凝汽器铜管泄漏原因分析
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摘 要：#6机停机临修前，发生炉水硅超标，凝结水有较小硬度，由此判断凝汽器铜管有泄露，安排加木糠进行堵漏，处理后凝结水在规定处理时间内达到合格。该文通过分析凝汽器铜管泄漏的原因，提出解决措施。
关键词：汽轮机 凝汽器 铜管 泄漏
中图分类号：TK264.11 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（c）-0040-01
某电厂300MW机组是东方汽轮机厂制造生产的N300―16.7/537/537―8型，亚临界一次中间再热、单轴双缸双排汽、凝汽式机组；高中压合缸，低压分流，汽轮机与凝汽器弹性连接方式；该机组循环水系统为采用自然循环空气冷却塔的闭式循环水系统，凝汽器采用铜管作为换热管束（铜管参数：总数22668根，其中主凝结区20424根材质：HSn70-1B、空冷区1404材质：BFe30-1-1、主凝结区区840根材质：BFe30-1-1；凝汽器两端总距离10.2m，尺寸：25mm×1mm）。
1 #6机组凝汽器泄漏现象和铜管金属分析检测情况
该次#6机停机临修前，发生炉水二氧化硅达到354.6μg/L，过热蒸汽二氧化硅达到16.0μg/L，凝结水硬度为1、纳离子为8.2μg/L，各项指标均超标。由此判断凝汽器铜管有泄露，安排加木糠进行堵漏，处理后凝结水在规定处理时间内达到合格。停机后通过机组灌水查漏的方法进行检查，发现铜管发生泄漏，泄漏铜管分布在凝汽器循环水进水侧，基本在下部位置，其中B侧有8根泄漏，A侧则有三根，分别对泄漏铜管进行堵漏。为了分析具体原因，从泄漏的铜管中抽取了一根铜管，取出铜管后发现在铜管与隔板接触的地方，均存在深浅程度不同的腐蚀减薄或穿孔现象。
为确定铜管损伤的原因，对铜管进行了金相分析，分析结果如下。
（1）抽出管样外壁呈现灰黑色，每一处隔板固定处有明显环形凹槽状伤口，其中有一面痕迹明显，部分伤口有穿孔腐蚀痕迹。其余地方均呈现灰黑色、表面光滑未见明显腐蚀痕迹；内壁光滑、未见明显腐蚀痕迹。
（2）金属专业做伤口处纵向金相分析：在铜管中部出现轴向凹槽的部位取1个纵向试样，在金相显微镜下观察，凹槽中部部分轮廓线比较平滑，但是没有观察到晶粒变形，判断凹槽不是机械损伤形成的。
2 铜管泄漏原因分析
从管样形貌观察和金相分析结果推断有发生铜管氨腐蚀。
（1）氨腐蚀的机理。
氨气的分配系数较二氧化碳为小，因而凝汽器抽气时，空气基本被抽走，而氨易于富集水中，特别是在水中有溶解氧时，铜管的氮蚀更易发生。有资料显示：因为空抽区局部富集以及隔板处凝结水过冷的影响，这些隔板在抽气时，使气流不均匀而形成涡流或死角，且其中有许多细小水滴，由于氨的分配系数远比二氧化碳小，溶解的氨浓度大大增加，引起铜管支承隔板和分离隔板处环带状的氨蚀而产生切痕。这种氮腐蚀属电化学腐蚀类型，其阳极过程是铜在氨性环境中的氧化过程：Cu+4NH3〔Cu（NH3）4〕2++2e阴极过程是溶解氧的还原过程：1/2O2+H20+2eZOH-。
由于腐蚀产物为可溶性的铬离子，因而腐蚀过程可无阻滞进行，其特征主要是铜管均匀减薄，有时也出现横向条状腐蚀沟。
（2）铜管管材的影响。
#6汽轮机凝汽器采用的是黄铜管，这类铜管抗脱锌腐蚀、点蚀等性能良好，但耐氨腐蚀效果却不理想，它在含氨量较大时，就会导致氨腐蚀。
（3）抽气不均匀的影响。
#6汽轮机凝汽器的空抽区抽气采用的是单侧抽气，抽气不均匀容易形成抽气死角，形成涡流或抽不到气，使氨容易富集于该处，从而氨含量增大，导致氨蚀。
（4）隔板的影响。
铜管的支承隔板和分离隔板处氨蚀较为严重。这是因为这些隔板在抽气时，使气流不均匀而形成涡流或死角，且其中有许多细小水滴，由于氨的分配系数远比二氧化碳小，因而氨易富集水滴中，造成氨的腐蚀。
（5）加药量的影响。
#6机组运行中，采用的是加氨调节给水的pH值，给水加氨量控制给水pH值8.8～9.3，给水加氨量偏高也会造成凝结水中含氨量增大，造成氨蚀。
#6机组运行时凝结水溶解氧达到45～60μg/L，均超出30μg/L控制标准。
#6机组循环水塔池排污口设置偏高，不能排出底部沉积淤泥，池底存在大量沉积物、泥砂等等固体颗粒状异物对凝汽器铜管冲击、摩擦，长时间运行后，存在冲刷腐蚀风险，会导致黄铜基体，铜管减薄。
#6机组循环水塔池较空扩，容易吹进杂物。
#6机组循环水系统没有无阀滤池过滤装置，浊度长期偏高>20NTU。
3 针对铜管泄漏采取以下措施
（1）分别对#6机组凝汽器泄漏的铜管进行堵漏。
（2）日常机组运行，加强真空系统的控制、调整和维护工作。如轴封母管压力由0.04MPA提高到0.05MPA，增加凝结水泵机封密封水量，检查所有排大气阀及排地沟阀，防止空气漏入，降低真空泵工作液温度提高真空度，以减少水中溶解氧的含量。
（3）严格控制加氨量，控制给水pH值8.8～9.0低位限值运行，并确保各汽水监测指标合格。
（4）加强对热工仪表的校验和维护工作，从而确保仪器仪表（含在线和实验室仪表等）的准确性，能真是反映炉内水处理加药装置加药状态和加药调节的实时反馈。
（5）#6机组利用停机期间，及时安排清理塔池的沉积物，并且在塔池周围加装防尘纱网，减少周边杂物进入，并降低了排污管口有利于排放沉积物。
（6）该厂#5机组循环水系统设置无阀滤池，浊度长期维持在6NTU左右（控制标准为
（7）根据以后运行情况和检查情况，在机组安排下次调峰停运或临修期间，扩大开展铜管探伤监测，如发生大面积氨腐蚀现象，应该采用更彻底的措施进行处理，例如更换耐氨腐蚀性更好的不锈钢或白铜管、空冷器加装喷水装置。
（8）机组启动和运行过程中，应严格按运行规程进行冲洗洗硅，保证水质合格，当水汽品质发生异常时，需及时查找原因并进行反馈处理。
4 结语
综上所述，造成凝汽器铜管泄漏的原因诸多，是一个综合的问题，影响因素较多，要彻底消除事故隐患就必须对这些因素逐一消除，所以运行中要加强凝汽器铜管的维护管理，发现有铜管泄漏时要及时堵漏，严格控制加凝结水的加药量，确保各汽水监测指标合格，停机期间积极开展铜管探伤监测，发现问题，及时处理，确保机组正常运行。
参考文献
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