熱水，監(jiān)控凝汽器內(nèi)汽側(cè)水溫不得高于50 ℃，進(jìn)水高度以剛好淹沒所有銅管為宜；

（4）在凝汽器銅管一端的所有人孔架設(shè)鼓風(fēng)機(jī)，另一端排空，注意排出的水蒸汽不得飄向電氣設(shè)施；

（5）等待數(shù)小時后，觀察排空側(cè)人孔門有無水汽飄出，若基本無水汽飄出，說明銅管內(nèi)的殘水已蒸發(fā)，此時可以拆除鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行查漏；

（6）銅管管口有水漏出的為泄漏銅管。

上述方法可以避免以往汽側(cè)灌水查漏時誤堵銅管的情況。以往汽側(cè)灌水，因水側(cè)銅管管口有水流而不能準(zhǔn)確判斷銅管是否泄漏，經(jīng)常會將疑似漏點悶堵，造成誤堵銅管較多。采用上述方法后，可以實現(xiàn)快速查漏，精準(zhǔn)查漏，甚至能夠發(fā)現(xiàn)被異物堵塞的銅管（被異物堵塞銅管內(nèi)的殘水需要更長的時間才能吹干）。以梅山熱電廠60 MW機(jī)組凝汽器為例，采用該方法檢漏總時長均在8 h以內(nèi)。

4 上述方法的局限性和推廣應(yīng)用

4.1 局限性

當(dāng)在線機(jī)組凝汽器銅管發(fā)生泄漏時，應(yīng)按照水汽異常時三級處理值的原則盡快采取有效措施，將硬度降至零。當(dāng)凝結(jié)水硬度大于20 μmol/L 時，應(yīng)采取措施在4 h內(nèi)恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)值，否則需停機(jī)，以避免污染系統(tǒng)，造成鍋爐給水系統(tǒng)的腐蝕、結(jié)垢。上述在線查漏方法僅適用于凝結(jié)水硬度值低于20 μmol/L，機(jī)組允許在24 h內(nèi)恢復(fù)硬度至零時采用。

機(jī)組停機(jī)后凝汽器倒灌熱水快速查漏的方法適用于母管制機(jī)組，單元制機(jī)組凝汽器汽側(cè)一般較難獲取熱水，但可以采取灌常溫水方法，只是銅管風(fēng)干的時間會變長，查漏效果是一樣的。

4.2 推廣應(yīng)用

上述兩種方法同樣適用于未安裝RCCS 裝置的表面式單流程或雙流程凝汽器，操作步驟與上述方案一致，且能夠達(dá)到同等效果。

運用上述在線查漏方法的原理，可以結(jié)合氦氣檢漏法，通過循環(huán)水側(cè)下降水位，每下降一定高度，標(biāo)記水位，向銅管管口噴氦氣，在真空泵出口檢測氦氣濃度值，當(dāng)氦氣濃度有明顯變化時，說明當(dāng)前水位上方與上一次水位之間有泄漏銅管，再針對該區(qū)域做進(jìn)一步查漏。結(jié)合氦氣法，能夠顯著縮短判斷銅管是否泄漏的時間，無需人工檢測硬度值，提高檢漏效率。

5 總結(jié)

設(shè)備穩(wěn)定是電力企業(yè)實現(xiàn)低成本的重要保證，當(dāng)凝汽器銅管發(fā)生泄漏時，需在最短的時間內(nèi)堵住漏點，恢復(fù)生產(chǎn)。RCCS 技術(shù)的應(yīng)用，對機(jī)組效率的提升有明顯幫助，但同時帶來了查漏難題，采用傳統(tǒng)查漏方案耗時太長。通過上述在線查漏方法查漏，可以實現(xiàn)在較短的時間內(nèi)鎖定泄漏區(qū)域，從而結(jié)合傳統(tǒng)查漏方案迅速找到漏點。通過灌熱水快速查漏，可以精準(zhǔn)找出漏點，減少疑似漏點。兩種方法耗時均較短，查漏質(zhì)量有保證，可以供同行業(yè)參考。