凝汽器泄漏的原因及处理
刘 瑛 熊小钢
(攀钢有限责任公司发电厂 四川 攀枝花 617012)
摘 要:阐述了低加抽气对钢管的冲刷及氨腐蚀是造成凝汽器泄漏的原因,停运后的腐蚀是运行中的潜在隐患.采
用相应的防范措施,从而有效地防止了泄漏的发生.
关键词:凝汽器 泄漏 防止
Leakage Causes and Countermeasure of Condenser Liu Ying Xong Xiaogang( The Power Plant of Panzhihua Steel Limited Company,Sichuan Panzhihua,617012)Keywords: Condenser, Leakage, Prevention.
在热力发电厂中,由于防腐防垢的需要,对热力设备的各种水质要求高,随着炉外水处理技术的日益成熟,补给水水质优良.给水的另一组成凝结水由蒸汽冷凝而成,数量大,水质纯.但当凝汽器泄漏,循环水漏入,水质将受到污染,使给水水质不良,进而导致水汽品质不合格,造成热力设备的腐蚀,结垢,积盐.
由于凝汽器泄漏的危害,凝汽器铜管的保护愈来愈引起重视.实施全过程管理,保证铜管的安装质量,改进铜管的材质,改善运行工况,对循环水进行缓蚀阻垢处理等措施,有效地减缓了铜管的腐蚀.由凝汽器大面积泄漏引起的破坏性事故已很少见报道.但凝汽器铜管数量多达上万根,壁厚仅1mm左右,造成泄漏的影响因素多,增加了凝汽器保护的难度,铜管的泄漏仍有发生.
攀钢电厂为三台100MW汽轮发电机组,近年来,11#机凝汽器连续发生泄漏,通过对凝汽器铜管检查,分析泄漏原因,制定相应的防范措施,防止了泄漏的发生.
1 凝汽器的泄漏
1.1 凝汽器运行情况
11#机1992年6月投产,至2000年3月前,从未发生过凝汽器泄漏.但3月后,泄漏接二连三发生,漏点除一次发生空冷区外,其余都集中甲侧上部低加抽汽口处,每次泄漏,轻则采用往循环水中加锯末,漏量大时降负荷单侧查漏,还不能堵漏就只有停机处理.严重影响机组的安全经济运行.
1.2 凝汽器泄漏的检查
对11#机凝汽器泄漏进行统计见表1.
表1 11#机凝汽器泄漏统计
泄漏时间泄漏部位堵漏方式
2000.3.18甲侧上部二根泄漏停机堵漏
2000.5.16甲侧上部二根泄漏降负荷单侧堵漏
2000.9.8甲侧上部六根泄漏停机堵漏
2000.12.30甲侧上部一根泄漏停机堵漏
2001.3.24甲侧上部二根泄漏降负荷堵漏
2001.6.25甲侧下部七根泄漏停机堵漏
2001.7.4甲侧上部堵七根停机堵漏
每次发生泄漏,总是从循环水水质及水处理剂
等方面找原因,采取了增加水处理剂的加入量,降低
浓缩倍率等措施,但泄漏总是发生,且发生的区域相
近,其他位置包括乙侧就不腐蚀吗 针对这些问题,
于2001年7月11#机停运后,对凝汽器进行彻底的
检查分析.并对循环水处理剂进行实验,检验其缓蚀
阻垢处理的效果.
造成泄漏,但如不查明原因,采取措施,将发生大面
积腐蚀,是运行中的潜在隐患.
2.1 泄漏原因
2.1.1机械冲刷泄漏
攀钢电厂100MW机组采用"四低,二高,一除氧"回热系统,4台低压加热器抽空气采用4#→3#→2#→1#逐级抽空系统,再回至凝汽器乙侧,但由于抽空气阻力过大,抽空效果不佳.1999年对其进行改造,采用分段抽空系统,即1#低加抽空至乙侧凝汽器,4#→3#→2#回甲侧凝汽器,由于至甲侧凝汽器的4#低加,3#低加抽汽压力,温度较高,必然导致空气携带的部分水蒸汽,同时,凝汽器补水未补至甲侧,不能将水蒸汽进行冷却,造成水蒸汽中的水滴对铜管产生磨损,导致铜管破裂.在改造后的一年里,该处铜管就发生六次泄漏,泄漏点恰是抽空气口正对的铜管.
