海水冷卻電廠凝汽器泄漏分析和處理

魏傳峰，程福林，張 強(qiáng)

（深能安所固電力有限公司，加納 特馬 999064）

深能安所固電廠#9、10機(jī)組為9E一拖一燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組，容量為180MW，于2016年6月正式投產(chǎn)。凝汽器采用海水閉式循環(huán)冷卻，濃縮倍率控制小于1.6，機(jī)組運(yùn)行良好，未曾發(fā)生過(guò)凝汽器泄漏現(xiàn)象。2019年8月26日，#10汽輪機(jī)凝汽器出現(xiàn)輕微泄漏，威脅機(jī)組安全運(yùn)行。先后采用了加鋸末臨時(shí)堵漏、灌水憋壓法查漏、熒光劑查漏、循環(huán)水側(cè)加壓查漏法、停半側(cè)真空查漏法（漫水分段查找+火焰法），最終通過(guò)真空查漏發(fā)現(xiàn)進(jìn)水室和回水室中間隔板與管板連接部件（支撐）有泄漏跡象，封堵處理后，各項(xiàng)水質(zhì)合格，效果理想。

1 凝汽器泄漏的危害

凝汽器以海水為冷卻介質(zhì)，若發(fā)生泄漏，必然引起凝結(jié)水含鹽量升高，造成鍋爐給水、爐水水質(zhì)劣化，致使省煤器和鍋爐水冷壁腐蝕、結(jié)垢，進(jìn)而影響鍋爐熱效率和安全運(yùn)行，應(yīng)及時(shí)查漏、堵漏；當(dāng)凝汽器泄漏量較大時(shí)，不僅會(huì)造成鍋爐水冷壁酸性腐蝕、清脆爆管，還會(huì)造成汽輪機(jī)葉片積鹽、汽輪機(jī)效率降低，甚至造成更嚴(yán)重的后果。因此，凝汽器泄漏嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，及時(shí)高效的查漏堵漏工作尤為重要。

2 凝汽器泄漏的分析、判斷

#10汽輪機(jī)凝汽器為對(duì)分、雙流程、海水冷卻表面式凝汽器。通過(guò)分析凝結(jié)水的 DD（H+）、Na+、Cl-、YD 等指標(biāo)判斷凝汽器是否泄漏及漏量，并根據(jù)“汽水品質(zhì)劣化三級(jí)處理原則”出具凝汽器查漏、堵漏時(shí)間限制要求。凝汽器檢漏裝置可以快速判斷漏點(diǎn)在凝汽器水平方向上的大體位置，大大縮短了查漏時(shí)間。

2.1 #10凝汽器泄漏判斷

2019年8月26 日，#10機(jī)凝結(jié)水DD（H+）突然升至0.42us/cm，給水 DD（H+）隨后升至 0.35us/cm，爐水 DD 也隨之上升，凝汽器檢漏裝置#1閥取樣點(diǎn)氫導(dǎo)為1.0us/cm，快速手測(cè)凝結(jié)水Na+=12ug/l，YD=7umol/l?；瘜W(xué)診斷：凝汽器出現(xiàn)輕微泄漏現(xiàn)象，要求盡快查漏、堵漏，限時(shí)恢復(fù)72小時(shí)；同時(shí)做好機(jī)組加藥調(diào)節(jié)，通過(guò)排污換水改善系統(tǒng)水質(zhì)。

2.2 利用凝汽器檢漏裝置判斷漏點(diǎn)位置

（1）#10機(jī)組凝汽器裝有凝汽器檢漏裝置，8個(gè)取樣點(diǎn)平均分布在凝汽器熱井周邊，距離熱井底部1m，配備在線氫導(dǎo)表一塊，可以自動(dòng)和手動(dòng)切換每個(gè)取樣點(diǎn)的位置，自動(dòng)切換時(shí)間15分鐘一次；檢漏裝置系統(tǒng)圖，見(jiàn)圖1。

