摘要：凝汽器是电厂生产一个重要辅助设备，运行状况好坏直接影响生产安全性和经济性。近几年，使用不锈钢管作为凝汽器换热管已逐渐普及。不锈钢管具有良好的机械性能和耐蚀性能，不同材质性能差别大，价格也相差大。只有选材合理，运行维护得当，才能充分发挥其技术、经济上的优势。
关键词：凝汽器；不锈钢管；泄漏；换管
引言
江苏国信盐城生物质发电有限公司两台机分别于2008年12月和2009年3月投产。运行至2011年6月，两台凝汽器不锈钢管出现不同程度泄漏，汽水品质恶化，汽轮机通流部分出现积盐。本文通过汽轮机通流部分积盐异常，分析出凝汽器不锈钢泄漏及腐蚀原因，重新选管进行更换，解决了凝汽器腐蚀泄漏及真空低的问题。
1、凝汽器运行情况
我公司#1、#2机凝汽器由汽轮机厂家随主机提供，采用双流程、对分制、表面式结构。换热管采用304不锈钢有缝管，型号为Φ20×0.7mm，合计3540根，通过胀管法安装在管板上。凝汽器采用开式循环方式，冷却水取之开挖疏浚河道中子午河，排水去向阳河。
2011年3月#2机复速级压力高影响运行，停机揭缸检查。发现#2机通流部分结盐严重，喷嘴、复速级、一至四级压力级叶片及隔板结盐厚度达到1.5mm，四至八级叶片及隔板结盐厚度达到0.8mm，后三级叶片未积盐。取样化验：样品为水溶性物质，其中Na+ 492mg/L（经定性快速滤纸过滤）、铁 0.03%、SiO2 40mg/ L、PH值12。
查找#2汽轮机通流部分积盐原因。公司化学监督参照GB/T12145-2008《火电发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》要求，凝结水质量监测指标为硬度和电导率。由于靠近黄海，在地表水含盐量较高，凝汽器微小泄漏时，目前采用的EDTA法无法分析出凝结水硬度，不能发现凝结水质异常。可以增加Na+指标监测，判断凝结水质量。取两台机凝结水样分析，#1机水样Na+指标60µg/L，超过标准值4倍。#2机水样Na+指标90µg/L，超过标准值6倍。通过Na+指标可以确认凝汽器不锈钢管存在泄漏。
停机对凝汽器压水查漏，#1机查出101根不锈钢管泄漏，#2机查出176根不锈钢管泄漏，封堵后凝结水指标恢复正常。后又多次利用检修机会对凝汽器进行压水查漏，封堵泄漏不锈钢管。
凝汽器不锈钢出现泄漏，不但影响水质，大量封堵换热管也会降低凝汽器真空，将严重影响机组运行经济性和安全性，要尽快解决。
2、 凝汽器不锈钢管泄漏原因分析
查电力行业标准DL/T712-2010《火力发电厂凝汽器及辅机冷却器管选材导则》。凝汽器换热管的选用原则是：在一定的冷却水水质条件下，凝汽器的选材应根据管材的耐蚀性和设计使用年限等进行技术经济比较确定。所选用的凝汽器管，在采用正确维护措施的条件下，不出现管材的严重腐蚀和泄漏，使用寿命应在20年以上。
我公司凝汽器管运行两多年时间，出现泄漏是不符合设计要求的。查阅相关资料，分析不锈钢管出现泄漏原因如下：
（1）不锈钢管材质低于304，水质差腐蚀泄漏。
（2）不锈钢管壁厚低于0.7mm，管壁太薄发生泄漏。
（3）循环水中含砂量多或金刚砂胶球使用过多，管壁磨损发生泄漏。
（4）汽器人工清洗时水压过高，管道损伤。
（5）化学清洗时药液配置不合理，发生腐蚀泄漏。
（6）不锈钢管焊缝焊接质量或安装质量不合格，焊缝或管子胀口处出现泄漏。
（7）设计时循环水质数据不具有代表性，管材选择不合理，随着运行时间增加水质恶化出现腐蚀泄漏。
针对上述几点原因，我们进行了排查：