2.1.2 氨腐蚀
为防止给水系统碳钢的腐蚀,一般通过向给水加氨提高pH来实现.控制给水pH值为8.8～9.3,氨含量小于1mg/L,氨随蒸汽进入汽系统,在凝结水中凝结,凝结水pH在8.8,氨含量在0.2mg/L.资料表明,水中含氨量在100mg/L以下,HSn77-1A铜管不会发生氨腐蚀.而在运行中又确实发生,其原因为:
汽机的排汽在凝汽器中凝结,进入空冷区的是氮,氧等不凝结气体和没全溶入水中的二氧化碳和氨以及少量蒸汽.由于大机组要求尽量降低水汽损失及降低热耗,用水力喷射器所抽出的空气——蒸汽不能回收,应尽量使进入空气抽出区的蒸汽含量减少.这样空冷区的蒸汽量很少,而氨气量较多,造成空冷区氨的浓度比主凝汽区高.气体在水中溶解服从亨利定律,由于空冷区凝结的水量很少,使水中氨含量高,蒸汽凝结水滴沿管板或隔板流动,靠近这些部位的铜管受水中溶入的氨侵蚀,就形成了象虫蛀的痕迹.乙侧没发生泄漏,是因为将除盐水补至乙侧,虽然在空冷区同样存在氨的富集,除盐水的流入使氨浓度减小,达不到铜腐蚀的条件.
2.2 潜在隐患——沉积物下腐蚀
攀钢电厂凝汽器铜管为HSn70-1A黄铜管,在运行中对循环水进行复合缓蚀处理,定期对铜管进行
1.2.1 缓蚀阻垢实验
a 缓蚀实验
腐蚀试验方法参照《中华人民共和国化工行业标准》(HG/T2159-91)中的旋转挂片失重法,在30℃下进行,挂片线速度为0.3~0.35m/s,摸拟现场运行工况配制水样,测定其腐蚀率为0.0031mm/a.同时,通过在运行机组上挂片,测定其腐蚀率为0.0040mm/a,与实验室测定较吻合.
b 阻垢实验
在实验室中,试验方法参照《中华人民共和国化工行业标准》(HG/T2024-91)鼓泡法,摸拟现场运行工况配制水样,试验在50℃+1℃,以80L/h流量向试验水中连续鼓入空气,维持6h,测定其阻垢率为:98.6%.
1.2.2水侧检查
凝汽器汽管板铁生锈,鼓包,出口段有垢和沉积物,沉积物下有铜绿产生,对铜绿分析为碱式碳酸铜.割管将沉积物用盐酸清洗后,沉积物下有腐蚀坑,最深的坑仅为0.1mm,说明发生了沉积物下腐蚀.对铜管检查分析,泄漏不是铜腐蚀造成的, 如对其不采取措施,则后果严重.
1.2.3汽侧检查
a 低加抽气口的检查
凝汽器汽侧铜管表面有蒸汽冲刷的痕迹,但较轻微.低加抽汽口正对甲侧上部泄漏的铜管,检查该处铜管,其外壁逐渐减薄.泄漏管段为该处减薄穿孔造成的.乙侧的低加抽气口无损伤.
1.2.4对空冷区的检查
空冷区的铜管,人无法进入,只能割管进行检查,抽取甲侧两根铜管进行检查,管外壁为一薄层黑色粉末,沿铜管的长度方向在隔板处有腐蚀坑,呈虫蛀状,在腐蚀严重处,铜管被腐蚀穿透,从而造成铜管的泄漏.对黑色粉末进行垢样分析:CuO占64.04%,Fe2O3占4.89%,说明为粉末以氧化铜为主.
乙侧的铜管正常.
2 原因的分析
从检查看,低加抽气对铜管的冲刷及空冷区的氨腐蚀是造成泄漏的主要原因.沉积物下腐蚀虽然没FeSO4镀膜,循环水采用冲击加氯杀菌,控制循环水浓缩倍率<2.5,pH值在8.8左右,Cl-最高为120mg/L,悬浮物最高达110mg/L,高锰酸钾耗氧量为2mg/L,流速为1.4m/s左右.投产以来就加强循环水的管理,并制定切实可行的规范,水质,材质,流速等符合运行要求.从腐蚀结垢实验和运行挂片分析,本厂所使用的循环水水处理剂,其缓蚀阻垢效果较好,能满足生产的需要.但检查凝汽器铜管又发现有腐蚀结垢的情况.其原因为: