大型火电机组凝汽器泄漏检测及基建质量监督.pdf

第 2 6卷 湖 南 电 力 2 0 0 6电力论坛 增刊 大型火电机组凝汽器泄漏检测及基建质量监督 邱应 军 ，黄丕维 ，李明 湖 南电力试 验研 究 院 ，湖 南 长 沙 4 1 0 0 0 7 摘要 大型火电机组凝汽器泄漏导致凝结水硬度升高，给机组的安全运行带来极大的 隐 患。针 对耒 阳 电厂 4号机 组凝 汽 器泄漏 问题 ，介绍 了 2种切 实可 行的凝 汽 器泄漏检 测 方法 ，并 阐述 了在 基 建 中为保 证 凝汽 器的质 量应 进行 的质 量监督 。 关键 词 凝汽 器 ；泄 漏 ；检 测 方法 ；胀 接 工 艺；质量监 督 、 中 图分类 号 T K 2 6 4 ． 1 l 文献 标识 码 B 文章 编号 1 0 0 8 0 1 9 8 2 0 0 6 S 2 0 0 4 9 0 4 U 刖 再 凝 汽器 为火力 发 电厂 汽轮机 系统最 重要 的辅机 设 备之 一 ，一 般结 构 为对 流 双分 表面式换 热 器 ，管 内侧为冷却水，管外侧为通过汽轮机作功后的水蒸 汽。水蒸汽冷却后变成凝结水 ，凝结水再进入主给 水 系统 。而凝 汽器 由于在 基 建 中的制造 质量 、安装 质量及运行时的腐蚀 、磨损等各种原因极易引起凝 汽器 泄漏 。凝 汽器 的泄 漏 ，会导 致凝 结水 化学 品质 变劣，直接影响到热力设 备的安全经济运行，使机 组面临强迫停机 的风险。文中介绍 了对耒 阳电厂 4 号 机组 凝汽 器泄漏 进行 检 测 的 2种 方法 ，并就 凝汽 器在基建中应注意的问题进行探讨 。 1 设备概况 耒 阳电厂 4号机 组凝 汽 器为 东方 汽轮机 厂生 产 的 N一 1 7 0 0 0 1型凝 汽器 ，主要 由喉 部 、壳 体 包括 热 井 、水室 、 底 部 的滑 动 、固定 支座等组 成 的全焊 结构，为单壳体、双流程 、表面式凝汽器。循环冷 却水经前水室进入中间 2组管束 ， 经后水室回转， 然 后分别从两侧的 2组管束流经两侧的前水室流出凝 汽器。凝结水在管束 包括后水室内，作水平转 向运动 ，使冷却水进入冷却管的水流速度均匀 ，热 负荷 分 布 均 匀。主 凝 结 区 管 束 采 用 2 0 3 4 8根 西2 5 mm1 mm／ HS n 7 9 1 A 的加 砷 黄铜 管 。冷却 管 的两端 采用胀 接方 式 固定 在端 管板 上 ，端 管板 与 壳 体采用 焊接形 式 构成 一整 体 。 凝结 水 流程如 下 低压 缸排 汽进 入凝 汽器 ，经 循环水冷却变成凝结水 ，汇流于凝汽器热水井 。热 收稿 日期 2 0 0 5 0 8 1 7 水井的凝结水经过凝结水泵升压后，经凝结水精处 理装置，再流经轴封加热器、低压加热器，最后进 入除氧器。 凝结水硬度取样点布置于凝结水泵之后 ， 精处 理装置 之前 。 2 水质异常监测 机组 正常 运行 时 ，凝结水 导 电率d 0 ． 3 s ／ c m， 硬度 一0 mo l ／ L， 炉水导电率1 0 s ／ c m， 蒸汽导 电 率 d0 ． 1 s ／ c m。 