圖1 凝汽器檢漏裝置系統(tǒng)圖

（2）為防止電磁閥內(nèi)漏、閥門切換時(shí)間短等原因造成各取樣點(diǎn)的分析干擾，通過(guò)手動(dòng)切換監(jiān)測(cè)點(diǎn)（包括手動(dòng)閥隔離）的方式對(duì)各點(diǎn)在線監(jiān)測(cè)和取樣分析，分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 凝汽器泄漏化學(xué)監(jiān)督排查表

通過(guò)化學(xué)分析數(shù)據(jù)可以確定位于右側(cè)凝汽器的#1、4監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近有明顯的漏點(diǎn)。因此重點(diǎn)檢查區(qū)域?yàn)橛覀?cè)凝汽器的前后水室管板附近區(qū)域。

3 凝汽器泄漏處理方法

3.1 加鋸末堵漏

3.1.1 由于加納電網(wǎng)負(fù)荷緊缺，調(diào)度要求機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行，鑒于凝汽器處理輕微泄漏，首選在線加鋸末堵漏的方法。通常，通過(guò)膠球清洗裝置在循環(huán)水中加入鋸末面，鋸末被帶入凝汽器中，流經(jīng)漏點(diǎn)時(shí)，利用凝汽器汽側(cè)的負(fù)壓作用，鋸屑被吸入到凝管或管板穿孔處，堵住漏點(diǎn)，使泄漏得到及時(shí)控制。

3.1.2 操作難題攻關(guān)

（1）我廠無(wú)膠球處理系統(tǒng)，鋸末面無(wú)法集中加注，若直接加入循環(huán)水泵入口前池會(huì)導(dǎo)致鋸末分散，堵漏效果較差。

措施：制造鋸末面移動(dòng)注入裝置，包括一臺(tái)離心泵、一個(gè)水箱及相應(yīng)臨時(shí)管道等。通過(guò)上述裝置和凝汽器循環(huán)水入口二次旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)前的排污管，分批次、足量注入鋸末至凝汽器左、右側(cè)水室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)在線堵漏；加鋸末面裝置，見(jiàn)圖2。

圖2 凝汽器加鋸末面系統(tǒng)圖

（2）#7、8、9、10 機(jī)組共用一個(gè)循環(huán)水池，加入的鋸末面無(wú)法回收，長(zhǎng)時(shí)間積聚在循環(huán)水池中，容易造成#7、9燃機(jī)循環(huán)水電動(dòng)濾水器和#8、10汽機(jī)開(kāi)式循環(huán)水電動(dòng)濾水器和凝汽器循環(huán)水側(cè)濾網(wǎng)堵塞。

措施：加強(qiáng)凝汽器循環(huán)水二次旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)沖洗；加強(qiáng)電動(dòng)濾水器沖洗；加強(qiáng)監(jiān)視各循環(huán)水泵運(yùn)行情況并及時(shí)清理循環(huán)水池鋸末；采購(gòu)當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)鋸末，篩選出達(dá)標(biāo)鋸末面（直徑≤1mm），并除石子、鐵釘?shù)扔参铩?/p>

3.1.3 加鋸末堵漏效果評(píng)價(jià)

#10凝汽器輕微泄漏時(shí)，加鋸末堵漏時(shí)效高，能迅速使水汽指標(biāo)降到合格的范圍內(nèi)，減少系統(tǒng)水汽被污染，成功延長(zhǎng)了機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間，保證了機(jī)組安全運(yùn)行，為當(dāng)月上網(wǎng)電量3.54億創(chuàng)歷史新高，做出巨大貢獻(xiàn)，并為后期徹底的查漏、堵漏爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。

然而，鋸末堵漏一段時(shí)間后，漏點(diǎn)容易重新沖開(kāi)，并且長(zhǎng)期投鋸末可能會(huì)造成其它系統(tǒng)的堵塞，漏入水汽系統(tǒng)鹽分也會(huì)積少成多，危害機(jī)組安全運(yùn)行。因此，凝汽器泄漏不能“以堵代查”，需要徹底查出漏點(diǎn)進(jìn)行封堵。

3.2 凝汽器真空查漏

機(jī)組停運(yùn)期間，首先采用了凝汽器灌水法查漏，即：在汽側(cè)灌滿水或熒光液，在循環(huán)水側(cè)觀察是否有液體流出。由于泄漏比較小，靜壓不足，均未找到漏點(diǎn)。經(jīng)查漏小組討論決定采用真空查漏的方法。

