劉瑛，熊小剛，余邦才
(攀枝花鋼鐵公司發(fā)電廠，四川 攀枝花 617012）

　　摘要：通過對凝汽器泄漏后的水汽品質(zhì)分析，認為采用凝結(jié)水中鈉離子的增加和爐水的pH值、PO₄^3-和R值等指標的變化作為泄漏的判斷依據(jù)，比以凝結(jié)水硬度作依據(jù)更能及時發(fā)現(xiàn)凝汽器泄漏。發(fā)現(xiàn)泄漏后，采取向循環(huán)水中加入鋸木屑等措施，可將漏點堵住。
　　關(guān)鍵詞：電廠；凝汽器；循環(huán)冷卻水
　　中圖分類號：TU991．4　　 文獻標識碼：B　　 文章編號：1009—2455(2004)01—0023—02

　　在熱力發(fā)電廠中，凝汽器是汽輪發(fā)電機組的重要輔機。由于凝汽器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材質(zhì)多，接觸的運行介質(zhì)多，易發(fā)生腐蝕。對于無凝結(jié)水精處理的高壓機組，銅管腐蝕泄漏后，含鹽量高的循環(huán)水漏人凝結(jié)水中，勢必造成熱力系統(tǒng)的水汽品質(zhì)劣化。從而引發(fā)省煤器、水冷壁管等結(jié)垢，發(fā)生垢下腐蝕爆管等事故。

1 凝汽器泄漏的診斷問題

　　攀鋼電廠于1993年投產(chǎn)，為3臺100 MW汽輪發(fā)電機組。水汽流程為：蒸汽作功后在凝汽器中冷卻為凝結(jié)水，與水汽損失的補水——除鹽水一起作為給水再進入鍋爐中變成蒸汽，蒸汽帶動汽輪機發(fā)電。爐內(nèi)水處理為在給水中加入氨、聯(lián)胺以除氧和防止CO₂腐蝕，爐水采用協(xié)調(diào)pH值磷酸鹽控制，這種控制方法是在鍋爐中加入一定比例的Na₃PO₄與Na₂HPO₄的混合液，從而控制爐水pH值：9.0—10；ρ(PO₄^3-)：2.0-10.0mg／L；R值：2.3-2.8。這樣，使?fàn)t水既有足夠高的pH值，又不含游離NaOH，達到防腐、防垢的目的。運行以來，水汽品質(zhì)正常。
　　2001年5月，1^#機大修，按常規(guī)對凝汽器灌水查漏，發(fā)現(xiàn)甲側(cè)空冷區(qū)有兩根銅管泄漏。
　　查閱運行記錄，該機從2000年8月從備用轉(zhuǎn)為運行，至2001年5月停機大修，共運行9個月。其間，凝結(jié)水硬度一直為0，溶解氧15μg／L，沒有發(fā)現(xiàn)凝汽器泄漏的跡象。說明以凝結(jié)水硬度作為泄漏的診斷標準可能存在盲點。

2 凝汽器泄漏后的水質(zhì)分析

　　電廠凝汽器循環(huán)水濃縮倍率在3倍左右。年平均硬度為7 mmol／L，鈉離子為50 mg／L。而凝結(jié)水硬度為0。鈉離子為2-3 μg／L。即使凝汽器發(fā)生很小的泄漏，也會使凝結(jié)水離子含量增加。電廠的水汽化學(xué)分析一般為容量分析和儀器分析，容量分析適用于常見成分分析(mg／L級)，儀器分析適用于微量分析(μg／L級)。
　　與凝汽器泄漏相關(guān)的指標，有凝結(jié)水鈉離子、硬度等。但中、高壓機組的水汽分析中，未對凝結(jié)水的鈉離子提出監(jiān)測要求。
　　當(dāng)負荷在100 MW時，凝結(jié)水量為250t／h。計算凝汽器泄漏量的最小值，對凝結(jié)水的鈉離子和硬度的變化作一個探討。
2.1 用鈉離子判斷泄漏
　　水汽系統(tǒng)中鈉離子采用鈉離子分析儀，鈉離子敏感電極的測試精度為0.23μg／L，即可檢測到水中0.01μmol／L的鈉離子增加量。
　　當(dāng)凝汽器泄漏，使凝結(jié)水的鈉離子增加0.1μmol／L，此時凝結(jié)水中單位時間鈉離子的增加量為：250×10³L／h×0.1×10^-6mol／L=0.025mol／h。
　　根據(jù)物料平衡，循環(huán)水漏人到凝結(jié)水中的離子量與凝結(jié)水中離子的增加量相等。循環(huán)水中離子的質(zhì)量濃度為50mg／L，即物質(zhì)的量濃度為2.1 mmol／L，則每小時漏人的循環(huán)水量為：0.025mol／h÷(2.1×10^-3mol／L)=11.9L／h。
　　凝汽器的泄漏率：漏人的循環(huán)水量(t／h)÷凝結(jié)水量(t／h)×100％=11.9×10^-3t／h÷250t／h×100％=0.0048％
　　也就是當(dāng)泄漏率僅為0．004 8％，就可發(fā)現(xiàn)凝汽器泄漏。
2.2 用硬度增加判斷泄漏
　　凝結(jié)水的硬度采用容量分析，其測試范圍為1-500μmol／L，滴定終點的顏色靠肉眼判斷，硬度低于1μmol／L的就無法測試出來。當(dāng)凝結(jié)水硬度增加1μmol／L時，凝結(jié)水單位時間硬度的摩爾數(shù)增加：250X×10³L／h×l×l0^-6moL／L=0.25mol／h。
　　循環(huán)水中的硬度為7.41 mmoL／L，根據(jù)物料平衡：每小時漏人的循環(huán)水量為0.25mol／h÷(7.41×10^-3mol／L)=33.7L／h。
　　凝汽器的泄漏率：漏人的循環(huán)水量(t／h)÷凝結(jié)水量(t／h）×100％=33.7×10^-3t／h÷250t／h×100％=0.013％。
　　從以上分析，當(dāng)泄漏率在0.0048％時，就能根據(jù)凝結(jié)水的鈉離子增加量判斷凝汽器發(fā)生泄漏，而以硬度判斷，則需要泄漏率達0.013％。說明凝結(jié)水中鈉離子比硬度的測定靈敏。

