大型火电厂凝汽器泄漏检测分析

[摘要]根据国内外火电厂凝汽器泄漏进入冷却水后，未及时发现导致锅炉结垢爆管的原因，分析凝汽器泄漏的检测方法，对泄漏发生后电厂运行人员及时从不同角度发现和判断问题提供了有力的参考依据，通过对重要监视数据的分析能够提早发现问题，避免因泄漏导致事故扩大，有效地保护了设备，降低了电厂的经济损失。

[关键词]凝汽器 ； 泄漏 ； 真空； 电导率

中图分类号：TK264.1+1 文献标识码：A 文章编号：

概述

凝汽器是汽机重要的组成部分，凝汽器真空度的好坏对机组经济安全运行有很大的影响。尤其是冷却水为海水的情况下，其泄漏进入冷却水如不及时发现，将造成锅炉结垢，汽机叶片结盐，甚至锅炉爆管等严重后果。所以，对凝汽器泄漏检测的及时性和准确性提出了更高的要求。本文针对国内外大型火力发电厂汽机凝汽器泄漏的现象，从4个方面分析预测凝汽器泄漏出现的异常指标，来及时发现泄漏，果断停机处理，将事故防范于未然，减少电厂经济损失。

检测手段之一：凝汽器真空度

凝汽器真空度是指汽轮机低压缸排汽端真空占大气压的百分数。根据DL/T 5428-2009《火力发电厂热工保护系统设计规定》描述：“凝汽器真空度低值作为停机保护信号”。300MW机组凝汽器真空低于-79KPa作为停汽机的连锁保护信号。从运行经验角度分析，机组在80%以上负荷运行时，一般认为真空度高于-90KPa是比较正常的。如果低于-85KPa就要查找原因。因为导致凝汽器真空下降的原因很多，所以此信号的监视仅作为凝汽器泄漏的辅助监测手段之一。我们这里只分析由于凝汽器管道或者抽汽管道泄漏的情况。泄漏的情况也有很多种，这里不做详细论述。机组运行在80%以上负荷，在真空泵开启的情况下，真空度低于85%，而高于停机保护值-79KPa时，机组虽然不发出停机型号，但是一定要分析原因，进行彻底排查，凝汽器泄漏进入冷却水的情况就会出现真空值低于正常值。因此，设置凝汽器真空测量远传仪表，并在控制系统操作员站实时监测数值变化和查看趋势曲线是十分必要的。

检测手段之二：凝汽器检漏

凝汽器检漏装置是大型火力发电厂必须配置的设备，根据DL/T 5000-2000《火力发电厂设计技术规程》规定：“单机容量为300MW及以上的机组，凝汽器应设检漏装置”。凝汽器检漏取样装置就是用来实现检测凝汽器中凝结水质的装置，目前很多装置还具有判断凝汽器冷却水管的泄漏区域的功能，这对于凝结水的品质有很高要求的大容量机组来说，已经成为必不可少的设备。

检漏装置结构特点

本文以300MW机组通用型检漏设备为例，介绍装置组成及主要技术参数。检漏装置主要由取样架和检漏柜两部分组成。

装置取样泵采用进口的力驱动泵，设计结构合理，紧凑，所有管件采用不锈钢材料并用氩弧焊接，无焊渣残留，确保良好的气密性。

为保护取样泵正常工作，此装置特配置储水器和注水罐，以保证泵头始终存在介质流体。取样泵架上主要由取样泵、切换电磁阀、单向阀和吸入管路等器件组成。取样架的功能是将凝汽水器中凝结水众若干部位抽吸出来，送到检漏柜上进行水质分析。

检漏柜主要由导电度表、离子交换柱、记录仪、泵运行/停止按钮及指示灯等组成。检漏柜的作用是将取样泵上送过来的样品（凝结水），经离子交换柱后进入导电度表电极进行测量并有导电度表二次表进行分析和显示，由导电率超限值的开关量报警信号输出，并将此信号送到控制系统，运行人员可通过控制系统的画面看到此电导率的实时动态值及报警信号。根据GB/T12145-2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》规定：氢电导率的上限报警值为30μs/cm。

当凝汽器发生冷却水泄漏时，可以通过手动依次对每个取样点进行取样检测，用来判断泄漏部位，为堵漏工作提供有力依据。投入自动控制时，如检测到某取样点的电导率超过30μs/cm报警时，会自动锁定在该点进行定点取样分析，最终确定哪些取样点附近有泄漏。为及时堵漏争取了大量时间，保证机组在最短时间内完成检查和修补工作，此装置是凝汽器泄漏检测手段的最主要手段。