耒 阳 电 厂 4号 机 组 于 2 0 0 4年 6月 通 过 1 6 8 h 试 运行 进入 试生 产期后 ，凝结水 硬度时 有超标 的 现 象 ，表 1是 2 0 0 4年 1 2月凝结水 水质监 测数据 表 。 表 1 4号机 组凝结 水水质 检测表 从 表 1可 以看 出 ， 4号 机 组 凝结 水 水 质 已严 重 劣化 ， 严重威 胁 着机组 的 安全运行 。 3 水质异常原 因 3 、 l 引 起凝 结水 硬度 升高 的原 因查找 a ．在线导电度表测定数据是否真实； b ． 补给水 水 质是 否优 良 ； c ．锅 炉排 污 处理 是否不 力 ； d ．机组低负荷运行 2 2 O ～2 3 0 Mw ，蒸汽对 汽轮 机转 子 叶片 上沉 积的可 溶性盐垢 清洗 ，从 而造 成凝 结 水含 盐量增 加 ，导 电率偏 高 ； e ．因系统设 计 时将较 多的 无压疏 、放水 管汇流 后排 入循 环水 出水 ，是 否从机组 的负压 部分倒 吸循 4 9 维普资讯 2 0 0 6电力论坛增刊 湖南电力 第 2 6卷 环 水进入 凝 汽器 ； f ．凝汽器是否存在泄漏 。 3 ． 2 原 因确 认 a ．组织人员检查校正在线导电度仪表， 测定数 据准确可靠 。 b ．补给水水质 S i O 1 0 g ／ L；导 电度d0 ． 1 p s ／ c m；硬度一0 mo l ／ L；除盐水箱 p H值 9 ． 2 。 化学 补 给水水 质优 良 ， 不会 影响凝 结水 电导 、 硬 度升高。 c ．联系运行值长，开大连排门，加强定排 ，凝 结水电导、硬度无任何改善。 d ． 该机组 2 0 0 4年 6月通过 1 6 8 h试运 ， 投产后 即出现电导超标的现象。随着电导超标现象越来越 严 重 ，机组 凝结 水 的硬度 也越 来越 大 ，而机组 不 可 能在投产初期即出现汽轮机转子叶片上沉积的可溶 性盐垢 ，因而可排除是 由低负荷运行引起。 e ． 将 排入 A， B侧凝 汽器 循环 水 出水 的无压疏 、 放水管采用封堵与割断直排地沟的方式后 ，凝结水 硬度 仍无 丝毫 的改 善 ，故此 种可 能性 可 以排除 。 f ．由于凝 汽器 铜管 数量 达 2 1 0 0 0根左 右 ， 冷却 面积达 1 7 0 0 0m ，数量极多的铜管、大量的胀 口 2 1 0 0 0根 铜管 即有 4 2 0 0 0个 胀 口及 较 大面 积 的 管板极有可能存在泄漏。 4 凝汽器泄漏检测方法及检 测结果 4 ． 1 对 运行 中凝 汽器 泄漏 的检 测 耒 阳电厂 4号机 组 凝汽器 水 室分 为 A， B两 侧 ， 每侧又分 为进水室和回水室， 每个水室装有约 5 0 0 0 根铜管 ，进行试验前首先确定发生泄漏的凝汽器及 泄漏 的大致 区域 。 4 ． 1 ． 1 确 定泄 漏 的凝 汽器 将机组负荷降至 2 2 5 Mw 后， 逐步退出 B侧凝 汽器 ，仅 A 侧凝 汽器 运行 ，发 现凝结 水 电导 、硬度 基本无 改 变 ； 退 出 A 侧 凝汽 器 ， 仅 B侧 凝汽器 运行 ， 发现凝结水硬度逐渐下降 ， 最后降至 0 ， 但电导仍不 合 格 。 由此 可 以判 定 4号 机组 凝 汽器 的 泄漏 点 主要 集中在 A侧 ，但 A侧退出后 ，电导不为 0 ，说明 B 侧也 存在 轻微 的泄 漏 。 