3.2.1 漫水分段查找法

（1）原理：凝汽器停半側(cè)漫水分段查找法就是在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，海水沒(méi)過(guò)凝汽器鈦管等部位，若無(wú)泄漏，凝結(jié)水氫導(dǎo)小于0.3us/cm，鈉離子小于10us/cm；若有海水漏入，氫導(dǎo)和鈉離子會(huì)迅速上升，現(xiàn)象明顯。此方法可以確定泄漏區(qū)域的大概垂直位置，再通過(guò)火焰法或鈦管逐排封堵法，找出泄漏點(diǎn)。此方法雖然工作量大，但當(dāng)凝汽器輕微泄漏，漏點(diǎn)非常小時(shí)非常有效。針對(duì)#1、4測(cè)點(diǎn)附近漏點(diǎn)查找，我們先用向下漫水分段查找法。（2）分段查找（向下漫水）步驟：a.凝汽器循環(huán)水水室外接臨時(shí)液位計(jì)或透明塑料管確定水位。b.根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷分配情況，降低#10汽機(jī)負(fù)荷至75%左右；降負(fù)荷前紀(jì)錄凝汽器真空、排汽溫度;機(jī)組降負(fù)荷同時(shí)，注意真空變化情況，必要時(shí)啟動(dòng)兩臺(tái)真空泵運(yùn)行。c.關(guān)閉凝汽器右側(cè)循環(huán)水進(jìn)出口電動(dòng)蝶閥，電動(dòng)蝶閥關(guān)閉后再用手動(dòng)校嚴(yán)，確保全關(guān)，同時(shí)注意真空變化情況。d.逐步分段放水，每個(gè)位置維持水位至少1小時(shí)，化學(xué)加強(qiáng)水質(zhì)分析，根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，確定泄漏區(qū)域；執(zhí)行情況見(jiàn)表2。

表2 凝汽器漫水查漏水質(zhì)分析報(bào)表

根據(jù)表2可以看出，當(dāng)水位在由隔板上部2/3水位處降至隔板下部1/3水位時(shí)，水質(zhì)改善明顯，說(shuō)明凝汽器泄漏垂直位置應(yīng)在凝汽器的中部隔板附近，并且前后水室泄漏點(diǎn)均在中部區(qū)域。同樣，通過(guò)向上漫水的方法，將泄漏點(diǎn)鎖定隔板上下20cm的范圍內(nèi)，大大縮小了進(jìn)入凝汽器內(nèi)部查漏范圍。

3.2.2 蠟燭火焰法

（1）原理：火焰法查漏就是利用凝汽器汽側(cè)真空負(fù)壓對(duì)漏點(diǎn)產(chǎn)生吸力，引起空氣流動(dòng)使火焰或煙霧產(chǎn)生傾斜晃動(dòng)現(xiàn)象，通過(guò)此現(xiàn)象來(lái)判斷泄漏點(diǎn)。（2）#10凝汽器停半側(cè)真空查漏漫水法鎖定泄漏范圍后，進(jìn)一步采用蠟燭火焰法進(jìn)入凝汽器內(nèi)部查漏，具體步驟如下：a.凝汽器右側(cè)循環(huán)水水室存水放盡后，打開(kāi)水室入孔門，用壓縮空氣吹凈鈦管內(nèi)存。b.在前水室管板（隔板上下20cm區(qū)域）粘貼一層塑料薄膜（保鮮膜），在另一側(cè)采用蠟燭加煙霧方法對(duì)鈦管、焊口、所有連接部位逐一排查。（3）查漏結(jié)果。a.發(fā)現(xiàn)右側(cè)凝汽器后水室鈦管端板固定支架連接螺絲部位有輕微漏點(diǎn)，見(jiàn)圖3。b.右側(cè)凝汽器進(jìn)水室與回水室隔板固定連接螺栓部位有輕微泄漏跡象，見(jiàn)圖4。（4）凝汽器堵漏。a.對(duì)于前后水室松動(dòng)的隔板（支撐）固定螺栓進(jìn)行緊固。b.使用化學(xué)稀料將上下水室隔板（支撐）與端板連接部位清理干凈，金屬（管板）部位露出光澤，襯膠部位打毛、吹干。c.采用麻絲浸環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)漏泄部位（中間隔板與管板所有接觸點(diǎn)縫隙）進(jìn)行封堵，之后表面刷三層環(huán)氧樹(shù)脂，并延長(zhǎng)環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)間。