3 凝汽器泄漏的判斷及處理

　　國標對凝汽器泄漏以硬度作為判斷和處理的依據(jù)，運行中要求凝結(jié)水硬度<2μmol／L，溶解氧小于50μg／L。當(dāng)硬度>2μmol／L，要求72h必須恢復(fù)至標準；當(dāng)硬度>5 μmol／L，24h必須恢復(fù)至標準；當(dāng)硬度>20μmol／L，4h必須停機。
3.1 運行中的水質(zhì)監(jiān)測
　　攀鋼電廠根據(jù)自身實際和理論分析，在運行中，每2h增加一次凝結(jié)水的含鈉量的分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水Na⁺增加2μg／L時，增加分析給水、除氧水、蒸汽的Na⁺，如果其含量也隨之增加，且爐水pH增加、PO₄^3-降低、R值增加，即使沒有硬度，也是凝汽器發(fā)生了泄漏，必需采取堵漏措施。
3.2 凝汽器泄漏的處理
3.2.1 鋸末堵漏
　　當(dāng)發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水Na⁺增加2μg／L，在系統(tǒng)正常運行時，可通過膠球清洗裝置向循環(huán)水中加鋸末面，進行加鋸末堵漏，使泄漏得到及時控制。加鋸末堵漏的原理如下：鋸末被循環(huán)水帶人凝汽器中，流經(jīng)泄漏點時，由于凝汽器負壓作用，鋸屑被吸到銅管穿孔處，將其塞緊，即可將漏堵住。隨著運行時間的推移，鋸末會腐爛或吸人凝汽器汽側(cè)，使泄漏重新出現(xiàn)，這時可再次投加鋸末進行堵漏，如此反復(fù)，直到停機堵管。
　　這種方法已在本廠實施30余次，當(dāng)化驗人員發(fā)現(xiàn)凝結(jié)水中Na‘增加，判斷為凝汽器泄漏時，即通知汽機值班員，在膠球清洗罐中加入50kg經(jīng)篩選的鋸末，啟動膠球清洗泵，打人循環(huán)水人口管道中，約15min鋸末加完。幾分鐘后，水質(zhì)就能合格，運行正常，說明已將漏點堵住。待機組計劃停機后，停機灌水檢查，在空冷區(qū)均發(fā)現(xiàn)泄漏情況。
3.2.2 降負荷查漏
　　發(fā)生泄漏后，加鋸末堵漏效果不佳或凝汽器發(fā)生滲漏或裂紋穿孔，泄漏率大于0.05％時，必須進行降負荷單側(cè)查漏堵漏。將機組負荷降為額定的70％，停一側(cè)凝汽器，將人孔打開，用壓縮空氣將管板吹干，人進人凝汽器中，手持點燃的蠟燭，輕微的移過凝汽器管口，發(fā)現(xiàn)燭光火焰向管口傾斜，可認為該管可能泄漏。將該管一端用膠皮塞塞緊，另一端用帶U型管的膠塞塞住，U型管中加水，觀察是否有負壓，有即為泄漏，將其堵住。
3.2.3 停機堵漏
　　如果銅管泄漏嚴重，運行中堵漏收效不大，而此時按標準規(guī)定必需停機處理時，則應(yīng)申請停機。
　　停機查漏能較徹底地消除泄漏銅管，停機后，先放凈循環(huán)水，使銅管中無水殘留。然后向凝汽器汽側(cè)灌人除鹽水，在水位上升過程中，觀察凝汽器兩端是否有水自銅管中流出，有流出水的銅管即為泄漏管，用銅塞將銅管兩端堵住。
　　使用壽命晚期的銅管，每次停機后都應(yīng)該安排灌水查漏，再配合渦流探傷查漏，對有懷疑的銅管預(yù)先堵漏，可減緩泄漏對運行的威脅。

4 結(jié)語

　　由于采用了以上水質(zhì)判斷和堵漏方法，鍋爐大修時對垢樣分析，無碳酸鹽硬度，雖然機組已運行10余年，水冷壁向火側(cè)的垢量僅為160g／m²，結(jié)垢速率低，結(jié)垢率得到有效控制。

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作者簡介：劉瑛(1967—)，男，四川安岳人，高級工程師，電話(0812)3395921—2205。