检测手段之三：监测精处理系统相关参数

超临界机组温度压力非常高，对水的品质也提出了更高的要求，而凝结水作为锅炉上水的主要水源，其品质的好坏直接影响到机组设备的安全经济运行。凝结水精处理系统就是对凝结水在回到锅炉以前对水质做一次净化和监视的过程。

主要设备组成及功能

凝结水精处理系统主要由高速混床、树脂捕捉器、树脂分离器、阴再生罐、阳再生罐、酸罐、碱罐、再循环泵等组成。

高速混床

高速混床是精处理系统的核心设备，其主要作用是通过化学置换反应，利用阴阳树脂离子与凝结水中的各种阴阳离子进行离子交换，并可过滤水中含量较少的胶体和悬浮物。

树脂捕捉器

高速混床长时间运行会使个别树脂磨损破碎或者混床出现泄漏树脂进入锅炉。一旦树脂进入锅炉，在高温高压作用下，树脂就会发生化学反应，生成有毒物质，污染给水水质，严重的会造成设备损坏，影响机组安全运行。树脂捕捉器的作用是能够有效拦截泄漏的树脂，防止其进入热力系统。

树脂分离器

高速混床使用一段时间后，其内部的阴阳树脂通过化学置换反应便会失效，所以需要进行再生使其恢复效果，树脂分离器的作用就是将混床内的失效阴阳树脂进行分离，将阴树脂分流进入阴再生罐，将阳树脂分流进入阳再生罐。

阴阳再生罐

再生是让失效的阴阳树脂通过空气吹洗、反洗和置换等工序后，恢复阴阳树脂的置换能力。

酸碱罐

酸碱的作用是用于阴阳树脂再生，启到置换作用。

再循环泵

在混床投运初期，由于其出水的水质不符合要求，需要反复在高速混床中将水打循环，直至混床出水合格为止，才允许水进入下一个装置。再循环泵的作用就是将水打循环。

水质分析

凝结水精处理入口设有电导率分析仪表，其就地设有显示仪表，并输出4-20mA信号到全厂辅网控制系统操作员站进行监视，此电导率如果达到了报警值，一般可反映出凝汽器有泄漏的可能性，凝汽器小量的渗漏进入冷却水可通过混床离子交换进行置换掉。在混床出口也设有电导率，钠表等。如果电导率值高报警，钠表值高报警，就说明有海水进入。在这种情况下，可认定凝汽器有泄漏点，需要进行采取必要的措施，甚至停机进行检查。此系统的分析仪表作用不仅是防止不合格水进入锅炉，而且可以间接分析出水质不合格的原因。

检测手段之四：锅炉相关参数异常

锅炉区域的相关参数异常也能够间接反映凝汽器泄漏。主要有如下几个方面。

第一、 凝汽器泄漏将导致锅炉内“四管“结垢，壁温升高。如未及时发现泄漏，炉管内结垢将逐渐增厚，高温高压下形成氧化铁等污垢的结合体附着在炉管内壁上，直至污垢将炉管堵死，最后造成锅炉爆管等严重的事故。炉管结垢以后，使过热器壁温升高，此时增加一级减温水调节阀的开度，增大减温水流量，效果不佳。出现此现象的原因之一就是炉管内结垢。结垢的原因是锅炉给水水质差，水质差的原因就存在凝汽器泄漏进入海水的可能性。需逐级排查，最终确定。

第二、 锅炉汽水取样是分析炉水品质的重要数据来源，机组运行期间应定期取样化验。一般在省煤器入口、汽包炉水、饱和蒸汽、过热蒸汽和再热蒸汽处均设置电导率测点，对炉水的电导度数值变化进行监测，如上述各点的电导率值均偏高，需进一步检测给水和凝结水水质，如果氯离子和钠离子均超标，其原因很基本上确定是凝汽器泄漏进入海水冷却水所致。

第三、 炉膛排烟温度异常升高，分析其原因是由于烟气与炉管换热效果不好，主要原因是炉管外部积灰结焦过多或者炉管内部结垢所致。可通过在投入吹灰器吹灰和对给水水质进行分析，如果炉膛没有结焦和大量积灰，那就将原因锁定在炉管内部结垢上，一定是水质出了问题。进一步提取各环节的水汽进行分析，如果凝汽器的电导率超标，说明凝汽器已经泄漏进入冷却水。进而找出了原因。

结论

凝汽器泄漏进入冷却水会在机组的不同环节表现出异常现象，加以总结归纳后，对机组运行人员分析问题大有裨益，为及时发现泄漏点和堵漏工作节争取了宝贵的时间，同时减少了事态进一步扩大，对机组的安全运行提供了保障，具有良好的经济效益。

参考文献

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