圖3 后水室支撐固定螺栓處泄漏

圖4 前水室隔板固定連接螺栓

3.2.3 查漏、堵漏效果

右側(cè)凝汽器恢復(fù)運(yùn)行后兩周內(nèi)，凝結(jié)水氫導(dǎo)維持在0.1us/cm，#1、4監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)附近氫導(dǎo)均為0.15us/cm，鈉離子均小于10ug/l，說(shuō)明漏點(diǎn)定位準(zhǔn)確，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，在制造工藝上存在先天缺陷，首先隔板固定螺栓與海水直接接觸，由于未采取有效防腐，致使凝汽器運(yùn)行2～3年后，造成螺栓腐蝕嚴(yán)重，并且長(zhǎng)期運(yùn)行產(chǎn)生松動(dòng)，同時(shí)密封圈老化，海水滲透腐蝕管板（管板為復(fù)合材料，約2mm厚鈦板+約38mm厚普通碳鋼板）產(chǎn)生輕微裂紋或腐蝕穿孔，詳見(jiàn)圖5。

圖5 管板與隔板固定螺栓連接圖

（2）凝汽器水室隔板（支撐）設(shè)計(jì)、未加裝密封膠墊，海水長(zhǎng)期沖刷造成（下圖部位）腐蝕加快，詳見(jiàn)圖6。

圖6 凝汽器隔板（支撐）與管板連接圖

（3）設(shè)計(jì)誤區(qū)、汽測(cè)隔板與水室隔板兩排螺栓處在同一水平位置，更容易造成管板通孔，詳見(jiàn)圖7。

圖7 凝汽器汽、水兩側(cè)隔板位置圖

5 防范措施

（1）做好凝汽器查漏、堵漏預(yù)案，現(xiàn)場(chǎng)制作模具，固定在漏泄區(qū)域，內(nèi)部注膠，確保密封效果；同時(shí)，采購(gòu)防水和抗沖擊性能好的堵漏膠水等材料。（2）優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行工況，盡可能控制汽輪機(jī)排汽溫度，避免因溫度變化過(guò)大造成局部裂紋增大；同時(shí)做好循環(huán)水的過(guò)濾、殺菌和阻垢處理。（3）利用機(jī)組大修機(jī)會(huì)取消該部位連接部件。

6 結(jié)束語(yǔ)

做到快速、高效的查漏堵漏，首先要選擇正確的方法。當(dāng)凝汽器輕微泄漏時(shí)，在電網(wǎng)不許條件下，可選擇加鋸末臨時(shí)堵漏的方法；若泄漏增大或鋸末堵漏無(wú)效果時(shí)，可采用真空查漏的方法（包括燭光法、泡沫法、分段上水監(jiān)測(cè)法、氦氣檢測(cè)法等）；當(dāng)漏點(diǎn)較大時(shí)，停機(jī)灌水查漏和熒光查漏會(huì)非常有效。凝汽器查漏堵漏工作是一項(xiàng)艱苦而細(xì)致工作，在檢測(cè)漏點(diǎn)過(guò)程中一定要重視化學(xué)水質(zhì)分析數(shù)據(jù)，注意多種方法、手段結(jié)合使用，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和凝汽器泄漏的具體情況采用積極的預(yù)防處理措施。

我廠在這次凝汽器泄漏事件中，運(yùn)行和檢修兩部門通力合作，克服困難、積極探索和實(shí)踐，做到了判斷準(zhǔn)確、查漏和堵漏方法得當(dāng)，保證了機(jī)組的安全運(yùn)行，也為今后凝汽器查漏和堵漏工作積累了寶貴的工作經(jīng)驗(yàn)。