4 ． 1 ． 2 判断大致泄漏的区域 加 装循环 水 水侧 就地 水位 计后 ， 将 A 侧凝 汽器 保持切除状态 ， 稍开循环水进水门 ， 关严 出水门， 待 50 水侧 水位 涨至凝 汽器 中分 面时 ，关 闭进 水 门 。运 行 1 h后 ， 对凝结水硬度进行化验， 发现硬度由切除前 的 1 8 mo l ／ L下降至切除后的 9 mo l ／ I 。 因硬度未 降至 0 ， 也不是大幅度下降， 据此推断 B侧凝汽器的 泄漏 点应 该 上下分 布 比较 均匀 。 4 ． 1 ． 3 确定泄漏位置的检测方法 为确定泄漏的具体位置，决定采用氦质谱检漏 技术， 使用德 国莱宝公司的 UL 2 0 0氦质谱检漏仪对 凝汽器铜管泄漏进行检漏。氦质谱检漏原理是在质 谱室中将气体电离，利用不同荷质比的离子具有不 同的 电磁 偏转 特性 而将示 踪 气体分 离 、检测 并 加 以显示的技术 。氦质谱检漏法与传统的查漏方法 如烟气法、蜡烛法相比，具有精确量化、重复性好、 可不 停机 在线 检测等 优点 。因 为氦气 具有优 于 其它 气体的化学稳定性及性能优点 ，所以一般选用氦气 作 为示 踪气 体 。 检 测方 法 利用密 封性较 好 的薄膜 ，每 次覆 盖 约 2 ／ 3 0 ． 6 1 8 检测工 作面 或 1 ／ 2工作 面 ， 逐 步 缩 小 可疑泄 漏 区域 ，最 终找 出漏点 所在 ，也 称黄 金 分 割法 二 分法 。 在检 测过 程 中 ，应注 意 以下 2方 面 a ． 因检 测是 在机 组带 7 0 额定 负 荷 情况 下 进 行 的 ，水 室 内特别 是上部 管板 温度高 ，薄膜容 易 与 管 板脱 离而造 成 混淆 ，所 以不 应选用 较 厚的农 用或 工业 薄 膜 ，而应选 择重 量轻 、粘 贴性 好 的家 庭用密 封薄膜。另外，为保持待检区域与检测 区域的有效 隔离 ，可用 涂 料刷蘸糯 米汤 在薄 膜与 管板 的接合 处 进行 涂刷 不 可用 不可溶 的化学 粘合 剂 。 b ．由于凝 汽器 水室基本 处 于封 闭状态 仅 有 人 孔门与外界相通 ， 为尽快排除上次施放氦气对下一 次的影响 ，应安装相应的通风装置，及时将残留在 凝 汽器 内的氦气 驱 出 。 共用氦质谱检漏法对耒阳电厂 4号机组凝汽器 进行 了 2次 检漏 ，第 1次检漏 发现 凝汽 器漏 点极 多 且分散 ， 因现场干扰因素也多， 认为效果不甚理想 ； 经过更 周密 的部 署后 ，对 4号机 组凝 汽器进 行 了第 2次检漏 ， 但结果与第 1次检漏结果相同。 初步怀疑 凝汽 器可 能存 在较 大面积 的微小 泄漏 。 4 ． 2 停 机 灌水查 漏法 利用 4号机 组停 机备用 的机 会 ，对 4 号 机组进 行了高位灌水试验。 灌 水之前 ，应 注意 a ．调节级 温度 必须在 1 5 0 维普资讯 第 2 6卷 湖 南 电 力 2 0 0 6电力论坛增刊 lC以下 ； b ． 凝汽器须加支撑 ； c ． 灌水水温不低于 1 5 C； d ．在汽侧加 1 根透明皮管 ， 派专人密切监视水 位 ，以防油 中进 水 。 停机后 ， 将 3 ， 4号机组循环水系统进行严格隔 离，关死联络门，并悬挂警告标志。