本文摘要：摘要：钠离子含量是凝结水水质的一个重要指标，如果严重超限会造成锅炉受热面结垢爆管、汽轮机结垢效率降低等事故。海水冷却机组运行中凝结水钠离子超限，最常见的故障是凝汽器冷却管道泄漏，但也有特殊案例。结合某公司3台机组运行中发生凝结水钠离子超限事
摘要：钠离子含量是凝结水水质的一个重要指标，如果严重超限会造成锅炉受热面结垢爆管、汽轮机结垢效率降低等事故。海水冷却机组运行中凝结水钠离子超限，最常见的故障是凝汽器冷却管道泄漏，但也有特殊案例。结合某公司3台机组运行中发生凝结水钠离子超限事件，分析了不同的故障特征及原因，查找了设备隐患，总结了异常处理过程中的不足，制定了应急处理及整改方案。
关键词：钠离子;凝汽器钛管;多级水封;泄漏;真空泵;逆止门
汽轮机低压缸的排汽经凝汽器冷却凝结成水，凝结水经回热系统加热后输送至锅炉，从而保证了热力循环的正常运行。凝汽器为表面式换热器，冷却水和凝结水必须完全隔离。因冷却水压力远高于汽侧压力，一旦冷却管道发生泄漏，冷却水将混入凝结水中，造成凝结水钠离子含量、硬度、导电度等指标超限。
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如果应急处理不当，将造成加热器、锅炉、汽轮机等热力设备腐蚀结垢，威胁机组安全、经济运行。地处沿海的火力发电厂，汽轮机组凝汽器采用海水作为冷却介质，部分机组真空泵、射水抽气器采用海水作为工作介质，存在海水混入凝结水系统的可能。由于海水钠离子等含量较高，一旦冷却管道发生较大泄漏等，造成凝结水质迅速恶化。因此运行中当凝结水钠离子含量超限时，应及时分析原因，并采取正确的应急处理措施。
1凝汽器循环水及抽真空系统
某公司共有6台北京重型电机厂生产的采用海水冷却的汽轮机组，其中1、2号机为N100-90/535型凝汽式，3～6号机为N200-12.75/535/535型凝汽式，凝汽器冷却管道为钛管，均未配置凝结水精处理装置。1～6号机配置LB-35-31型机械离心式真空泵，采用海水作为工作介质，正常运行中凝结水钠离子含量应≤5μg/L。
1、2号机各配置2台凝汽器，2台真空泵;3～6号机各配置3台凝汽器，3台真空泵。以200MW机组为例，凝汽器及真空泵系统。
2凝结水钠离子超限常见原因及处理方法
1～6号机组服役年限较长，运行过程中经常发生凝结水钠离子含量超限现象。查阅各种文献发现，海水冷却机组运行中钠离子含量超限最常见的原因就是凝汽器钛管泄漏。2016年之前，1～6机组共有100多次凝结水钠离子超限历史记录，均是由于凝汽器钛管泄漏所致。
2.1凝汽器钛管泄漏原因
2.1.1蒸汽热冲击摩擦损伤
凝汽器最上面一、二层钛管承受着大量的蒸汽冲击,设计上称为抗冲击区，长期冲刷易造成管束开口泄漏。另外蒸汽流速较高，当达到一定值时，引起钛管产生较大振动，使相邻管子互相碰撞磨擦，造成钛管穿孔或断裂。
2.1.2海生物堵塞腐蚀及划伤
公司1～6号机组循环水系统设有拦污珊及清污机，未配置二次滤网，过滤效果较差，不能避免海生物进入凝汽器。海生物进入冷却水管系统将附着在管口和内壁繁殖，导致管径缩小甚至完全堵塞，除减少冷却面积和影响真空外，还将导致凝汽器管板和钛管腐蚀，并给钛管查漏带来很大困难[1～2]。另外当贝壳卡在管口内时，水流不断冲击，锋利的贝壳产生振动和位移会磨穿钛管，由于钛管本身具有很强的缺口敏感性，缺口不断扩展，会进一步产生微裂纹，造成钛管泄漏[3]。
2.1.3管堵腐蚀脱落钛管泄漏后，需用管堵进行封堵。如管堵采用聚四氟、黄铜、膨胀不锈钢等材料，因耐腐蚀性和膨胀性能不好，随着使用时间延长和环境温度的变化容易腐蚀、脱落，导致重复性泄漏。
2.1.4机械撞击损伤在汽轮机大小修揭低压缸时，因施工工艺不良，工具和设备零件等物品落入凝汽器，撞击钛管发生损伤泄漏。
2.1.5凝汽器热负荷高导致变形机组启停及正常运行中，能量较高的各种疏水等带入的热量以及凝汽器低真空时排汽温度的升高，致使凝汽器钛管、管板及中间隔板产生热变形，导致钛管破裂。
2.2常规处理方法
