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1、电厂凝结器铜管泄漏的运行处理瑞平公司 徐宝旺在热力发电厂中，凝汽器是汽轮发电机组的重要辅机。由于凝汽器结构复杂、材质多，接触的运行介质多，易发生腐蚀。对于无凝结水精处理的高压机组，铜管腐蚀泄漏后，含盐量高的循环水漏人凝结水中，势必造成热力系统的水汽品质劣化。从而引发省煤器、水冷壁管等结垢，发生垢下腐蚀爆管等事故。因此凝汽器的腐蚀泄漏是严重影响高参数大容量机组安全运行的重要因素。统计数字表明，国外大型锅炉的腐蚀破坏事故中，大约有30%是由于凝汽器管材的腐蚀损坏所引起，在我国这一比例更高。凝汽器腐蚀损坏除直接危害凝汽器管材之外，更重要的是由于大型锅炉的给水水质要求高，水质缓冲性小，冷却水漏入凝结水
2、后迅速恶化凝结水水质，引起机组炉前系统、锅炉以及汽轮机的腐蚀与结垢。因凝汽器的损坏泄漏，常迫使机组降负荷运行，甚至停机，因此凝汽器的腐蚀防护工作至关重要。 瑞平电厂目前的装机容量为300，为2台135MW供热机组凝汽器采用闭式循环冷却方式，机组循环冷却水流量分别为20000/，凝汽器管材采用70 1黄铜管，循环冷却水水源目前采用北汝河水，根据环保要求现在厂内的工业废水处理后作为补充水，由于工业废水中含有锅炉补给水系统运行中产生的大量酸碱废水，其含盐量非常高，平均750Mg/l,使得循环水的溶解物含量居高不下，同时工业废水中COD含量较高，造成有机物在循环水中大量滋生，循环水质非常恶化。这样就会
3、给凝汽器造成如下腐蚀： 一、 管板腐蚀 由于黄铜和钢两种金属的电极电位相差较大，在凝汽器的管板出现电偶腐蚀，尤其在胀口附近管板三角区腐蚀较明显，一般情况下管板会凹凸不平，有棘突状棕褐色腐蚀瘤，除去腐蚀瘤可见黑色腐蚀产物，一般腐蚀坑深度12。二、铜管的冲刷腐蚀 循环冷却水中的悬浮物、泥砂等固体颗粒状硬物对凝汽器入口端铜管冲击、摩擦，长时间运行后，入口端铜管内壁粗糙，虽无明显腐蚀坑，但表面粗糙，黄铜基体裸露，铜管减薄。三、铜管的氨蚀 常温下氨水溶液氨的气液相分配比大约在7101，即汽侧氨浓度是凝结水的710倍，加上空抽区局部富集以及隔板处凝结水过冷的影响，空抽区的氨含量比主凝结水高数十或数百倍，个
4、别情况下可达上千倍。当凝结水为9.3时，由4+4+-的电离平衡可推算出凝结水中氨含量为0.37/，如果控制不当，凝结水达9.5时，凝结水中氨含量为0.92/，空抽区按浓缩1000倍计算氨含量分别为370/和920/。在如此高浓度的氨环境下，就容易产生氨蚀。有研究表明，氨含量小于100/，少量的氨提高了溶液的，黄铜表面被覆盖的氧化物或氢氧化物所保护，腐蚀受到阻滞，而当氨浓度增大到能与铜离子形成可溶性铜氨络离子时(对70 1铜管，氨浓度约300/以上)，铜管的腐蚀速度剧增2。氨腐蚀常表现为铜管外壁的均匀减薄，但隔板孔处由于凝结水过冷，溶解的氨浓度大大增加，引起铜管环带状的氨蚀而产生切痕，甚至导致凝
5、汽器铜管的切断。四、沉积物下腐蚀 沉积物下腐蚀是凝汽器铜管腐蚀的主要形态。循环冷却水中泥砂的沉积、微生物粘泥的附着、水垢的生成都能在铜管内壁形成沉积物。沉积物造成铜管表面不同部位上的供氧差异和介质浓度差异会导致局部腐蚀。铜被氧化生成的2+及+离子倾向于水解生成氧化亚铜，并使溶液局部酸化，加剧了腐蚀的发展。 循环冷却水水质、杀菌处理、阻垢处理、循环水流速、清洗情况以及凝汽器的停用等都是影响沉积物形成的因素，其中铜管清洗情况(胶球清洗、高压水冲洗等)的影响较为显著。五、应力腐蚀 黄铜管本身对应力腐蚀破裂敏感，当同时存在足够大的拉应力和含氨的腐蚀介质时，会导致应力腐蚀破裂。如果部分铜管中存在较大的拉
6、应力，加之空抽区氨含量较高，经过一段时间运行，应力腐蚀不断加剧，最终导致铜管断裂。其中大多是位于空抽区的黄铜管，裂纹以横向为主，也有少量纵向裂纹，有的裂纹相当微小，在查漏中很难被发现，造成汽水品质长时间超标，有很大危害。1、 凝汽器泄漏的诊断问题瑞平电厂于2007年投产，为2台135MW汽轮发电机组。水汽流程为：蒸汽作功后在凝汽器中冷却为凝结水，与水汽损失的补水除盐水一起作为给水再进入锅炉中变成蒸汽，蒸汽带动汽轮机发电。炉内水处理为在给水中加入氨、联胺以除氧和防止CO2腐蚀，炉水采用协调pH值磷酸盐控制，这种控制方法是在锅炉中加入一定比例的Na3PO4与Na2HPO4的混合液，从而控制炉水pH
7、值：9.010；(PO43-)：2.0-10.0mgL；R值：2.3-2.8。这样，使炉水既有足够高的pH值，又不含游离NaOH，达到防腐、防垢的目的。运行以来，水汽品质正常。2008年2月19日，炉前化验人员在对凝结水进行定时分析时发现，凝结水的硬度硬度2molL，此时说明凝汽器铜管已经有泄漏现象。2、 凝汽器泄漏后的水质分析目前判断凝汽器铜管泄漏有两种方法分别是钠离子判断法和硬度判断法，瑞平电厂凝汽器循环水浓缩倍率在3倍左右。年平均硬度为10 mmolL。而凝结水硬度为0。当负荷在100 MW时，凝结水量为250th。是可以计算凝汽器对泄漏量的。2.1 用钠离子判断泄漏水汽系统中钠离子采用
8、钠离子分析仪，钠离子敏感电极的测试精度为0.23gL，即可检测到水中0.01molL的钠离子增加量。当凝汽器泄漏，使凝结水的钠离子增加0.1molL，此时凝结水中单位时间钠离子的增加量为：250103Lh0.110-6molL=0.025molh。根据物料平衡，循环水漏人到凝结水中的离子量与凝结水中离子的增加量相等。循环水中离子的质量浓度为50mgL，即物质的量浓度为2.1 mmolL，则每小时漏人的循环水量为：0.025molh(2.110-3molL)=11.9Lh。凝汽器的泄漏率：漏人的循环水量(th)凝结水量(th)100=11.910-3th250th100=0.0048也就是当泄漏
9、率仅为0004 8，就可发现凝汽器泄漏。2.2 用硬度增加判断泄漏凝结水的硬度采用容量分析，其测试范围为1-500molL，滴定终点的颜色靠肉眼判断，硬度低于1molL的就无法测试出来。当凝结水硬度增加1molL时，凝结水单位时间硬度的摩尔数增加：250X103Lhll0-6moLL=0.25molh。循环水中的硬度为10.0mmoLL，根据物料平衡：每小时漏人的循环水量为0.25molh(1010-3molL)=25Lh。凝汽器的泄漏率：漏人的循环水量(th)凝结水量(th）100=2510-3th250th100=0.01。3、 凝汽器泄漏的判断及处理国标对凝汽器泄漏以硬度作为判断和处理的
10、依据，运行中要求凝结水硬度2molL，要求72h必须恢复至标准；当硬度5 molL，24h必须恢复至标准；当硬度20molL，4h必须停机。当凝结水的硬度为2molL时，每小时漏人的循环水量为0.25molh2(1010-3molL)=50Lh。3.1 运行中的水质监测瑞平电厂根据自身实际和理论分析，在运行中，每2h增加测定一次凝结水的硬度的分析，当发现凝结水硬度增大道2gL时，增加分析给水、除氧水、蒸汽的硬度，如果其含量也随之增加，且炉水pH增加、PO43-降低、R值增加，必需采取堵漏措施。3.2 凝汽器泄漏的处理 当发现凝结水硬度超过2mmolL，在系统正常运行时，可通过胶球清洗装置向循环水中加锯末面，进行加锯末堵漏，使泄漏得到及时控制。加锯末堵漏的原理如下：锯末被循环水带人凝汽器中，流经泄漏点时，由于凝汽器负压作用，锯屑被吸到铜管穿孔处，将其塞紧，即可将漏堵住。随着运行时间的推移，锯末会腐烂或吸人凝汽器汽侧，使泄漏重新出现，这时可再次投加锯末进行堵漏，如此反复，直到停机堵管。瑞平电厂采用的锯末堵漏的方法对#1凝结器进行了堵漏，从目前的效果来看，基本能够稳定在正常要求的范围内，利用这种方法，我们可以随时计算出铜管的泄漏量，从而为判断凝汽器的运行状况提供可靠依据，更有利于凝汽器的安全和经济的运行。