开启循环水进 出水门，放干水侧积水 ；开启凝汽器放水门，同样 放 干汽侧 存 水 。用 0 ． 6 ～ 0 ． 8 MP a压 力 的压 缩空 气 将凝 汽 器水侧 管 板及 距铜 管 口 4 0 0 mm 范 围 内吹干 从上到下 ，并保持通风良好，然后进行高位灌水 水 位为 汽缸洼 窝 下 1 0 0 mm 处 ， 在 灌水 的过程 中 ， 应仔 细逐 个检 查 是否存 在 微漏 的管 子或胀 V I ，并观 察胀 口微 漏 与铜 管泄 漏的 区别 如 为胀 口微 漏 ，则 漏 出 的水会 集 中在 距离 胀 V I 1 O 0mm 以内 ，水 量较 少 ； 若 为铜 管 泄漏 ， 则 泄漏 出的水会 从铜 管 内流 出 ， 一 般水 量较 大 。特别 是 当凝汽 器水 位 略高 于泄漏 点 时 ，以上 区别尤 为 明显 ，因而 在灌 水过 程 中就应仔 细观察 。以前有 资料 认为 灌水 法对 查找 微小 泄漏 有 一 定难 度 ，其实 只要 掌握 一些 实用 的技 巧 ，简单 的 方法往 往能 解决 实 际难题 ，而且更 直 观 、更 可靠 。 4 ． 3 检 漏 结果 最 后检 漏 的结 果 为 耒 阳 电厂 4号机组 凝 汽器 铜管胀 口 ， 特别 是 A 侧 回水 室铜 管胀 V I 存 在大 面积 微小泄 漏 ， 管板 上 的部分砂 眼也存 在 一定 的泄漏 ， 而 铜管 不存 在泄 漏 。产生 泄漏 的 主要原 因是 4号 机组 凝汽 器铜 管在 基建 中的安 装 质量 存在 问题 ，即铜管 在进 行胀 管工 艺时 ，存 在过 胀或 欠胀 问题 。 5 凝汽器铜管胀 口泄漏处理 建议 电厂对凝 汽 器铜 管管 V I 和 管板 进行 防磨 防 渗 防腐处 理 。 长 沙某 公司 利用 其 自行开 发 的 X Z A 型耐磨增 韧 防腐胶 对 4号机 组 A， B侧进 水室 、 回水 室均进 行 了管 板 、铜 管胀 口涂胶 处理 。在 2 0 0 5年 6 月 4 号 机组 开 机后 的 2 个 多 月 的时间 内 ，机 组 的凝 结水硬度一直稳定在 0 ，电导率 最高也仅 为0 ． 1 4 4 s ／ c m，达 到 了合格 的标 准 。 6 凝汽器安装质量监督建议 凝 汽 器 是 火 力发 电 厂 汽轮 机 的 一个 重 要辅 机 ， 凝汽器的工作性能和状态直接影响着机组运行 的经 济性和安全性。 而凝汽器铜管的管理是一项跨专业、 跨部门、跨单位的系统 、复杂的工作 ，涉及到凝汽 器铜 管 的制 造工艺 水平 ， 基 建阶段 的搬 运 、 安 装 ， 运 行初期的保养 ，正常运行阶段的管理、维护和停用 的防腐蚀等各项工作 。加强对凝汽器安装质量的监 督和验收工作是保证凝汽器性能的一个重要环节。 耒 阳 电厂 4 号 机组 因安 装质量存 在 的过胀 或欠 胀 问 题 ，使 机组 刚投产 就发 生铜管胀 口部位 的泄 漏 ，就 是 很好 的教 训 。下 文就凝 汽器 在基 建 中的质量 监督 予 以说 明 。 6 ． 1 胀 管前 的 质量监 督 a ． 应检 查每根 铜管 的外形 ， 管 子表 面应无 裂纹 、 砂 眼 、腐蚀 、凹陷 、毛刺 和油垢 等缺 陷 ，管 内无 杂 物和 堵塞 等现象 ，管 子不 直应校 正 ；应 抽样 对 铜管 进行 水压 试验 、涡 流探伤 及相应 的工 艺性 能试验 。 b ． 按照铜管总数的 1 ／ 2 o o进行胀接系数 a的检 测 ，并作好记录；进行试胀铜管试验 注意记录胀 管 器的 电流 并打水 压 。 6 ． 2 胀 管质量 监督 根 据塑性 变形 的原理 ，胀 接的过 程基 本上 可 以 分为 3个阶段 第 1阶段管子被扩大，管子与管板 之间的间隙被消除；第 2阶段 ，胀管器对管子继续 施压，直至达到试胀试验时测出的必需电流值 ，这 时管子 一直 处于屈 服状态 ， 管 板也有 局部屈 服 现象 ； 第 3阶段，胀管器卸载后 ，管子在管板的回弹力作 用 下 产生反 向屈服 。 6 ． 2 ． 1 安 装铜管 的要求 a ．气温保证在 5 C以上 ，无风沙、粉尘 ； b ．安 装铜 管时轻 拿轻 放 ，不得 任意 碰 、踩 、踏 铜管 ，严 防野 蛮安装 ； C ．铜 管 上 的附着物 锈蚀 、油 污等 应 清 理干 净 ； d ．不得 用 强力进 行铜管 的 安装 ， 切不 能重 力锤 击 铜管 。 穿 管头 最好装 橡胶 引导 头 ，以免铜 管 损伤 。 铜 管卡 涩时 ，不得 强力旋 转 ，更不 能野 蛮扎 入 ，以 免产 生毛 刺 。铜管 毛刺 严重 时应整 根更 换 ； e ．为保证胀接性能和质量 ， 要安装的铜管必须 在安 装的 当天进 行胀 接 。 6 ． 2 ． 2 胀 管 的工艺 注意事 项 a ．在正 式胀 接铜管 前 ，应先检查 胀管 器是 否符 合 要求 ；否则 ，应 微调胀 管器 电流 ，以达 到要 求 。 b ． 穿管 时应 避 免 弯 曲 、 撞 击 。穿管 之 前 将 管 口 打磨 光滑 ， 彻 底 清扫凝 汽器 内部 。 密切监 视胀 管器 的 电 流 ， 避免 过胀 和欠胀 ， 避免 应力集 中而 产生裂 纹 。 下转 第 6 7页 5】 维普资讯 第 2 6卷 湖南电力 2 0 0 6电力论 坛增刊 2 ． 2 ． 4 出台专 门电力事故处理法规 过去在解决电力事故纠纷时，往往是不分责任 是谁 ，均为受害方 向供电企业索赔 ，处罚主体不分 责任与过错 ，赔偿金额也越来越大。出台专 门的电 力事故处理法规是非常必要的，用来科学界定供用 电双方的安全责任与义务 ，以责任的大小为判决依 据与基本标准，按照事故的责任来界定各 自应承担 的 责任 。 2 ． 3尽 力规避 电费风 险 2 ． 3 ． 1 。实行抄收分开，把抄表与收费工作分开 供 电所 可 以成立 专 门的户表 抄 收 队 ， 负责 抄表 ， 收费工作委托给当地村委会， 抄收队每月 1 5日前将 上月的用电数给村委会 ，由村委会确定 1 名村干部 负责收取电费上缴供电所 。这既有利于解决农村电 费难收的问题 ，又有助于开展反窃电工作。 2 ． 3 ． 2 推行 现场 座收 同 村委会协商每个组确定 1天 为 “ 电费 收缴 日” ， 供电所组织专门收费人员在每个组集 中的地方 座 收 。 2 ． 3 ． 3 建 立供 用 电 “ 互动 ” 在供电企业 、村委会 、村民之间相互联动 ，互 相理解 ，相互依靠 ，互相沟通 ，供电企业要以电为 媒 ，以情为链 ，提高服务质量。