目前国内机组运行规程对于凝结水钠离子含量超限处理方案没有明确规定，当超限时要求进行凝汽器钛管在线隔离检漏，采用的处理方法如下。
2.2.1凝汽器轻微泄漏判断及处理当凝结水钠离子超限时，应首先判断是否是凝汽器钛管泄漏所致。当凝结水钠离子含量在50μg/L及以下，一般是钛管砂眼或小裂纹造成的轻微泄漏所致，此时通过运行中解列凝汽器检漏比较困难，采用向循环水前池加木粉的方法判断。在凝汽器汽侧负压吸附作用下，木粉能将泄漏处堵住。如凝结水钠离子含量恢复正常，可暂时维持运行，停运胶球清洗装置，待停机时进行凝汽器汽侧注水检漏或涡流探伤检查。
2.2.2凝汽器严重泄漏判断及处理当凝结水钠离子含量达50μg/L上时，需要在线逐个解列隔离凝汽器进行检漏。如隔离一侧凝汽器后凝结水钠离子含量降低，表明该侧凝汽器钛管泄漏，采用蜡烛法、肥皂泡法、塑料薄膜法检漏，查出泄漏钛管后加装堵头。
3机组凝结水钠离子超限典型事件分析2016～2019年，公司6号、1号、3号机运行中发生了3次比较典型的凝结水钠离子超限件，均造成机组被迫停运。
3.16号机凝结水钠离子超限3.1.1异常处理过程2016年11月3日16:50，6号机凝结水钠离子含量达3000μg/L。17:10在解列3号凝汽器过程中由于真空下降较快，又恢复运行。20:00解列3号凝汽器，检修人员检查出3号凝汽器西侧管板左上部两根钛管堵头脱落，进行封堵处理。21:35处理完毕，投入3号凝汽器运行。11月4日锅炉前屏过热器爆漏，11:41，6号机解列临修。11月13日2:07，6号机并列恢复正常运行。2017年3月，6号机揭缸大修，发现高中压缸隔板、动叶等积盐严重。
3.1.2原因分析(1)钛管堵头材料选择不合理6号机脱落的两个堵头分别为铜堵、塑料堵，耐腐蚀性和膨胀性能不好，随着使用时间延长和环境温度的变化容易发生腐蚀、老化、松动。堵头位置处于管板上部靠近扩容器排汽口，运行中受低压缸排汽、扩容器排汽汽流冲击振动等导致堵头脱落。(2)运行规程规定模糊，应急处理过程不果断运行规程对于凝结水钠离子超限的处理就是隔离检漏，由于凝汽器隔离过程过长，大量海水进入凝结水系统中，炉水、蒸汽含钠量严重超限，造成前屏过热器结垢过热爆漏、汽轮机通流部分积盐。
3.21号机凝结水钠离子超限3.2.1异常处理过程2018年1月30日～2月2日，1号机在低负荷段多次发生凝结水钠离子含量超限现象(30～200μg/L)，向循环水前池加木粉后，凝结水水质逐渐合格。2月3日1:45，1号机1、2号真空泵运行，因凝汽器真空超极限真空，停止2号真空泵。
1:50，1号机凝结水钠离子含量达500μg/L，怀疑海水由空气管倒入凝汽器，将2号真空泵空气门关闭，凝结水含钠逐渐下降至合格。13:55，1号机组解列，检查发现2号真空泵逆止门阀芯脱落，将其修复。2月9日10:55，1号机组经系统清洗后启动，恢复正常运行。3.2.2原因分析(1)海水进入凝汽器的原因2号机配置的机械离心式真空泵，是电动机驱动的喷射透平机，其工作原理：启动真空泵电机后，开启压力水电动门将压力水送入叶轮，经叶轮驱动升速后进入渐缩喷嘴形成真空将凝汽器空气吸入混合，再经过渐放喷嘴扩压后进入真空泵水池。
当真空泵入口真空达到-70kPa时，开启真空泵自吸水门，关闭压力水电动门。因此，很容易得出以下结论：同样的工况下，旁路阀可能会产生振动，而双减阀芯就运行平稳、无振动。通过以上分析得知，一个标准的汽机旁路阀，作为旁路阀使用是正常的，没有任何问题。但把旁路阀直接当做长期运行的减温减压阀来用，可能存在较大的问题，需要经旁路制造厂家的阀芯改型或确认后方可使用。灵活性改造时，原来的旁路阀一般情况下可以通过阀芯改型来作为长期运行的双减来使用。但旁路阀芯改型后原来的通流能力会降低的，即不可能达到原来旁路的设计流量，改型后的通流能力必须经设计人员计算后确认，如果阀芯改型后流量无法满足要求，不得已的办法就是更换新的阀门。
作者：宗绪东1吴鲁东2
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