来源：电联智造
推荐单位：华润电力（菏泽）有限公司
本文作者：杨文毅、王艳搏
前沿
凝汽器是发电厂热力系统中重要设备，是确保机组热力循环顺利进行不可或缺的设备，凝汽器的泄露会引起水质恶化，严重时会造成水汽系统腐蚀甚至发生爆管，影响机组安全稳定运行。在日常化学监督过程中，凝汽器泄露监督工作也是至关重要的一项，一旦发生泄露，正确高效的处置能将损失降至最低。
零、概述
3月18日，#2机组热力系统水汽指标突然全线升高，水汽质量迅速恶化，初步判断是凝汽器泄漏循环水导致水汽质量恶化。19日，公司迅速组织化学、金属、汽轮机等专业技术人员，通过资料分析、现场检查、内窥镜检查、抽管检查、材料试验分析等手段，查明凝汽器泄漏原因，并进行应急处理。
一、事件经过
3月18日21时18分，#2机凝结水泵出口比电导率5.88μs/cm，精处理系统出口母管比电导率0.08μs/cm，pH为6.06，在正常运行范围内，其他各项水汽指标均正常。21时19分，凝结水泵出口比电导率开始快速升高并达到在线化学仪表满量程9.99μs/cm，电导率变化曲线见图1-1所示。化验人员立即取样进行人工化验，仪表维护人员配合检查在线化学仪表状态，经现场人工化验确认，线化学仪表示值无误。
图1-1 凝结水泵出口比电导率变化曲线
21时19分，凝结水精处理系统出口母管比电导率0.10μs/cm，水质合格。此后比电导率开始快速升高；21时48分，凝结水精处理系统出口母管比电导率达到在线化学仪表示值满量程1.0μs/cm，精处理系统出口母管比电导率变化曲线见图1-2所示。
图1-2 凝结水精处理系统出口母管比电导率变化曲线
#2锅炉省煤器入口氢电导率自21时30分开始升高；21时43分，省煤器入口氢电导率达到0.30μs/cm；22时09分，省煤器入口氢电导率示值达到在线化学仪表示值满量程1.0μs/cm。23时11分，#2锅炉省煤器入口pH降至7.0，省煤器入口pH最低至5.52，水汽品质全面恶化，机组被迫于19日00时26分停机。
当水汽质量出现恶化后，汽机专业采取向循环水中投加锯末及降负荷等方式尝试扭转水汽恶化局面，当发现处置措施无效后，严格按照三级处理要求果断停机，避免造成严重后果。
二、现场检查情况
2.1 凝汽器查漏
3月19日，保持#2机组循环水泵运转，进入凝汽器汽侧内部检查，并开展查漏工作。经过汽侧内部检查，在2B凝汽器汽侧发现锯末存在，2B凝汽器外环管束回水侧发现泄漏点，初步判断漏点位置距外环回水室端管板约0.5米、距管束底部约0.5米。
停运循环水泵并排空凝汽器水侧存水，封闭汽侧人孔门并灌水查漏，进一步明确泄漏管子位置及数量。3月20日，经#2机组凝汽器汽侧灌水查漏，确认一根不锈钢管满管漏水，见图2-1所示。继续灌水至高液位，未再发现其他明显泄漏点。
图2-1 泄漏不锈钢管现场照片
进入2B侧凝汽器水室进行现场宏观检查，经现场检查，2B凝汽器回水室和出水室不锈钢端管板及不锈钢管口整体未见明显粘泥附着，未见明显结垢和腐蚀现象；发生泄漏的不锈钢管口及周边未见明显粘泥、结垢及腐蚀情况，内部照片见图2-2。
图2-2 凝汽器内部照片
2.2 现场内窥镜检查
使用工业内窥镜从2B凝汽器外环回水侧检查泄漏不锈钢管内部，发现泄漏管在距回水室端管板约0.7m处发生断裂，断裂边缘不规整，边缘疑似腐蚀特征，断口非新口。断口外部发现锥形物体和毛刷杂物，现场内窥镜检查情况见图2-3所示。
图2-3 泄漏管断口特征照片
将泄漏不锈钢管、锥形物体及毛刷等杂物取出，见图2-4所示。经确认，锥形物体与毛刷本是一体，是凝汽器不锈钢管安装时所用导向锥，锥形头部为金属铝件，可能是机组基建期安装凝汽器不锈钢管时遗留导向锥。
图2-4 泄漏管及杂物照片