在供电企业与用电 客户之间架起 “ 心连心”之桥，促使村民自觉按时 上交 电 费 。 2 ． 4 强 化 规避 电力设 施破 坏风 险 2 ． 4 ． 1 尽快 出台电力设施保护的有关政策 将电力设施保护延伸到村 、组和农户，要发挥 村、组农户尤其是村级行政组织的作用 ，可以采取 双方共建的办法。 明确管理范围， 采取以村包线 、 以 组包段、以户包杆，并签订相应 的责任状 ，全面监 督在电力设施保护区内盖房、栽树、堆柴草等违章 行为，发动村民与破坏电力设施行为作斗争 ，自觉 关心爱护保护境内的电力设施 ，义务护线员发现隐 患及时报告电力部门，逐步规范用电管理，化解农 电设施安全保护的风险。 2 ． 4 ． 2 分清产权归属范围 国务院国发 1 9 9 9 ]0 2号文件 明确规定 乡及 乡以下农村集体电力资产可采取 自愿上交 、无偿划 拨的方式由县级供电企业管理，并由其承担维护管 理责任。在产权归属过程中，不能简单地把农电资 产统统划拨 ，要分清集体 、个人或外商投资的电力 资 产 以 及 农 户 电 能 表 及 以 下 资 产。根 据 国发 [ 1 9 9 9 ]0 2号文件精神， 除集体电力资产外 ， 其他电 力资产产权归属应是投资使用方 ，这样 ，电力设施 保护达到了齐抓共管、群策群力的 目的，不再由电 力企业 一方 独 自承担 义务 。 2 ． 5努 力规避供 电成 本风 险 2 ． 5 ． 1 尽力降损 农村供电普遍线损较高，其主要原因之一是接 青。供电所要组织精兵强将勤砍青扫障 。 2 ． 5 ． 2 合理布局供电结构 借农网改造之际，要合理布局供电半径 ，减少 线 损 。 ’ 2 ． 5 ． 3 狠抓 反窃 电 要采取有力措施加强打稻、抽水等临时性用电 管 理 ， 阻塞漏 洞 。 供 电所要 掌握 用 户的用 电容 量 ， 通 过理论计算用户的用电量 ，做到心中有数 ，一旦发 现用户的实际用电量相差较大 ，就可以作为重点对 象侦 查 。 呋六呋六呋六六六六六六六六六六六六六六六六六呋六呋六六六 六六六六六六六六六六六六六六六六六六六六呋 上接 第 5 1页 c ．胀接完的铜管应及时进行切管工作 。 胀接好 的管 子应露 出管板 1 ～3 mm，且 管端平 滑 光洁 ，无 毛刺 。 d ．当凝汽器铜管尺寸不够长时 ， 应更换足够长 尺寸的铜管 ，严禁用加热或其它强力方法伸长 。 6 ． 3 凝汽器安装质量 的验收 胀管工艺完成后 ， 凝汽器汽侧要进行灌水试验 ， 以检验铜管的胀接质量 。灌水高度要充满整个铜管 的汽侧空间， 并高出顶部铜管 1 0 0 mm， 维持水位 2 4 h ，要求管板、 铜管无泄漏 。 对于处在弹簧支座上的 凝汽器，灌水试验前要加临时支撑 ，灌水试验后要 及 时将 水放干 净 。凝 汽 器在整 个安 装过 程 中 ，应 有 防 止杂物 落 人汽侧 的设施 ，最 后封 闭凝 汽器 前 ，应 检查汽侧空间和铜管管束间不得有任何杂物，顶部 铜管应无外伤痕迹。有条件时可对凝汽器铜管管 口 和管板进行涂防腐胶处理 ，防止管 口腐蚀泄漏，这 样做既可保证安全运行 ， 又可延长管材的使用寿命 。 67 维普资讯