对凝汽器不锈钢管取样，送国家不锈钢制品质量监督检验中心进行材质化验。结果材质、规格型号符合GB/T20878和ASTM A268/A268M标准要求，管壁也没有磨损。排除上述第一、二、三条原因。
公司投产以来没有对凝汽器进行过化学清洗。人工清洗水压为0.7MPa，不会对不锈钢管产生损伤。排除上述第四、五条原因。
抽取部分泄漏不锈钢管进行检查，发现每根管只有几处轻微漏点，漏点不胀口处，也不在焊缝处，较分散。排除上述第六条原因。
取有漏点的不锈钢管，沿焊缝切割后展开，使用放大镜观察，泄漏点是由水侧向汽侧发展的点状蚀坑。初步断定不锈钢管泄漏是水侧引起，应该从水侧查找原因。
查电力行业标准DL/T712-2010《火力发电厂凝汽器及辅机冷却器管选材导则》。标准规定使用304材质不锈管时冷却水中Cl-含量必须低于200 mg/L。常用不锈钢管适用水质的参考标准如下：
查阅2009年1月至2011年6月各月循环水中Cl-数据,发现Cl-变化幅度较大，最低为260mg/L，最高时达到480mg/L，且有逐年上升趋势。根据DL/T712-2010标准，可以断定凝汽器不锈钢管泄漏是循环水中Cl-超标，发生腐蚀导致。
3、凝汽器不锈管更换
凝汽器不锈钢管泄漏影响机组运行安全性和经济性，需重新选则材质符合要求的不锈钢管进行更换。选用的难点如下：
（1）不锈钢管材质选用316L或317L，哪种性价比高，运行更安全。
（2）能否减少不锈钢管壁厚，提高换热效率。
我们对武汉高远不锈钢管有限公司、上海宇洋特种金属材料有限公司、西安协力动力科技有限公司、连云港奥氏电力辅机有限公司几家单位进行了调研，也和汽轮机厂家进行了充分讨论。
经了解，317L材质不锈钢管中Mo含量比316L更高，其耐点腐蚀和应力腐蚀开裂性能比316L更好，具有更高的延展性、耐压强度及耐高温性能，但价格相对316L不锈钢管要高。考虑到我公司靠近黄海，地表循环水水质变化大，海水倒灌期间水质恶化会更严重，后期随时间增加水质还会恶化。因此初步决定使用317L材质不锈钢管。
目前，国内很多大机组凝汽器不锈管选用的是0.5-0.6mm壁厚的不锈钢管，使用中没有出现因壁厚薄发生的异常，可以借鉴。
鉴于上述结论，最终决定选用材质317L的不锈钢管。凝汽器迎冲区和空冷区的900根不锈管保持0.7mm壁厚不变，主凝结区2640根不锈钢管壁厚由0.7mm改成0.5mm。这样改造不但降低换管成本，也会提高凝汽器真空。
两台机凝汽器换管工程于2011年10月底完成。换管后，#1机凝汽器真空提高2.2kpa，排汽温度下降5℃；#2机凝汽器真空提高2.5kpa，排汽温度下降6℃。凝结水质全部合格。
改造杜绝了不锈钢管腐蚀泄漏，保证水质合格，同时提高了凝汽器真空，年提高经济效益50万元。运行8年未发生异常，确保了机组运行安全性和经济性。
4、结论及建议
（1）发电企业在选用不锈钢管作为凝汽器换热管时，要收集历年来冷却水水质数据，了解水质变化情况。厂区靠近沿海地段，还要收集海水倒灌期水质数据，并充分考虑后期水质恶化情况，再根据DL/T712-2010标准推荐选择合适材质的不锈钢管。
（2）可以选用0.5mm壁厚的不锈钢管作为凝汽器主凝结区换热管，不但降低材料成本，也可以提高凝汽器真空，提高机组运行经济性。
参考文献：
【1】电力行业标准DL/T712-2010《火力发电厂凝汽器及辅机冷却器管选材导则》
【2】《火力发电厂水汽试验方法标准汇编》 中国标准出版社
论文作者:王本东
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
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