在凝汽器回水侧沿泄漏管继续向前推进内窥镜进行检查，内窥镜推进探深约6米，未见剩余管道及残留物，检查照片见图2-5所示。 在泄漏不锈钢管出水侧检查管内部情况，内窥镜推进约0.7m，发现管路不通，末端被金属焊接封堵，见图2-6所示。
图2-5 泄漏管深处检查
照片
图2-6 泄漏管出水侧内部检查照片
三、管样检测
将发生泄漏的不锈钢管抽出，泄漏端断口外壁有疑似受热变色痕迹，泄漏端断口截面边缘呈不规整锯齿状。泄漏不锈钢管泄漏端断口内壁有铁锈附着，泄漏管断口细节照片见图3-1所示。管内壁有薄层水垢，未见明显腐蚀坑及其他腐蚀特征。
图3-1 泄漏管泄漏端外观及管口照片
对抽管试样磨抛后进行金相检测，见图3-2。
图3-2 管样金相检测
从检测结果可得出以下结论：
（1）泄漏管、正常运行管样合金元素符合标准要求。
（2）泄漏管断口附近组织粗大、存在变形产生的滑移线组织；泄漏管远离断口区域、正常运行管样金相组织正常。检测结果表明该部位曾经历过非正常工艺的热加工，如火焰切割、电焊熔断等；奥氏体组织中存在大量滑移线，表明该部位曾经历过冷变形，在应力作用下，组织内产生了大量滑移线。奥氏体组织中存在滑移线组织，对材料的耐腐蚀性不利。
（3）泄漏管断口附近硬度超过标准上限值，与组织中存在大量滑移线有关。所检测其他正常组织区域的硬度值符合标准要求。
四、泄漏原因分析
根据上述结果分析，泄漏凝汽器管曾进行过非正常封堵，而封堵端因封堵物与不锈钢管间难以做到完全贴合，封堵物与不锈钢管间存在细微缝隙，机组运行中短盲管内充满循环水，循环水渗入封堵物与不锈钢管间的缝隙，形成一定腐蚀环境。同时，在机组运行中封堵物承受循环水正压及凝汽器汽侧负压两个同向力作用。机组长期运行过程中，在腐蚀、水汽扰动或不锈钢管震动等多重因素作用下，封堵物逐渐松动并突发脱落，导致本次凝汽器突发泄漏。
五、循环水水质分析
查阅机组2018年1月至2021年1月循环水水质监督报表，近三年#2机组循环水中氯离子浓度保持在1600mg/L以下。根据DL/T712-2010《发电厂凝汽器及辅机冷却管选材导则》，循环水水源为再生水，凝汽器管材为317L不锈钢管时，循环水中氯离子浓度应小于2000mg/L。#2机组循环水中氯离子浓度低于DL/T712要求值，循环水运行水质不具有317L不锈钢管腐蚀能力。
六、应急处理及计划
当水汽质量出现恶化后，化学监督立即进行水质分析确认，随即汽机专业采取向循环水中投加锯末、机组降负荷等方式尝试扭转水汽恶化局面，当发现处置措施无效后，严格GB/T 12145-2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》中三级处理果断停机，历时约3小时8分钟，迅速采取应对措施，避免事故扩大。因水汽质量恶化后机组运行时间较短，同时将水汽恶化对锅炉及汽轮机系统的影响降至最低。
由于停机处理时间紧迫，仅进行泄露管样堵漏处理。未能对机组凝汽器不锈钢管进行全面检查，计划下次停机具备条件时，抽出泄漏管出水侧不锈钢管进行检查分析并对凝汽器不锈钢管进行全面检查。
本次循环水漏入凝结水，可能在热力系统中残留杂质，在后续机组启动过程中，化学监督采用延长启动冲洗时间，加强冲洗阶段水质监督，待冲洗水质合格后再进行后续操作，保证系统干净，降低发生腐蚀风险。
计划下次机组检修期间，重点关注四管腐蚀情况。增加锅炉省煤器、水冷壁割管位置和数量，检测垢量和腐蚀情况；增加过热器和再热器割管数量，检测氧化皮厚度；下次汽轮机揭缸时，检查汽轮机叶片积盐及腐蚀情况。
针对本次发生凝汽器泄露事件，相关专业应该吸取教训，在后续检修工作期间，加强工程质量监督及验收，高度重视凝汽器查漏工作，提高设备可靠性。